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1、淺談虛擬演播室自動(dòng)化1班劉思蒙201110013172一、刖百電視作為信息的傳播部門，它的發(fā)展依賴于其它科學(xué)知識(shí)和技術(shù)的發(fā)展，尤其是高新技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，尤其是數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，它們對(duì)電視領(lǐng)域的滲透越來越廣泛，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、計(jì)算機(jī)并行處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)等的發(fā)展，使得虛擬演播室系統(tǒng)的出現(xiàn)與應(yīng)用成為可能。虛擬演播室在視頻領(lǐng)域的成功應(yīng)用，更是使演播室的制作效果得到很大的改善，制作的節(jié)目更加逼真，立體感更強(qiáng)。極大地提高了電視臺(tái)創(chuàng)作和制作電視節(jié)目的能力和效率。二、虛擬演播室系統(tǒng)的基本原理虛擬演播室是視頻技
2、術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，把傳統(tǒng)的色鍵技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)結(jié)合起來形成的，是一種新穎的獨(dú)特的電視節(jié)目制作技術(shù)。虛擬演播室(VirtualStudio)技術(shù)，簡稱VS,乂稱虛擬布景技術(shù)。它將攝像機(jī)拍攝的圖像實(shí)時(shí)地與計(jì)算機(jī)三維圖形進(jìn)行合成，從而形成一種新的電視節(jié)口制作系統(tǒng)。具體來說其工作原理為：用攝像機(jī)拍攝到的以藍(lán)幕為背景的畫面作為前景，由一臺(tái)超級(jí)實(shí)時(shí)圖形計(jì)算機(jī)中的三維動(dòng)畫軟件生成的三維動(dòng)畫圖形作為虛擬背景，跟蹤器把真實(shí)演員及物體與攝像機(jī)之間的位置及透視信息送給圖形計(jì)算機(jī)，前景圖像經(jīng)延遲后與虛擬場景以相同時(shí)碼工作，再通過深度鍵和色鍵技術(shù)
3、將前景與背景合成為一個(gè)圖像輸出，使真實(shí)演員與虛擬場景形成正確的透視關(guān)系,就好像演員置身于真實(shí)場景中一樣。三、虛擬演播室專用攝像機(jī)專用攝像機(jī)的數(shù)量通常為二到三個(gè)。虛擬演播室專用攝像機(jī)與傳統(tǒng)攝像機(jī)不同的是，除了鏡頭和云臺(tái)以外，虛擬演播室用的攝像機(jī)配有運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和識(shí)別系統(tǒng)，即攝像機(jī)跟蹤器。其跟蹤方式有光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)和機(jī)械傳感式系統(tǒng)兩種。其原理是將檢測(cè)到的攝像機(jī)的推、拉、搖、移、聚焦、變焦乃至升降等傳感部位的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，通過一個(gè)稱為“傳感器”的裝置傳輸?shù)椒Q為“校準(zhǔn)器”的數(shù)據(jù)校正裝置。該裝置將校準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸送到計(jì)算機(jī)中，這樣，現(xiàn)場攝像機(jī)與虛擬演播室中“虛擬”的
4、攝像機(jī)被相對(duì)地鎖定在一個(gè)位置上。當(dāng)現(xiàn)場演播室攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，虛擬攝像機(jī)受跟蹤器的控制可以實(shí)時(shí)地與現(xiàn)場攝像機(jī)保持同步。虛擬演播室的另一重要而獨(dú)有的問題是攝像機(jī)之間的位置關(guān)系。虛擬攝像機(jī)與真實(shí)攝像機(jī)的初始位置并無直接關(guān)系，它可以放在虛擬空間的任意位置，當(dāng)演播室有兩臺(tái)以上攝像機(jī)進(jìn)行切換時(shí)，必須保持實(shí)際演員和景物在虛擬演播室中的位置不變，也就是與虛擬景物的關(guān)系不變。否則在切換時(shí)，觀眾會(huì)看到演員從背景中某個(gè)地方跳到另一個(gè)地方，在視覺上會(huì)造成不真實(shí)的效果。由于真實(shí)物體與演員是由真實(shí)攝像機(jī)給出，背景由虛擬攝像機(jī)給出，所以必須對(duì)虛擬攝像機(jī)進(jìn)行位置鎖定，即虛擬
5、攝像機(jī)之間的距離必須與真實(shí)攝像機(jī)之間的距離相等，且推拉、搖移的初始量（原位矢量）與真實(shí)攝像機(jī)的位置方向關(guān)系保持一致，才能進(jìn)行切換。!1!虛擬演播室系統(tǒng)的類型虛擬演播室適合于新聞、采訪、座談、音樂、教育、體育報(bào)道、天氣預(yù)報(bào)等多種類型節(jié)目的制作?？谇?，在電視節(jié)目制作中根據(jù)生成背景圖像的維度不同，可以把虛擬演播室劃分為：二維虛擬演播室，二維半虛擬演播室和真三維虛擬演播室。1、二維虛擬演播室系統(tǒng)二維虛擬演播室系統(tǒng)生成的虛擬場景為二維圖像，這類系統(tǒng)的價(jià)位較低，背景牛成裝置一般采用圖像處理器，攝像機(jī)無需移動(dòng)，進(jìn)行拍攝時(shí)，受相應(yīng)鏡頭運(yùn)動(dòng)參數(shù)的控制，圖像處
6、理器會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)變化的圖像與拍攝的前景合成。2、二維半虛擬演播室系統(tǒng)二維半虛擬演播室系統(tǒng)生成的背景圖像的維度為三維，但卻又不同于三維虛擬演播室系統(tǒng)，它的虛擬場景必須事先在3DMAX等三維動(dòng)畫編輯軟件里設(shè)計(jì)制作成三維模型場景，將制作好的三維模型場景進(jìn)行渲染，制作成特別大的高圖像質(zhì)量的圖片，這樣可以保證鏡頭在推拉、俯仰、平搖過程中視頻畫面不會(huì)超出虛擬場景畫面。這類系統(tǒng)是事先生成場景，采用貼圖的方式實(shí)現(xiàn)前景和背景的合成，因此在場景設(shè)計(jì)時(shí)可以不受約束，盡情發(fā)揮。3、三維虛擬演播室系統(tǒng)三維虛擬演播室系統(tǒng)的價(jià)位比較高，屬于高檔次的虛擬演播室系統(tǒng)，可以創(chuàng)建
7、全三維的虛擬場景，三維虛擬演播室系統(tǒng)的攝像機(jī)能夠在場景中自有運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)地讀出3DMAX,Maya或Softimage3D等國際通用的建模軟件設(shè)計(jì)好的場景模型，這是三維虛擬演播室系統(tǒng)和二維半虛擬演播室系統(tǒng)的最主要的區(qū)別。二維半虛擬演播室系統(tǒng)與三維虛擬演播室系統(tǒng)相比，二維半虛擬演播室系統(tǒng)的不足之處是以一張圖片作為背景，在真實(shí)攝像機(jī)角度發(fā)生變化的時(shí)候，沒辦法實(shí)時(shí)地調(diào)整虛擬攝像機(jī),因此從場景方面看，拍攝過程中移動(dòng)攝像機(jī)會(huì)造成透視關(guān)系失配。另外，二維半系統(tǒng)屮的攝像機(jī)位置是預(yù)先在軟件屮設(shè)置好的，拍攝過程中不發(fā)生變化，因此攝像機(jī)無法在拍攝過程中實(shí)時(shí)移
8、動(dòng)。三維虛擬演播室系統(tǒng)與二維半虛擬演播室系統(tǒng)最大的區(qū)別是是否對(duì)場景進(jìn)行“實(shí)時(shí)渲染”，從理論上說三維耍優(yōu)于二維半。五、虛擬演播室在節(jié)目制作中的優(yōu)勢(shì)1＞降低了節(jié)目的制作成本每個(gè)電視臺(tái)
