一、什么是虚拟演播室

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完全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。

采用虚拟演播室技术，可以制作出任何想象中的布景和道具。无论是静态的，还是动态的，无论是现实存在的，还是虚拟的。这只依赖于设计者的想象力和三维软件设计者的水平。许多真实演播室无法实现的效果，对于虚拟演播室来说，确是“小菜一碟”。例如，在演播室内搭建摩天大厦，演员在月球进行“实况”转播，演播室里刮起了龙卷风等等。有的电视台已经起用了虚拟主持人，并且成为了明星，他们不仅可以配合真人的主持人主持节目，而且还可以单独主持节目。这些都是虚拟演播室创造性的体现。

三维虚拟演播室的跟踪技术有4种方式可以实现，网格跟踪技术、传感器跟踪技术、红外跟踪技术、超声波跟踪技术，其基本原理都是采用图形或者机械的方法，获得摄像机的参数，包括摄像机的X、Y、Z、（位置参数）Pan、Tilt、（云台参数）Zoom、Focus（镜头参数） 由于每一帧虚拟背景只有20ms的绘制时间，所以要求图形工作站实时渲染能力非常强大，对摄像机的运动没有更多的限制，一般适合专业电视台，对节目制作要求较高的用户使用。

 另一种方法是预生成三维背景，即要首先制作好背景的三维模型，然后预先定义好摄像机的运动和参数设置，根据这些数据生成每台虚拟摄像机的视图画面，最后运用色健将前景和相应的虚拟背景结合起来。这种方式可以生成比较真实的虚拟背景，对图形工作站实时渲染能力要求不高，摄像机只可以切换机位（摄像机机位必须事先与背景调整好比例和透视关系），不可以做其他的运动，这样的虚拟演播室适合学校以及电教中心，投资较小，要求不高的用户使用。

二、虚拟演播室可以实现哪些功能

色键抠像

色键抠像是虚拟演播室必不可少的功能。随着社会的发展，现在市面上虚拟演播室品牌越来越多，风格独特，唯一不同的就是抠像的效果不一样。intetech采用的抠像技术，实现广播级抠像效果,同时确保系统可以在相当长的一段时间内，具有先进性和扩展性。

场景搭建

intetech内置场景搭建套件，通过云技术，建立国际领先的模型分享平台，提供海量的三维素材库,让用户自由搭建个性化的场景,适用于录制各种电视节目、教育录播、讲座、演唱等。各种风格的3D场景满足您的天气预报节目录制、新闻播报、访谈节目、体育节目、军事节目，脱口秀节目，教育教学、演唱晚会等多种形式应用。

三维图文

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三、系统组成

1.虚拟背景工作站

完成虚拟背景的渲染输出工作，同时采集摄像机的信号，最终的渲染输出相应的包括背景信号和作为前景遮挡的键信号。

控制摄像机切换模块，当虚拟背景进行不同视角背景切换的时候，同时发出控制信号给摄像机切换模块，切换至相应视角的前景摄像机。

控制色键，通过计算机软件调整和保存色键的状态各项参数。

完成摄像机前景和虚拟背景的实时合成输出。

2.视频采集系统

完成摄像机的信号采集。

3.切换器：完成摄像机前景信号的切换工作。

4.同步信号分配器：完成外来同步信号的分配，分别将同步信号分配给背景渲染引擎、色键、切换模块以及预留给用户摄像机的三个同步信号输出口。

四、关键技术

色键与蓝箱

抠像，绿箱主要有一墙一底式、两墙一底（一角）式和三墙一底式3种。其中三墙一底式能给出更大空间，摄像机机位限制小，摇摄范围大。绿箱必须保证均匀的绿色背景，特别是在墙墙、墙地交接处不能有接缝的痕迹。同时，由于节目制作过程中采用了色键技术，演员及真实道具在绿室中投下的影子也要随演员及道具一起进入虚拟空间，人物和环境景物在演播室灯光下的影子会被抠掉，造成一种不真实感。由于色键技术的使用，因此会产生延时，不仅要求系统增加前景视频延时单元，而且必须考虑其它问题。一个是声音，由于前景视频被延时，为了保证声画同步，需要增加视频帧同步器。另外，由于延时，给演员观看反馈监视器上的合成图像以确定动作增加了难度。

跟踪与定位

在虚拟演播室节目制作过程中，确定摄像机的状态信息非常关键。虚拟演播室专用数字摄像机通常为二到三个，摄像机配有运动检测和识别系统，即摄像机跟踪器。其跟踪方式有光学识别系统和机械传感式系统两种。其原理是将检测到的摄像机的推、拉、摇、移、聚焦、变焦乃至升降等传感部位的运动数据，通过一个“传感器”装置传输到“校准器”，这样，理想情况下，现场摄像机与虚拟演播室中“虚拟”的摄像机被相对地锁定在一个位置上。当现场演播室摄像机运动时，虚拟摄像机受跟踪器的控制可以实时地与现场摄像机保持同步。

变焦聚焦景深

实际拍摄时，摄像机的聚焦点一般都跟踪主持人，如果此时前景和背景都聚焦得十分清楚，会产生景深的不自然感。尤其在特写镜头时，背景应该是虚焦的，使前景、背景如同出自同一摄像机，否则，这种虚拟演播室是不成功的。

五、成功案例

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