虚拟演播室扣蓝技术,真三维裸眼虚拟演播室工程 方案概述
虚拟演播室是近年发展起来的一种特的节目制作技术。它的实质是将计算机制作的虚拟三维场景与电视摄像机现场拍摄的人物活动图像进行数字化的实时合成,使人物与虚拟背景能够同步变化,从而实现两者天衣无缝的融合,以获得的合成画面。方案框架
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。该系统包括虚拟背景渲染系统、传感跟踪系统、色键系统、切换器、同步信号分配器等。
![有轨虚拟演播室](//l.b2b168.com/2018/07/27/13/201807271304366685494.jpg)
交互文件
虚拟演播室的场景设计由计算机三维设计软件完成,因此我们的设计方案中尽可能多地兼容了诸如3DMAX、Softimage、MAYA等多种三维建模软件制作的场景;
系统具备全面和广泛的兼容性,支持多种动态纹理,支持3ds、.wrl等多种三维场景描述格式,包括材质、灯光、纹理、动画效果都可以正确导入。支持二十多种图像格式,如BMP、DDS、GIF、PNG、TGA、TIF等,并且支持分层导入PSD图像,每层图像保持其创作空间相对位置。
场景大屏幕
虚拟场景中可以开多个大屏幕电视窗口,其中至少应该可以回放4路不同的视频节目。且电视窗中播放的视频素材应满足目前电视台制作机房节目源的储存方式,尽可能地允许录像带素材、视频素材等;
清虚拟演播室不但支持多个大屏幕电视墙功能,同时有技术使电视墙能以任意曲面方式开窗,使电视墙的视频画面能无缝地显示在场景中任意曲面的物体上,如内凹曲面、圆柱、圆锥等,可产生虚幻的效果,有强的视觉冲击力和感染力,加吸引人。 电视墙的信号来源可外部信号输入(如摄像机、录像机、播放器、工作站等),也可来源于本地的视音频、图片文件。
支持各种常用格式视频文件的播放,如AVI、MPEG、DV、DV25和QuickTime等,及多个视频文件同时播放。可以将视频流和视频素材混合,也可以将HD和SD格式的视频混合输入
场景设置
可以隐藏、显示场景中任意子模型,可以随时调整子物体的位置、方向和大小;
NDI输入基于IP的SDI
可直接通过网络输入任意一台电脑质量高达8bit的屏幕信号,局域网均可。
配置文件存储
支持配置文件调入各种场景,节目场景设计完成后,可直接保存,方便下次节目录制,支持拖拉调入场景,直接拖入场景视窗即可使用;
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场景中所有物体既可以采用三维建模软件设计制作的三维模型,也可以是场景中实时生成的动画效果,每个虚拟物体都可以结合场景的需求实时做出旋转、移动、缩放、变形等动态调整,可以大地丰富场景的真实感与活泼感。
GALASTAR星河虚拟系统可以立编辑动画轨迹,动画轨迹作为立的事件存在,可以基于关键帧进行编辑每一个节点的位置、姿态、缩放比例等9个参数,并在时轨上编辑事件,以决定虚拟物体什么时候以多的速度沿动画轨迹运动;
GALASTAR星河虚拟系统对遮挡层无限制,当虚拟物体到虚拟摄像机的距离小于演员到真实摄像机的距离时,虚拟物体自动出现在人前,反之,自动出现在人后,掩模是自动生成的;系统提供8盏虚拟灯光,可以分别对虚拟灯光的颜色、位置、方向、衰减等属性分别调整,同时,虚拟灯光还可以沿轨迹运动,大的丰富了场景的灯光效果;
为了使节目画面加丰富,GALASTAR星河系统内嵌了可以生成雨雪、落叶、礼花、游动的鱼、飞行的蝴蝶等效果的虚拟。物体同三维物体一样,可以实时改变自身的三维空间坐标、空间姿态参数和空间缩放参数,并可在时轨上沿特定轨迹运动,将这些景观添加到拍摄场景中,可以好的烘托出不同风格节目的现场气氛。GALASTAR星河还具有全场景雾化功能,雾的浓度、颜色、衰减等参数均可实时调整,为节目的拍摄增加了真实感。
系统基于Microsoft新渲染平台,运用了大量的优化算法,大限度地发挥视频服务器**的硬件渲染性能;采用基于硬件加速的三线性滤波和全场景反走样技术,得到的画面质量光滑细腻;对场景中的物件纹理贴图采用了MipMap处理技术,从而了动态物件的纹理不会产生抖动现象,得到流畅精致的节目画面。
GALASTAR星河系统基于WINDOWS 7操作系统,内部使用全数字的渲染平台,渲染32位的真彩色、带alpha通道的三维场景,可以对虚拟场景中任何物件做半透明处理,并可以结合虚拟灯光制作出惟妙惟肖的光感透明效果。
GALASTAR星河对虚拟大屏幕内部进行三线性滤波消除了镜头推拉时虚拟大屏幕内部视频纹理闪烁的问题,对大屏幕边缘专门进行多重采样滤波的方式来进行边缘抗锯齿运算,从而使得虚拟大屏幕运动过程中边缘光滑无明显锯齿,大屏幕内视频信号清晰无闪烁。同时,GALASTAR星河可以对虚拟大屏幕的播放内容缩放、旋转等参数自由设定,丰富了节目内容和表达方法。
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虚拟演播室实现技术可分为有轨虚拟演播室技术和无轨虚拟演播室技术两种。
1)使用光学或机械传感跟踪设备,对真实摄像机的位置及其移动进行跟踪、运算,生成数据流传输到系统主机。
通过系统主机对数据进行运算分析,从而实现真实摄像机在同等比例蓝箱内的移动,体现在3D场景中的景深景别的变化。
目前流行的图像处理方法,是使用色键器将蓝色或绿色的背景替换成实时景。
2)无轨虚拟演播室技术使用传感器对摄像机的位置及其运动进行跟踪、运算。无轨虚拟演播室采用虚拟场景定位
技术来实现虚拟摄像机的运动与3D场景实时无缝结合。通过驱动虚拟摄像机来实现各个机位的推拉、摇移、摇臂、航拍
等运动效果,以及各个机位之间的速切换。无轨技术的工作原理:根据主持人与虚拟场景、虚拟摄像机,三者之间
的相对位置关系的变化,通过对3D场景的移动变化进行跟踪定位,从而实现摄像机的推拉,摇移,摇臂乃至航拍的运动效果。
这种无轨技术减少了周边硬件设备的使用,降低了使用成本,操作便利。
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