虛擬演播室技術(shù)的相關(guān)形式和技術(shù)功能探討摘要：虛擬演播室近年發(fā)展起來的一種獨特的電視節(jié)目制造技術(shù)，是全新的現(xiàn)代發(fā)展與傳統(tǒng)演播室技術(shù)共同發(fā)展的產(chǎn)品，技術(shù)成份、優(yōu)越性和功能決定了這項技術(shù)具有強大的發(fā)展空間和廣闊前景。本文關(guān)鍵詞語：攝像機跟蹤技術(shù)；計算機虛擬背景；色鍵技術(shù)引言：虛擬演播室系統(tǒng)〔TheVirtualStudioSystem，簡稱VSS〕是在高速圖形計算機和視頻色鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上而構(gòu)成的新型技術(shù)，它的本質(zhì)是將計算機制造的虛擬三維場景與電視攝像機現(xiàn)場拍攝的活動圖像進行數(shù)字化的實時合成，使人物與虛擬背景能夠同步變化，使兩者有一種天衣無縫的融合，在電視畫面上收到了在演播室虛擬的的那種新的環(huán)境和氣氛，進而使畫面獲得完美的合成。1.虛擬技術(shù)在應(yīng)用經(jīng)過中的優(yōu)勢1.1高精度高精確的跟蹤跟蹤是考核虛擬演播室的關(guān)鍵指標(biāo)之一，是使虛擬環(huán)境中的前景和現(xiàn)實的場景不會分開一種技術(shù)，讓人看上去不會是兩個環(huán)境。跟蹤的方法有許多，重要就是使用光柵旋轉(zhuǎn)編碼器、網(wǎng)格辨別、輔助攝像機光圖形接力等幾種跟蹤方式，任何一種跟蹤方法，跟蹤的自在度都必需獨立，互相之間不能牽連。跟蹤也要構(gòu)成本身的系統(tǒng)，和前景色鍵無關(guān)，跟蹤也必需是物理攝像機對虛擬攝像機間的直接賦值與控制，不能通過中間環(huán)節(jié)進行。1.2對影視節(jié)目的創(chuàng)作水平有了顯著的提升，拓展了創(chuàng)作人員的想象空間。傳統(tǒng)演播室錄制的節(jié)目，經(jīng)常需要營造一個豐富的場景，制造人員就得消耗損費大量物力、人力去搭建一個場景，而這種制造出來的場景只能提供應(yīng)幾個特定的節(jié)目使用，使用率不高，浪費嚴(yán)重，制造人員也要遭到許多的限制，有許多有創(chuàng)意有特色場景無法到達預(yù)期的效果，而虛擬演播室就能夠使這個創(chuàng)作空間得到最充足的發(fā)揮，虛擬場景是在計算機內(nèi)構(gòu)成的，不受時間和空間的限制，能制造出許多宏大的場景，創(chuàng)造出傳統(tǒng)演播室無法比較的場景，使節(jié)目在制造中創(chuàng)造愈加真實的效果，變得愈加豐富多彩，關(guān)鍵是還節(jié)省了人力、物力和財力，大大的降低了制造成本。1.3數(shù)字特技功能的豐富發(fā)展信息技術(shù)的發(fā)展讓現(xiàn)代影視制造有了新的發(fā)展契機，同時也提升了節(jié)目的欣賞性、可看性，數(shù)字特技讓傳統(tǒng)節(jié)目制造中無法實現(xiàn)的場景成為現(xiàn)實，在數(shù)字特技功能面前，只要你想不到的，沒有它做不到的，固然有些夸大，但他的確給導(dǎo)演及美術(shù)師提供了充足的創(chuàng)作空間，豐富了演播室的節(jié)目。2.虛擬演播室的技術(shù)關(guān)鍵在于把虛擬背景與前景完美的融合在一起,它通常由攝像機的跟蹤、計算機虛擬背景的生成、色鍵技術(shù)三個構(gòu)成部分2.1攝像機的跟蹤攝像機追蹤技術(shù)是虛擬演播室系統(tǒng)來最主要的部分之一，攝像機的跟蹤要精到準(zhǔn)確的獲取攝像機當(dāng)下的位置、方向和鏡頭等參數(shù),并把這些參數(shù)傳遞給用于生成三維背景畫面的計算機,讓虛擬攝像機和真實攝像機同步。攝像機追蹤技術(shù)通過獲取演播室中的動作參數(shù)以及實際位置參數(shù)，進而能力判定出演員或主持人、攝像機、計算機虛擬場景之間的相對位置關(guān)系，能夠使系統(tǒng)實現(xiàn)真實攝像機與虛擬攝像機的鎖定。假如把攝像機固定在一個位置上，蹤系統(tǒng)只能測量攝像機的俯仰和搖移動作，不能測量到X、Y、Z的位置改變，這樣會使背景顯得平板。只要正確地測量到攝像機的參數(shù)，虛擬背景才不會產(chǎn)生“跳躍〞現(xiàn)象，而且不會使畫面失去真實感。虛擬演播室的追蹤系統(tǒng)要求十分精到準(zhǔn)確，即使是0.01°的誤差也有可能導(dǎo)致背景與前景之間發(fā)生明顯漂移和抖動。一個高質(zhì)量的虛擬演播系統(tǒng)一定要認(rèn)真對每個鏡頭的進行校正，不能依靠于普通的鏡頭表。當(dāng)前有兩種方式可獲得攝像機的這些運動參數(shù)，即機械跟蹤方式和圖像分析辨別方式。〔1〕機械跟蹤方式這種跟蹤系統(tǒng)是在攝像機鏡頭上安裝鏡頭運動參數(shù)編碼器，以及攝像機位置X、Y、Z編碼器，編碼器能夠?qū)z測到的攝像機的上、下、左、右擺動的細微角度，推、拉、搖、移、聚焦、變焦乃至升降等傳感部位的運動數(shù)據(jù)，通過一個“傳感器〞裝配傳輸?shù)健靶?zhǔn)器〞，信息數(shù)據(jù)通常通過一些串行接口類型如RS-232或RS-422傳送給計算機。機械跟蹤方式是直接對攝像機的各種運動參數(shù)進行測量。?〔2〕圖形分析辨別方式是利用圖像分析辨別技術(shù)在拍攝期間同步控制并檢測攝象機的各項運動參數(shù)，包含位置參數(shù)〔X、Y、Z〕，水平遷移轉(zhuǎn)變參數(shù)，垂直遷移轉(zhuǎn)變參數(shù)和變焦參數(shù)，所有這些參數(shù)都被轉(zhuǎn)化成位置參數(shù)，這就使得攝像師能夠在拍攝經(jīng)過中隨意移動攝象機，而且也不需要特殊的攝像機圖形辨別能夠說是一種“運動估測算法〞，通過對前后幀畫面的相對運動進行核算和測量，得到攝像機的位置和鏡頭參數(shù)。在計算機所拍攝的畫面正常的進行運動和變化時，要充足考慮到背景圖像合成的問題，假如單獨的使用常色鍵技術(shù)中的簡單藍色背景幕布，必需在藍色幕布上增加一些稍淺顏色的網(wǎng)格，使整個藍色幕布〔藍箱〕的布光要盡量均勻協(xié)調(diào)，避免在背景中的畫面產(chǎn)生混亂的問題。2.2計算機虛擬場景技術(shù)虛擬演播室中的場景、道具都是由計算機生成的，計算機是一個小型計算機網(wǎng)絡(luò)，主機為網(wǎng)絡(luò)中心，它是虛擬演播室的控制中心，是虛擬演播室節(jié)目制造的“導(dǎo)演臺〞。在慣例演播室中很難做到的龐大而且復(fù)雜的背景，以致于很多現(xiàn)實生活中人們不可能見到的景觀，都能夠在虛擬演播室中得以發(fā)揮實現(xiàn)。這樣既能夠使演播室能制造出完善、宏大、豐富、的背景，同時也為那些背景制造人員提供了更廣闊的發(fā)展和創(chuàng)造空間。隨著PC機的計算能力、視頻處理能力和繪圖能力的極大提升，給廣闊用戶更大更廣闊的選擇空間。通過計算機的三維虛擬演播室系統(tǒng)需處理大量的紋理貼圖、三角形、視頻插入等，能夠在任何一個角度去看場景，并根據(jù)實際需要進行修改，這也是為什么虛擬演播室遭到竭力推廣的原因。隨著計算機的發(fā)展進步，技術(shù)已經(jīng)在相關(guān)軟件的支持下，虛擬場景將會有更大的發(fā)展空間。三維虛擬場景產(chǎn)生有兩種方式：(1)預(yù)生成三維方式(2)真三維方式2.3色鍵技術(shù)傳統(tǒng)演播室的色鍵技術(shù)是一種圖像合成技術(shù)，它把色彩與藍箱色彩的差值構(gòu)成鍵控電壓波形。由于使用藍幕背景，因而在景物體和演員身上就會有一些藍色的干擾成分，通過計算機的處理，對前景進行非常復(fù)雜的消藍控制，這樣才不會使前景產(chǎn)生的顏色失真。摳掉虛擬背景中與前景圖像相關(guān)的部分，再加上一些藍箱上的圖像，這樣就可將前景圖像與虛擬背景圖像在色鍵控制器中合成一幅以假亂真的彩色圖像，成功的虛擬場景不僅有背景，還有前景，如主持臺等道具，主持人以至能夠進入一個虛擬物體中去，或者消失其中。畫面中真實的、虛擬的物體間的關(guān)系非常復(fù)雜，要想實現(xiàn)場景完美，就需要具有特殊功能的高級色鍵技術(shù)，因而，產(chǎn)生了一種被稱為Z軸深度鍵的新技術(shù)。Z軸深度技術(shù)能夠細分到三維場景中，對每個像素的三維場景進行修改，真實物體、虛擬物體、還有演員能夠動態(tài)地互相遮擋，使虛擬場景愈加真實完美。3.總結(jié)當(dāng)下，虛擬演播室技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代節(jié)目制造當(dāng)中已經(jīng)得到了非常廣泛的使用，人們經(jīng)常能夠看到由這種技術(shù)制造的文藝娛樂播報、音樂節(jié)目、雜志、生活時髦類節(jié)目等許多種節(jié)目。但隨著數(shù)字視頻、傳感器和計算機技術(shù)的發(fā)展，虛擬演播室必將會在電視節(jié)目制造中發(fā)揮愈來愈大的作用。虛擬演播室技術(shù)無疑是電視節(jié)目制造技術(shù)的一種革命性飛躍，充足具體表現(xiàn)出了電視技術(shù)對現(xiàn)代最新的數(shù)字技術(shù)、計算機技術(shù)兼容并蓄的特點，相信在將來的影視制造中，它終將成為最有力的節(jié)目制造工具。相信它終將會成為一種最為有力的節(jié)目制造工具以下為參