虚拟演播室技术详解 - 仿真技术 - 军桥网

虚拟演播室技术详解

2022-11-23 14:37:33

来源：itc声光电视讯

虚拟演播室技术是利用色键抠像技术更换视频背景，由计算机制作的二、三维场景替换被色键抠除的蓝箱背景，再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，使三维虚拟场景的关系与前景保持一致；通过色键器合成，使前景中的人物、道具看起来完全处于计算机生成的虚拟场景中，从而创造出逼真、立体的演播室效果。

其工作流程：在演播室搭建一个蓝箱替代实景演播区背景进行高均匀度的布光。摄像机拍摄主持人在蓝箱上的前景视频信号，并输入到虚拟演播系统主机。同时摄像机跟踪系统采集到的摄像机运动参数输送到虚拟场景生成系统中，生成系统根据这些参数实时生成相应的虚拟场景，使背景与前景的空间关系保持一致；将前景信号进行色键处理，把蓝箱换成电脑制作的虚拟场景，再与前景掩膜合成后形成节目输出。这样，制作人员就可以在一块场地、一台虚拟设备上分别制作多个不同风格的节目，且场景可以随时、任意的修改。

itc虚拟演播系统采用无轨虚拟抠像技术，内置色键抠像，一套设备可完成智能抠像、多镜头切换、虚拟场景等功能。系统支持四路摄像机信号输入，可设置不同角度的虚拟场景机位，完全满足演播室机位的切换要求，抠像效果细腻，AI智能肤色识别美化处理，边缘自然；支持三维空间和三维模型，广播级图像输出，实现精细化、色彩丰富的虚拟场景呈现。

虚拟演播室分为虚景摄影区和后台导播控制区。itc通过虚拟演播系统为这两个场所进行了着重的考量和设计。

虚景摄影区
虚景摄影区通过部署演播桌椅、高清摄像机、桌面话筒、蓝箱/绿箱、专业灯光、提词器等设备，搭建起实景内容拍摄场地。其难点在于场地灯光效果的完美契合、专业的录制设备配置以及相关的返听返看设备。

♦ 专业蓝箱灯光设计
由于虚拟演播室后期3d合成影像的特殊性，一般虚拟演播室蓝箱多为不规则的多面体，所以对蓝箱进行灯光补充照明时要保证不影响其他场景的灯光照明，同时也要满足蓝箱内部照明光线的均匀散布和特殊区域的重点照明。itc设计采用专业的影视聚光灯和影视平板灯对蓝箱进行补光照明，每个灯具配备多边形的挡光板，可手动对灯光照射区域进行调节，达到最佳的照射范围。

♦ 移动便携式拾音麦克风
为满足主持人站在蓝箱区域讲话可以清晰收音，一般采用领夹式麦克风进行拾音，拥有200多个频道可进行切换调节，即使同一场地同时进行多场演播也不会造成拾音混乱的现象。同时针对一些讲台型播报也可采用电容式麦克风进行拾音，柱极式电容麦克风设计，具有良好的束状特性，录音时能达到优秀的空间效果，适用于存在多个声音源的录音情况。

♦ 双屏可视提词器
itc虚拟演播系统配置双屏幕提词器，让主持人在观看相应ppt或返看合成画面的同时可以通过下方小屏幕观看口播词内容，更加方便主持人对现场情况进行了解和及时调整。

后台导播控制区
后台导播控制区作为主要后台处理设备存放以及现场视频剪辑的工作场所，通过搭载虚拟演播软件平台，对正在录制画面进行实时剪辑和虚拟合成，是演播活动的最终成品区。

♦ 专业导播台
配备专业导播切换台，为虚拟演播系统量身定制，硬件切换台与软件功能完美契合，导播操作更流畅。按键集成LED背灯可醒目标注当前切换状态，方便节目制作者在暗光下的操纵。

♦ 丰富免费模板
内置上百种特技转场效果，从简单的淡入淡出，到复杂的三维动画，满足对不同风格、不同场景的一切需求。场景库自带600多套三维虚拟场景，涵盖财经资讯、气象天气、国防军事、科技时尚等19种类型。同时支持用三维建模软件（3Ds Max）定制符合节目需求的虚拟场景。

♦ 多窗口同屏
同屏显示高达四路输入和一路背景。如此强大的多窗口同屏功能有着广泛的应用场景。例如制作专业电视节目、实况直播、远程连线、发布会、主旨演讲或游戏解说。系统自动计算合理窗口转场轨迹，保证布局间转场顺滑且连贯。

♦ 3D布局编辑
强大的编辑器允许用户在三维纵深中自由定义窗口布局。制作完成的布局可保存成模版，日后重复利用。

♦ 三维渲染
字幕元素采用三维引擎渲染，支持创建或导入带有深度、阴影和高光等特效三维元素，同时二维平面元素纵深也可在三维空间获得更大调控性。

♦ 模板化图文包装
字幕基于时间轴对成千上万个元素进行分组、管理及调配。元素依附时间轴对透明度、光效、波动等特技效果进行分离调配。用户可根据此设计思路创作复杂绚丽且充满个性的字幕。采用模板化思路，允许将字幕包装制作成模版。模版简化了指定元素替换过程，仅需在时间轴内找到元素并勾选动态替换。动态替换支持对字幕、图片、视频等元素的快速修改，大大加快了直播中字幕制作的效率。

♦ 步进时间线
预先设置若干个分镜，通过步进时间线准确把控镜头运行过程，在分镜头中同步植入视频、图文字幕包装。在节目制作，特别是直播时，外拍、连线、插播均能在时间线上一键控制，直播流程更加顺畅简单。

♦ 快编辑
内置非线性快速编辑软件，可快速完成节目剪辑、合成、文件打包和流媒体推送。快速编辑画面可实时下键输出，用作回放及网络直播。

♦ 智能抠像
色键模组支持智能色键参数计算，通过对图像的精准分析，可一键实现最佳抠像效果。基于颜色密度非对称算法，保证了高保真低噪点的抠像效果。对细节，如阴影、头发丝、皮肤边缘等，实时清晰捕捉。拥有资历牌自动识别功能，能自动保留多个资历牌区域不抠像。

♦ 前景修正
广播级前景修正，十多种滤镜效果，AI智能肤色识别，支持对抠像后的前景人物进行美肤、美白处理，处理区域仅作用于前景人物可见皮肤。

♦ 虚拟摄像机
系统采用虚拟摄像机功能，直接将合成画面转换为摄像机信号推送至腾讯会议、抖音等第三方软件，突破平台推流限制，实现虚拟直播或互动。

虚拟演播室的建立，对于学校教育而言，可以让教师、学生之间建立起一个互动式的视像网络教学平台；对企事业单位而言，建立了一条更加专业时尚的对外宣发端口，提升企业正面形象的同时展现了企业实力；对公共平台而言是更加灵活和高效的宣发形式；很大程度上提升了各行各业宣发的质量等级，节省了实景制作的成本，更加经济实用。

关键词：
虚拟演播室

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