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虚拟演播室系统视频合成的基本技术是色键器抠像,即摄像机拍摄的蓝幕布前的真实景 物通过色键器进行抠像处理,与计算机生成的虚拟场景合成。

虚拟演播室前景和背景合成要釆用深度合成技术。所谓深度就是前后关系,这一技术 要考虑两路键信号的深度信息。这不同于三维图像的造型技术,因为虚拟演播室三维场景图 像中的像素不仅需要都带有深度信息,而且还要有与摄像机的距离信息,由这两部分信息决 定前景和背景像素的可见性。在实时生成的时候,的计算机通常使用一个深度缓冲区 来存储像素的深度值。

那么如何在传统摄像机拍摄时,获取前景视频信号的深度信息呢?通 常釆用估计方法,估计摄像机与镔员之间的距离,即深度值(深度键)。前景信号通过色键 抠像得到镔员部分的信号,先与背景作传统方式上的合成,得到色键序列值,这样已部分地 确定了前景在背景中的位置,再由深度值来进行前后关系的调整,后输出的深度键值序列 再按传统方法合成。

虚拟演播室的场景是计算机生成的图形,根据图形是二维和三维,虚拟场景也有二维和 三维之分◊根据三维模型生成方式,三维场景有真三维系统和二维半系统◊所谓真三维系统 是指由计算机实时生成三维虚拟场景,场中灯光的强弱、位置以及物体的位置和大小都可以 实时变化,当能获取摄像机位置参数时机位也可移动。该系统由于物体、灯光甚至机位都可 以移动,画面会显得比较生动,适合用于综艺、科技类节目以及效果要求复杂的体肓、天气 预报节目。

但是这种设备一般造价较高,并且受到计算机处理能力限制,三维虚拟真实模型 不可能无限复杂,即虚拟场景的总效果受到限制。所谓二维半系统是指事先由三维处理软件 生成好场景画面,再由计算机根据摄像机参数进行贴图,场景中灯光的强弱、位置以及物体 的位置和大小都不能变化,摄像机位置也不能移动。二维半系统的物体,灯光以及机位都是 固定的,但因为场景是提前谊染好的,其效果可以任意发挥不受计算机处理能力的限制,并 且造价较低,非常适用于场景静止的新闻、访谈等节目的制作,应当说能满足大多数节目制作的要求。

虚拟演播室采用的图形算法和跟踪技术研发出来的虚拟演播室系统。通过传感系统跟踪摄像机各种参数并传递给虚拟演播室计算机处理系统,该处理系统根据传感参数实时产生一个有空间感的虚拟场景,并与演播主体之间保持一致的空间透视关系。视频色键器对摄像机获得的前景信号与虚拟演播室系统产生的背景信号进行处理,从而实现演播主体(播音员、演播人物等)与虚拟场景的合成。因为虚拟演播只需在一个蓝色背景下进行,利用它进行节目制作与播出,无需为不同的节目搭建不同的演播室或场景,所以在有效利用演播室资源方面,成本优势是显而易见的。还可以与非线性编辑系统结合使用,将虚拟演播的节目直接输出到非线性编辑系统中进行编辑播出,并可将编辑结果记录到网络共享存储器中,实现演播资源共享。

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