虚拟演播室课件.pptVIP

虚拟技术 在1993年，位于美国西海岸的Ultimatte公司就开始展示了他们的虚拟演播室系统。 电视、电影制作领域：如电影《阿甘正传》、 《泰坦尼克》、 《侏罗纪公园》、中央电视台电视节目，如：科技博览、音乐时代、银幕采风、每日佳艺、百年经典、春节歌舞晚会等。 模拟训练：教学、军事 虚拟场景系统 虚拟场景可以无缝地将真实主持人和演员与计算机产生的三维环境结合在一起。 虚拟演播室原理 在高速图形计算机和视频色键基础上发展起来的演播室技术。一套典型的虚拟演播室系统由三个子系统组成：跟踪、图形绘制和合成。 工作原理： 在虚拟演播室中演员在一间蓝室里进行现场表演，摄像机采集前景视频信号，同时摄像机上的跟踪系统实时提供摄像机移动的信息，这些数据被送至一个图形计算机，三维计算机图形发生器实时产生一个逼真的虚拟环境，以蓝色屏幕为背景拍摄的摄像机图像，经延时后与选自计算机的虚拟背景以相同时码进行工作，并通过色度键控器“联合”在一起，实时产生一个组合的图像。 蓝色优点：更好地保护人体的皮肤色；物体周围的蓝色弱色调没有绿边弱色调显眼；演员在蓝色环境中工作要比绿或红色环境中愉快。 1、摄像机运动参数的获取： 包括镜头运动参数： 变焦zoom，聚焦focus，光圈iris。 机头运动参数： 摇移pan，俯仰tilt。 空间位置参数： 地面位置X、Y，高度Z。 摄像机运动参数的获取方式： 运动参数的获取对虚拟演播室系统来说是至关重要的，它可直接影响到虚拟背景的生成。 目前有四种方式： (1)机械跟踪方式； (2)图像分析识别方式； (3)超声波定位； (4)红外传感方式。 (1)机械跟踪方式: 需改装镜头，有几种方式的自动镜头校准，摄像机运动不受限制。可以安装一些不同的轨道、移动车、升降架、吊臂等移动摄像机。 每台摄像机需要一个跟踪器，采集精度高、工作稳定、数据处理速度快，但没有延时。 演播室的尺寸及形状没有限制、无需图案，可以使用已有的背景。 摄像机可自由摇移、俯仰、变焦及聚焦，利用移动车、升降架、吊臂也可移动摄像机进行拍摄。 演员在蓝色舞台范围内可以任意速度自由移动，在合成拍摄过程中可以很容易处理阴影。 缺点： 跟踪系统重启需重新定位和校正； 限制了摄像机的种类和数量； 每台设备需配备一套跟踪系统，增加了系统成本。 (2)图像分析识别方式： 摄像机无需安装附加装置，镜头不需要校准 无需滑轨，可以随意自由移动摄像机； 可直接使用演播室原有摄像机，可支持多台摄像机，但太长的延时使它不实用。 演员被限制必须总是保持在图案墙之前，很难舒服地接受虚拟环境；演员的活动必须缓慢，这样才不会丢失跟踪信息。 当参考点不在当前视野时，跟踪系统会失去方向；当摄像机散焦或摄取画面中图像信息量过少时，系统无法正常工作。 (3)超声波定位方式: 实现肩扛、手提、液压云台、摇臂、吊臂、滚轮三脚架等多种拍摄方式。 摄像机定位精度高，安装和初始设置方便快捷，速度快，延时小。 (4)红外传感方式: 可在控制区域范围内测定任意位置和角度的坐标参数、可实现肩扛和手提式自由拍摄。 安装和初始设置比较复杂，受演播室灯光干扰，运算量大延时量大。 2.背景的生成 三维虚拟场景制作： 按场景中的所有物体自然尺寸用Softimage、Alias、3Dmax等及材质库建立三维模型； 将模型在虚拟场景中定位； 制作灯光效果、阴影和特技效果； 制作虚拟场景出现的事件序列和虚拟前景（桌子、柱子、门和雕塑）。 虚拟场景的制作 虚拟演播室的背景图像可以是来自录像机或摄像机的活动视频，也可以是静止图像等； 但使用最多的是由计算机软件创作的二维或三维图形，即虚拟场景。 实时生成背景 是指在摄像机运动参数控制下，背景生成装置对制作好的背景信号进行处理，实时生成与前景有正确透视关系的背景图像。所谓实时，是指生成速度可达到50场/秒。 3、蓝箱设计 一般是由一面或多面蓝墙和蓝色的地板组成的“蓝箱”，对蓝色舞台没有实际的物理尺寸限制。 正面临近的墙的角度应大于90度，更容易打灯光， 并且墙壁之间也不会互相反射。 当摄像机取远景时，不仅需要播音员身后是蓝色， 地板也要求是蓝色的。 地板应该足够大得包括阴影，否则落在真实背景之外的阴影将被剪除。 最困难又最重要的，需经验丰富。 蓝色舞台需要被照得非常均匀，通常用冷光。最少的修饰可更为容易保留阴影。 灯光应经常保持足够高的角度来使阴影落在地面上而不是背景墙上。 地面的辅助光照亮前景物体的下面部分，将提高键的质量。 4、灯光 注意下列一些问题： 控制不同方向的光强，避免过多的蓝光反射在物体上，以获得更理想的