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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，他们不仅可以配合真人的主持人主持节目，而且还可以单主持节目。这些都是虚拟演播室创造性的体现。

虚拟演播室的产生，给视频节目制作、电视广播带来了一场革命。

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，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，投资较小，要求不高的用户使用。

虚拟演播室中摄像机在拍摄过程中有平移X、纵移Y、高度移Z、水平角、俯仰角、镜头变焦ZOOM， 聚焦FOCUS等变化，这些参数的改变会引起所摄图像视野与视角的改变，为了模拟人物所 在的三维环境，计算机须根据这些参数不断调整三维视图。而摄像机跟踪部分的作用正是 收取摄像机的位置信息和运动数据，实时地跟踪真实摄像机，以前景与计算机背景“联 动”。

由于这种“联动”是以高速计算机运算的结果，而这种运算永远需要一个运算时间，所 以这种“联动”是有时间差的。只是设计者限制这种时间差在一个人眼不易察觉的范围 内，因此要求前景摄像机只能在一个有限的速率内改变位置参数。

虚拟演播室系统视频合成的基本技术是色键器抠像，即摄像机拍摄的蓝幕布前的真实景 物通过色键器进行抠像处理，与计算机生成的虚拟场景合成。

虚拟演播室前景和背景合成要釆用深度合成技术。所谓深度就是前后关系，这一技术 要考虑两路键信号的深度信息。这不同于三维图像的造型技术，因为虚拟演播室三维场景图 像中的像素不仅需要都带有深度信息，而且还要有与摄像机的距离信息，由这两部分信息决 定前景和背景像素的可见性。在实时生成的时候，的计算机通常使用一个深度缓冲区 来存储像素的深度值。

那么如何在传统摄像机拍摄时，获取前景视频信号的深度信息呢？通 常釆用估计方法，估计摄像机与镔员之间的距离，即深度值（深度键)。前景信号通过色键 抠像得到镔员部分的信号，先与背景作传统方式上的合成，得到色键序列值，这样已部分地 确定了前景在背景中的位置，再由深度值来进行前后关系的调整，后输出的深度键值序列 再按传统方法合成。

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