虚拟演播室设计图 广电级虚拟演播室系统

北京慧利创达科技有限责任公司

虚拟演播室是近年发展起来的一种特的节目制作技术。它的实质是将计算机制作的虚拟三维场景与电视摄像机现场拍摄的人物活动图像进行数字化的实时合成，使人物与虚拟背景能够同步变化，从而实现两者天衣无缝的融合，以获得的合成画面。
虚拟演播室是一种全新的电视节目制作工具，虚拟演播室技术包括摄像机跟踪技术、计算机虚拟场景设计、色键技术、灯光技术等。虚拟演播室技术是在传统色键抠像技术的基础上，充分利用了计算机三维图形技术和视频合成技术，根据摄像机的位置与参数，使三维虚拟场景的透视关系与前景保持一致，经过色键合成后，使得前景中的主持人看起来浸尽于计算机所产生的三维虚拟场景中，而且能在其中运动，从而创造出逼真的、立体感很强的电视演播室效果。该系统包括虚拟背景渲染系统、传感跟踪系统、色键系统、切换器、同步信号分配器等。虚拟演播室实现原理如下：
虚拟演播室系统用软件来生成背景和道具，它可制作出实际不

场景中所有物体既可以采用三维建模软件设计制作的三维模型，也可以是场景中实时生成的动画效果，每个虚拟物体都可以结合场景的需求实时做出旋转、移动、缩放、变形等动态调整，可以大地丰富场景的真实感与活泼感。
GALASTAR星河虚拟系统可以立编辑动画轨迹，动画轨迹作为立的事件存在，可以基于关键帧进行编辑每一个节点的位置、姿态、缩放比例等9个参数，并在时轨上编辑事件，以决定虚拟物体什么时候以多的速度沿动画轨迹运动；
GALASTAR星河虚拟系统对遮挡层无限制，当虚拟物体到虚拟摄像机的距离小于演员到真实摄像机的距离时，虚拟物体自动出现在人前，反之，自动出现在人后，掩模是自动生成的；系统提供8盏虚拟灯光，可以分别对虚拟灯光的颜色、位置、方向、衰减等属性分别调整，同时，虚拟灯光还可以沿轨迹运动，大的丰富了场景的灯光效果；
为了使节目画面加丰富，GALASTAR星河系统内嵌了可以生成雨雪、落叶、礼花、游动的鱼、飞行的蝴蝶等效果的虚拟。物体同三维物体一样，可以实时改变自身的三维空间坐标、空间姿态参数和空间缩放参数，并可在时轨上沿特定轨迹运动，将这些景观添加到拍摄场景中，可以好的烘托出不同风格节目的现场气氛。GALASTAR星河还具有全场景雾化功能，雾的浓度、颜色、衰减等参数均可实时调整，为节目的拍摄增加了真实感。

系统基于Microsoft新渲染平台，运用了大量的优化算法，大限度地发挥视频服务器**的硬件渲染性能；采用基于硬件加速的三线性滤波和全场景反走样技术，得到的画面质量光滑细腻；对场景中的物件纹理贴图采用了MipMap处理技术，从而了动态物件的纹理不会产生抖动现象，得到流畅精致的节目画面。
GALASTAR星河系统基于WINDOWS 7操作系统，内部使用全数字的渲染平台，渲染32位的真彩色、带alpha通道的三维场景，可以对虚拟场景中任何物件做半透明处理，并可以结合虚拟灯光制作出惟妙惟肖的光感透明效果。
GALASTAR星河对虚拟大屏幕内部进行三线性滤波消除了镜头推拉时虚拟大屏幕内部视频纹理闪烁的问题，对大屏幕边缘专门进行多重采样滤波的方式来进行边缘抗锯齿运算，从而使得虚拟大屏幕运动过程中边缘光滑无明显锯齿，大屏幕内视频信号清晰无闪烁。同时，GALASTAR星河可以对虚拟大屏幕的播放内容缩放、旋转等参数自由设定，丰富了节目内容和表达方法。

无轨切换运动
初始定位简单、捷，定位后各机位间透视关系正确，推拉、摇、俯仰、变焦等操作过程中前后背景不会出现相互漂移、停顿等异常现象，摄像机反复运动后不会产生累计误差。模拟机位功能，单台摄像机可以模拟6个机位效果。可自由在6个机位之间切换，运动。
级色键抠像
系统支持内置、外置色键器。采用色度空间中的色度矢量处理方法，能够将要键去的颜色矢量与视频信号中的每个点的颜色矢量进行精确运算，在生成8bit线性键的同时还能进行消色和补色处理，使人物和物体的边缘能够与场景良好地结合，显示佳的色键效果。值得一提的是，这种色度矢量处理方法生成的8bit线性键能够实现半透明物体如玻璃和烟雾的色键处理，同时其消色功能还能纠正由于蓝幕造成的人物皮肤上的淡蓝色反光。这种色键器的色键效果清晰自然，虚拟场景与人物自然融合，整个虚拟演播室系统的真实感，并且进一步提高系统的集成度和性价比。
系统支持内置色键器和外置色键器，可以和国内外任何一家的色键器进行匹配。系统抠像具有背景色偏移、溢出色偏移、溢出通道、色键通道等多种参数调节，抠像效果清晰自然，虚拟场景与人物自然融合，整个虚拟演播室系统的真实感，并且进一步提高系统的集成度和性价比。