学术论坛
浅谈虚拟演播室系统及其虚实结合技术
毛酪坤
(0（））
数事执术马点用
摘要：虚拟演播室接术固其虚拟场景的特点，可随心所欲地创意和实现演搭室静态和动态场景设计，编短了电视节目制作周期，提高了演据实利用效率，比较适用予中小型电视台的节用制作、包装需求。本文通过对传统虑拟演搭室技术的分析和对新的增强显示技术应用的研究
关键词：虚拟滨据室虚实结合应用
中图分类号：TN948
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2011)10-0200-01
人类已进人信息时代，而电视作为信息的创造，加工，传输的主
要工具，近十年来发展迅猛。由于上星频道增多，一股大、中域市观众通过有线电视网都能接收到数十套电视节目，因而仅仅依靠增加频道，增设栏目和扩大覆盖面等手段来提高收视率已远远不够。提高电视节目质量、降低电视节目制作成本将成为各电视台竞争的最大筹码。为电视制作提供无限想象和表现空间的虚拟演播室技术，适应这-需求，应运而生。
1、从传统演播室到虚拟演播室
在传统的电视节目制作中，为有一个美观多样的演播室布景，制作人员必须精心设计和搭建表演区和场景，需要耗费大量的人力、财力用在道具的购买、场景的布置和维护上，如价格昂贵又难以维护的大屏幕电视墙等，面且置成的场景无法即时更新和变换，如要改换只能重建，资源利用率低且工作周期长，即使如此，许多场景、舞台效果仍无法实现
色键制作投术是用摄像机拍摄均匀蓝色幕布之前的人物或道其（前录景），然后通过色链设备把蓝背景抠掉，换成其它背景图像。显然，前景和背景只是简单地叠加在一起。为保证色键效果的真实性要求拍摄前景的摄像机不能移动、变化，因为背景不能随之跟踪变换；当然也不能完成摄像机之间的切换，因为背景不能保持恰当的透视效果：如果背景是活动面，即使保持拍摄前景的摄像机不变化，仍会产生主持人好象在背景上飘浮的感觉，缺乏真实感，可见色键制作技术是有很大局限性的
为了产生出通真视觉的场景效果，用计算机场款工作站生成的
摄像机运动实时调整和“移动”该背景，使之与拍摄的主持人图像（前景)同步变换，实现三维场景的移动变换与真实摄像机相一致的模拟效果，这就是三维图形学、人工智能、模式识别与计算机图形图像处理相结合的虚拟演播室技术，
一般虚拟演播室系统摄像机拍摄的主持人在带识别标志的蓝屏前表演的视频图像一路送数字图像处理部分，实时获取运动摄像的内外参数，另一路送视频延时器，以保证前景与虑拟背景在合成时严格同步；其输出送数字色键器，从带识别标志的主持人图像中去掉识别标志和蓝背景部分，并给出描述前景与虚拟背景融合比例的键信号。三维虚拟场景制作、发生工作站既能根据节目需要制作显拟场景，又能借助三维加速卡在摄像机运动参数控制下实现变换场景。 2、传统虚拟演播室技术
传统的虚拟演播室技术（TheVirtualStudioSystem，简称 VSS)，其技术特点是通过光学识别和机械传感跟踪方式，将图形工作站的虚拟背景与色键器抠像后的蓝箱中的前景无缝合成，得到实拍的人物在呢拟最物中穿梭活动的逼真画面效果，
目前就传统虚拟演播室技术的原理介绍，已经乏善可陈。其中的关键技术是如何判断摄像机、主持人.计算机虚拟场录之间的对
·上接第199页参考文献
[1]辛海燕,黄热.worklist在医学影像系统的作用和实现[J].中国数字医学,2007,2(8):396.
e 200
应位置关系。对于摄像机而言它的运动状态有掘移、俯仰，变焦，调焦、光圈、滑光轴整转以及位置和高度共8个参数除调焦与沿光轴施转外，其他6个参数在理论上讲都是可以跟踪。并可保持足够高的精度。传统虚拟演播室通常采用红外、网格、机械传感这三种方式结合，获得摄像机参数。
3、增强现实之虚实结合技术
增强现实(AugmentedReality，简称AR)借助计算机图形技术和可视化技术形成在现实环境中不存在的虚拟对象通过传感技术将患拟对象准确“放置“在真实环境中其特点与传统基于蓝箱的虚报演播室最大的不同在于，不再是患拟图像作为背录层而是实录始终作为背景层，借助显示设备将虚拟对象与真实环境融为--体，呈现给使用者在感官上的新体验。根据不同情况，其基本原理分为两大类：
(1)抠像填充技术。摄像机拍摄的前录信号作为SDI输人进虚拟流染引擎同时经色键器，将这一路信号中相对应的额色枢掉其他部分作为Matte信号。将三维虚拟元素根据Matte识别方式填充成为一路键信号，通过传感器跟踪摄像机运动，与摄像机前景信号合成一路完整信号输人切换台。此方法对实录的要求是至少存在颜色较为单一的可像区域例如田径赛道，泳池赛道等：也可以作为实景演播室的仿真大屏幕使用
(2)直接键信号技术。不经色键器抠像，摄像机拍摄的前景信号直接作为背景信号，同时根据传感器信号，将摄像机运动映射到设计好的三维场录中的虚拟摄像机上，转换为相应的播、摆、俯、仰、推拉、聚焦、移动等动作，谊染引擎实时谊染出随镜头运动的三维虚拟元素，作为Mask信号叠放在实景之上，即前录。此方法类似于带有跟踪的三维字幕效果对实景基本上没有要求，虚拟元素可以作为场
景中的桌子、球场上的广告牌等等。 4、结束语
电视作为最广泛的大众传播媒介之一随着技术日益更新，电视观众对于电视的欣赏水平不断提高尤其是在internet和电子游戏影响下的年轻一代，对电视制作及电视技术也提出了更高的要求电视制作手段需要不断推陈出新。虚实结合技术的应用不但在感官上给人耳目一新的丰高体验同时在实景制作中节省了大量成本，甚至可以达到实际做不出来的虚幻效果。虚拟演播室系统的应用将有更加广阔的空间，在目常完成演播室的新闻直播，访谈等节目的录制之余还可以用于大型演播厅的综艺节目、气象预报、实况采访、户外体育赛事的广告植入等等，虚拟元素在实景中的表现将使节目更加生
动灵活。参考文献
[1］李蓉，赵刚，陈坤，虚拟演播室的教育运用[J].教育估息化， 2006,(1 4).
[2]】宋金龙.虚报演播室技术在电视节目制作中的应用[J].电视字募，特技与动画,2001,(08)。
[2]贾冬炎.徐元胜.DICOMMPPS的原理及应用[J].中国医疗器械信息， 2006,12(07):45.
[3]张志林.医疗电子[N].重庆晨报,2011-9-20,(5)
[4]王达.揭秘：把脉网管[M].武汉：华中科技大学出版社,2011.