浅谈虚拟演播室技术在节目制作中的应用

2009-03-18 09:55:07来源:慧聪网 作者:李雷鸣热度:

什么是虚拟演播室

自从电视开播以来,电视节目中主持人身后的场景总是简单而且色彩单调。这些实景的搭建通常采用木料、纸板和油漆等材料。随着时间的推移,在节目中为电视观众提供更丰富的视觉效果变得越来越重要,这就需要突破早期传统场景制作方式的局限性。键技术是第一个获得突破的技术,在黑白电视时代,采用的是亮键技术,后来随着彩色电视的出现,出现了色键技术并得到应用。通过键技术,前景图像中的某一部分可以被计算机中一幅静态图像替代,也可以被事先录制好的视频、直播的视频或者任何其他的视频图像源所替代。

但是要实现丰富的节目效果,仅依靠亮键或色键技术还是不够的——因为在摄像机运动拍摄时,合成视频输出中的前景信号和背景信号之间没有同步变化的关系。拍摄主持人的前景摄像机发生推、拉、摇、移等运动时,观众立刻会发现背景存在明显的虚假现象。

虚拟演播室技术的诞生就是为了解决节目拍摄中使用色键简单抠像存在的诸多限制。虚拟演播室技术是在传统色键抠像技术的基础上,利用计算机三维图形技术和视频合成技术,根据前景摄像机的位置焦距等参数,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,使得前景中的人物道具看起来完全沉浸于计算机所产生的三维虚拟场景中,从而创造出逼真的、立体感很强的演播室效果。虚拟演播室技术是在色键技术上的一个进步,但这个进步却是巨大的。

虚拟演播室的工作原理

  虚拟演播室是一套由计算机软件、主机、现场摄像机、摄像机跟踪器、图形图像发生器、色键器以及视/音频切换台构成的节目制作系统。目前世界上有数十家公司已开发或正在开发这一全新的电视节目制作系统。如美国E&&S公司的Minset、加拿大Discreet、Logic公司的Vapour以及以色列RT-SET公司的Larus虚拟演播室系统等,另外,Accom、BBC、Trinity、ORAD、Radamec等公司也有虚拟演播室系统面世。虽然在硬件配置及软件设计上这些公司各有千秋,但其工作原理基本相同,其主要工作流程如下:

1、蓝色实景现场

  虚拟演播室与传统演播室大不相同,它是以计算机三维动画“虚拟”出的场景取代道具实景为主要特征。摄像机所拍摄的现场已不是一般意义上的主持人或演员活动的地方,而是虚拟画面应用空间的组成部分,它的实际意义仅仅是其空间场地尺寸的大小。现场所有布景全部由单一的蓝色所取代,以作为将来抠像的基准色。图像的前景是不同机位的摄像机拍摄到的主持人的画面素材。主持人所在的实景现场的全部蓝色区域将被合成到计算机三维动画生成的虚拟场景中。

  与传统的人工搭建的舞台或演播场地相比,虚拟三维场景应用于演播室可以说是演播室技术的一次革命。不仅制作成本大大降低,制作周期缩短,更重要的是虚拟场景的可随意更改的特性极大地满足了导演的创作需要。

  需要注意的是,虚拟演播室用的实景现场虽然简化成了单一的蓝色,但决不是任何东西都不需要了。如果节目中要表现主持人从楼梯上走下来,那么现场也必须设置一些涂成蓝色的几何块状物体作为“楼梯”,以便与电脑中生成的楼梯相配合。

  2、虚拟演播室专用摄像机

  专用摄像机的数量通常为一到三个。虚拟演播室专用摄像机与传统摄像机不同的是,除了镜头和云台以外,虚拟演播室用的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。以E&&S公司Minset 200的机械传感式系统为例,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,通过一个称为“传感器”的装置以9芯电缆传输到同样具有9芯接口

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