廣電演播室后期制播設備真三維虛擬系統(tǒng)

虛擬演播室系統(tǒng)可分為了個部分:跟蹤計算虛擬場生成及視頻倉成。跟蹤計篡攝像機在拍攝過程中有平移X、縱移Y、高度移Z、水平角、俯仰角、鏡頭變焦ZOOM,聚焦FOCUS等變化，這些參數(shù)的改變會引起所攝圖像視野與視角的改變，為了模擬人物所在的三維環(huán)境，計算機根據(jù)這些參數(shù)不斷調(diào)整三維視圖。而攝像機跟蹤部分的作用正是收取攝像機的位置信息和運動數(shù)據(jù)，實時地跟蹤真實攝像機，以保證前景與計算機背景“聯(lián)動”。由于這種“聯(lián)動”是以高速計算機運算的結(jié)果，而這種運算水遠需要一一個運 算時間，所以這種“聯(lián)動”是有時間差的。只是設計者保證限制這種時間差在-一個人眼不易察覺的范圍內(nèi)，因此要求前景攝像機只能在一個有限的速率內(nèi)改變位置參數(shù)。目前虛擬演播室的攝像機跟蹤系統(tǒng)主要有攝像機參數(shù)圖形識別(PattermRecognition)和以傳感器為基礎的跟蹤系統(tǒng)( Sensor-based Camera Tracking System)兩種方式。同時這也是虛擬演播室兩大類別的主要區(qū)別之處。

(1)攝像機參數(shù)圖形識別跟蹤系統(tǒng)
圖形識別( Patterm Recognition)跟蹤系統(tǒng)又稱網(wǎng)絡跟蹤系統(tǒng)，作為- - 項圖像處理的基本.識別技術,利用已知特殊圖形定位攝像機參數(shù)已有十多年的發(fā)展歷史。攝像機參數(shù)圖形識別跟蹤系統(tǒng)的基本原理是需要- - 個畫有特殊網(wǎng)格的藍色背景幕布(見圖8.16)， 它將攝像機所拍攝的畫面送到數(shù)字視頻處理器(DVP)中進行處理，通過對該畫面中網(wǎng)格各具的不同特征和透視關系進行計算，得出有關攝像機的運動參數(shù)。在虛擬演播室發(fā)展的初期這項技術應用于虛擬演播室中的攝像參數(shù)定位。

首先，由于一套識別跟蹤系統(tǒng)貝能同時跟蹤并處理一-個方位信號,因而在原理上圖形識別跟蹤系統(tǒng)就只能為場景生成系統(tǒng)提供--個機位的參數(shù),從而使場景生成系統(tǒng)只能生成--個主輸出畫面。如果場景生成系統(tǒng)有能力生成并合成-一個或一個以上的預監(jiān)畫面，為能跟蹤除主輸出之外的一個或一個以上的攝像機參數(shù)就相應地增加識別跟蹤系統(tǒng)，也就是說，如果想要同時監(jiān)視4個攝像機的合成畫面，除了要有4套背景生成及合成系統(tǒng)外，還配置4套圖形識別跟蹤系統(tǒng)。

虛擬演播室發(fā)展到現(xiàn)在，對預監(jiān)機位甚至是雙畫面特技的要求越來越強烈，而利用圖形識別跟蹤技術所能達到效果很難讓人滿意。另外，由于該技術的核心是套圖形識別跟蹤系統(tǒng)，--旦圖形識別跟蹤系統(tǒng)出現(xiàn)故障就將導致整個系統(tǒng)崩潰而無法播出，所以利用這種技術進行直播是相當危險的。同時，圖形識別跟蹤技術產(chǎn)生的系統(tǒng)延時一般也高于傳感器跟蹤系統(tǒng)，給攝像師的操作和演員的表演都帶來了難度。

圖形識別跟蹤系統(tǒng)通常要在藍幕上用不同的顏色標注識別圖形,因而對虛擬演播室背景燈光的要求也就相應提高，同時為了能將藍幕和網(wǎng)格同時用色鍵器鍵除，色鍵器的鍵閾值就須相應提高并加速，從而使色鍵器很難實現(xiàn)如透明體、煙霧，陰影等效果。而陰影作為人手與虛擬場景結(jié)合的關鍵因素，卻是虛擬播室效果真實感的重要標志。

第三，圖形識別跟蹤系統(tǒng)在所識別的畫面中要求至少有一個可識別的圖形(如網(wǎng)絡)才能定位攝像機參數(shù)，因此當攝像機鏡頭推上或人手遮擋使畫面中沒有可識別圖形時，圖形識別跟蹤系統(tǒng)根本不能工作，這也就是說單純利用這種系統(tǒng)不能進行人物特寫的拍攝。目前的解決方法是求助機械傳感系統(tǒng)，也就是要在鏡頭上安裝機械傳感器才能完成特寫的拍攝。但其實-一旦安裝了鏡頭傳感器，只要再安裝云臺傳感器就能構成--個標準的傳感器跟蹤系統(tǒng)，圖形識別已毫無意義。

第四，在參數(shù)采集精度上圖形識別跟蹤系統(tǒng)也受很大的限制，攝像機距離藍幕過遠或過近以及攝像機自身的分辨率都會影響參數(shù)精度，特別是當背景被虛焦時，易帶來畫面的抖動。

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