虚拟演播室技术的实践应用

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1、虚拟演播室技术的实践应用虚拟演播室技术的实践应用虚拟演播室技术的实践应用虚拟演播室技术的实践应用虚拟演播室技术的实践应用虚拟演播室技术的实践应用虚拟演播室技术的实践应用VcenterI电颜巾心l文章编号:1002—8692(2011)16—0095—03虚拟演播室技术的实践应用傅乐俭,廖欣叶(湖南广播电视台,湖南长沙410005)【摘要】随着虚拟演播室发展至今,虚拟技术的实践应用已经越来越多样化,从基于蓝箱的无限空间虚拟,到真实场景中的虚拟广告植入,虚拟现实的效果在不断推陈出新,丰富着媒体舞台.总结了多年虚拟演播室技术应用经验,通过对比分

2、析,从选型,系统构架,分析原理,操作流程,扩展应用实例等方面,详细分析了Viza虚拟演播室系统的技术和应用情况.【关键词】虚拟演播室;跟踪;色键;在线包装【中图分类号】TN948【文献标识码】B0引言早在10多年前,湖南广播电视台就购买了当时世界上领先的ORAD虚拟演播室系统,使用至今,积累了丰富的经验.之后又选购了新奥特等国有品牌.根据此次高清改造方案,本台在去年选购了Vizrt高清虚拟演播室系统,通过系统搭建和改造,浅析虚拟演播室的实践技术.1虚拟演播室跟踪方式介绍基于抠像技术发展而来的虚拟演播室技术,其核心技术就是摄像机的跟踪定位,

3、目前已有的跟踪定位方式有红外,网格,传感器,超声波,辅助摄像机等.由于超声波和辅助摄像机的应用成本较高,使用条件相对复杂,目前国内少有使用,使用较多的是机械传感器定位方式和图像识别的红外,网格定位方式.几种方法对比如下:1)网格跟踪作为典型的图像识别跟踪技术,是最便宜,最简单的跟踪方式.网格跟踪优点是容易使用,硬件成本低廉,缺点是受灯光的影响比较大,必须把网格全部打亮,受限制比较多.比如,网格必须是平面,不能贴到拐角和弧形位置;镜头不能大角度脱离网格;不能推特写,如果镜头内网格数量少于4个,则会造成定位错误等.2)红外摄像头+网格的跟踪,

4、此种跟踪的优势是相对廉价但又可以实现摄像机的有限移动.红外摄像头通过识别摄像机上发射器的信号,经过两点相交确定摄像机在平面内的位置,再结合网格确定摄像机在演播室的空间位置.其限制在于演播室的灯光必需为冷光源,避免光热度对红外接收的干扰,同时也要合理安排演播室灯光位置,避免在摄像机移动中挡住摄像头的接收,造成定位错误.此种方式对于摄像机的运动造成相对拘谨的约束,使用中有一定的局限性.3)全红外跟踪是最有技术含量的跟踪方式,实现最复杂,算法的技术含量最高.此种跟踪的优势是可以让摄像机在场景中自由移动,缺点是硬件成本高.4)传感器是使用最多,最

5、稳定的跟踪方式,以前机械传感的缺点在于精度不够,机械磨损由于各厂商的产品质量不一而有较大差别.另外,由于跟踪数据的问题,用机械跟踪方式时不能移动摄像机云台或者脚架,对拍摄造成一定限制.现在云顿公司和Shotoku公司生产的机械摇臂已经可以实现摄像机的有限移动.在虚拟场景中使用摇臂,可以充分发挥出真三维虚拟演播室的空间感,并让摄像和节目人员得到更多的镜头表现方式.全红外跟踪方式也可以满足需求,但成本比较高.根据目前虚拟使用的经验,固定机械云台是使用频率最高也是最稳定的跟踪方式,所以本台选用2个固定云台配合1个机械摇臂,既可以很好地解决摄像机

6、的移动问题,成本又相对较低.由于Vizrt的主推机械传感跟踪方式,本台一并购买了Viten250IT升级套件和ShotokuTK一53LVR机械跟踪摇臂,使虚拟跟踪更加灵活与稳定.2虚拟演播室系统介绍2.1虚拟演播室系统的搭建Vizrt虚拟演播室系统可以根据需求自由搭配,组建从单机位单通道的迷你虚拟演播室到多机位多通道的大型虚拟演播室.此次采取三机位二通道的方式,系统连结图如图1所示.1)通过在摄像机镜头上安装齿轮,读取摄像机镜头的focus和zoom的参数,通过云台升级套件的数据输出,读取摄像机的俯仰,摇移动作参数,由数据盒通过Rs一4

7、22数据线传送至虚拟渲染引擎VizEngine.2)摄像机给出同步信号接人传感盒,保证传感器跟年第ss卷第总第s期95图I系统连接图踪正常.3)摄像机拍摄的前景信号通过光纤传回,接人色键器的前景端口.4)渲染引擎通过数据盒信息,摄像机的各种动作映射到虚拟场景中,形成相应的变化,使之前景和背景的运动状态保持一致.5)色键器将摄像机前景经过扣除绿色背景,设置前景2-3帧的视频延时,与虚拟渲染引擎输出的虚拟背景叠加,以使虚拟背景和实际前景达到无缝合成.6)最终色键器针对每个机位,分别合成1路信号送给切换台,供切换台直接选择切换.7)切换台在提供

8、各机位预览画面同时,还需要提供外接视频信号分别送给各个渲染引擎,以提供场景制作中的视频开窗信号.8)局域网连接虚拟控制机,由控制机操作虚拟视频窗的动作,实现主持人的现场连线,访谈讲解等互动效果