虚拟现实技术在电视中的应用技术发展

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1、虚拟现实技术在电视中的应用技术发展　　一、虚拟现实技术的概述　　虚拟现实英文即VirtualReality或称虚拟环境VirtualEnvironment。它利用计算机生成一种虚拟的模拟环境，并通过多种传感设备使用户沉浸到该环境中去，虚拟现实系统突破了用传统方法表达事物的局限，使人们不仅可以将任何想象的环境通过虚拟现实的途径去实现，并且可以在其中与这种虚拟现实进行交流。　　虚拟现实作为一门比较新的技术，从它初见端倪就引起了广泛的关注。1992年法国召开了与虚拟现实技术相关的名为真实的与虚拟世界的界面的国际会议，同年在美国一批以医学专家为主的科学

2、家组织召开了名为医学中的虚拟现实技术的学术会议。1993年，在西雅图召开了第一届虚拟现实国际学术会议，会议吸引了大批科技工，并发表了大量有价值的论文。在国内，虚拟现实技术也越来越受到科技界的重视。　　二、虚拟现实系统特征　　虚拟现实具有三个最突出的特征，即交互性、沉浸感和构想性，由于这三者的英文名称都是以I开头，因此又被称为是3I特征。　　交互性主要是指参与者通过使用特有的输入和输出设备，不仅可以利用电脑键盘以及鼠标进行交互的操作，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。计算机能根据使用者的头、手、眼、语言及身体的运动，来调整系统呈现

3、的图像及声音，它是一个开放的环境，可以通过用户的输入（如手势、语言命令）做出响应，比如用户可以用手去直接抓取和移动模拟环境中的物体，不仅有抓东西的感觉，还能感到物体的重量等。　　沉浸感是指参与者借助交互设备和自身的感知觉系统，通过计算机生成一个非常逼真的虚幻世界，人们不仅可以通过视觉和听觉，还可以通过嗅觉和触觉多维度地感受到虚拟世界中所发生的一切，从而看上去以及听上去等都完全的沉浸于其中。　　构想性是指借助虚拟现实技术将抽象概念具像化的程度，它为解决工程、医学、军事等方面的问题提供了很多的便利，虚拟现实可以用别样方式同样反映出设计者的构思，并且

4、它的功能远比那些呆板的图纸生动得多。　　三、虚拟现实在电视中的应用虚拟演播室　　虚拟演播室技术是近几年发展起来的一种基于虚拟现实的电视节目制作技术，其原理是将摄像机摄取的真实影像与计算机设计的三维虚拟背景空间相融合以形成新的视频图像。虚拟演播室系统的关键在于如何产生虚拟背景并将其与前景融合，它通常包括虚拟场景制作、摄像机追踪、虚拟背景生成、图像合成等关键技术。　　（一）虚拟演播室系统的分类　　虚拟演播室系统有二维虚拟演播室系统，也有三维虚拟演播室系统。二维虚拟演播室系统的场景没有纵深感，只是一个平面图形，只能作为背景，出现在真实人物的后面。据估

5、算，三维虚拟演播室约需300万美元，由于二维系统系统配置低，价格便宜得多，目前国内的虚拟演播室系统大都是二维或二维半的系统，可大量制作节目，大大改善了电视栏目包装。　　三维虚拟演播室系统中，虚拟景物既可以作为背景出现也同时可以作为前景出现，并且真实人物还能围绕虚拟景物运动，因而在视觉效果上更具有纵深感，也更加的真实。目前，国外的三维虚拟演播室系统都是采用专业的图形工作站来实时生成三维场景的运动。在虚拟的三维背景图像生成以前，必须对三维虚拟场景中的各个物体进行建模，制作人员可以通过计算机辅助设计软件比如3DMax、MAYA等对物体进行建模，这些工

6、具大都提供了物体精确地几何描述，从而可以使得所建立的对象其形体上与真实对象在形态、光照、质感等方面上都十分的逼真。　　（二）虚拟演播室系统功能　　不同的虚拟演播室系统提供的功能不完全一样，除基本的虚拟演播功能，比如虚拟摄像机等之外，还有诸如虚拟光效、虚拟阴影、虚拟演员等功能，而这些功能并不是所有虚拟演播室系统都支持。　　1.虚拟光效　　虚拟光效是指利用计算机软件在虚拟场景中进行虚拟布光。虚拟光效中对于灯具的要求，是采用一种基于三基色柔光灯的基础之上的，这种灯发光均匀、阴影小、发热少、色温恒定而均匀。满足了虚拟演播室对光线的基本要求。虚拟演播室系

7、统中的布光也很有讲究，虚拟演播室的照度不同于传统演播室，它要求前景与蓝箱背景照度相匹配，追求光照的一致性。在虚拟演播室中，虚拟布光法有着最广泛的应用，因为背景和环境都是虚拟的，而且人物也要在虚拟的场景中活动，所以人物的照明设计就要严格按虚拟的背景环境来做。　　2.虚拟阴影　　虚拟阴影是指物体根据虚拟布光效果在虚拟场景中的投影。虚拟物体的投影可以在建模中利用三维动画软件的材质贴图功能进行阴影制作，但演员的阴影却无法随着运动实时地投射到其附近的虚拟物体上，从而影响了虚拟演播室的逼真度。　　3.虚拟演员　　迄今为止人类传播界面中的身体可以分为三类：有

8、机的身体、再现的身体和生成的身体，虚拟演员是数字技术催生的再生的身体。虚拟演员功能是指利用实时动作捕捉系统将场外一个真实演员的动作实时传送给三维动画软