跟蹤與定位
在虛擬演播室節目制作過程中,確定攝像機的狀態信息非常關鍵。虛擬演播室專用數字攝像機通常為二到三個,攝像機配有運動檢測和識別系統,即攝像機跟蹤器。其跟蹤方式有光學識別系統和機械傳感式系統兩種。其原理是將檢測到的攝像機的推、拉、搖、移、聚焦、變焦乃至升降等傳感部位的運動數據,通過一個“傳感器”裝置傳輸到“校準器”,這樣,理想情況下,現場攝像機與虛擬演播室中“虛擬”的攝像機被相對地鎖定在一個位置上。當現場演播室攝像機運動時,虛擬攝像機受跟蹤器的控制可以實時地與現場攝像機保持同步。
鎖定
虛擬演播室的另一重要而獨有的問題是攝像機之間的位置關系。虛擬攝像機與真實攝像機的初始位置并無直接關系,它可以放在虛擬空間的任意位置,當演播室有兩臺以上攝像機進行切換時,必須保持實際演員和景物在虛擬演播室中的位置不變,也就是與虛擬景物的關系不變。否則在切換時,觀眾會看到演員從背景中某個地方跳到另一個地方,在視覺上會造成不真實的效果。由于真實物體與演員是由真實攝像機給出,背景由虛擬攝像機給出,所以必須對虛擬攝像機進行位置鎖定,即虛擬攝像機之間的距離必須與真實攝像機之間的距離相等,且推拉、搖移的初始量(原位矢量)與真實攝像機的位置方向關系保持一致,才能進行切換。
變焦聚焦景深
實際拍攝時,攝像機的聚焦點一般都跟蹤主持人,如果此時前景和背景都聚焦得十分清楚,會產生景深的不自然感。尤其在特寫鏡頭時,背景應該是虛焦的,使前景、背景如同出自同一攝像機,否則,這種虛擬演播室是不成功的。
色鍵與藍箱
摳像,藍箱主要有一墻一底式、兩墻一底(一角)式和三墻一底式3種。其中三墻一底式能給出更大空間,攝像機機位限制小,搖攝范圍大。藍箱必須保證均勻的藍色背景,特別是在墻墻、墻地交接處不能有接縫的痕跡。同時,由于節目制作過程中采用了色鍵技術,演員及真實道具在藍室中投下的影子也要隨演員及道具一起進入虛擬空間,人物和環境景物在演播室燈光下的影子會被摳掉,造成一種不真實感。由于色鍵技術的使用,因此會產生延時,不僅要求系統增加前景視頻延時單元,而且必須考慮其它問題。一個是聲音,由于前景視頻被延時,為了保證聲畫同步,需要增加視頻幀同步器。另外,由于延時,給演員觀看反饋監視器上的合成圖像以確定動作增加了難度。
VJDirector 的摳像功能,可以摳除藍色,紅色和黃色背景,實現虛擬演播廳的效果。啟動軟件后,打開“系統”->“摳像和顏色調整”。根據實際情況,選擇需要進行摳像的通道,并且勾上啟動摳像的復選項,然后選擇作為背景的通道或者圖片。,根據實際情況,稍微調節摳像的顏色范圍,達到摳像效果。
計算機技術
虛擬演播室系統配備的計算機是一個小型計算機網絡,主機為網絡中心,它是虛擬演播室的控制中心,是虛擬演播室節目制作的“導演臺”。它除了調用和調整事先做好的三維虛擬場景外,還負責向圖形發生器傳輸圖像數據及處理由攝像機跟蹤器傳來的攝像機運動數據。根據主機傳來的攝像機運動數據實時地計算出虛擬的三維電腦場景的運動,以保證其輸出的虛擬背景與真實的前景同步。
在虛擬節目準備中的一個重要任務就是建立三維模型。虛擬演播室的背景圖像可以是來自錄像機或攝像機的活動視頻,也可以是靜止圖像等,但使用多的是由計算機創作的二維或三維模型CG(Computer Graphics),即虛擬場景。雖然虛擬演播室的背景原則上說可以無窮地轉換變化,但是背景的創意、三維建模等工作相當復雜,不再是一兩個人就能充分使用好的系統,它需要導演、創意者、美術設計、二維建模者、三維建模者、演員及虛擬系統的操作者等人員的通力配合。因此,對于一次性節目背景的制作而言,虛擬演播室并沒有效率上的優勢,而除了可以制造出不同凡響的特技效果外,能否真正發揮虛擬演播室的功能,創造出高質量的特技效果,還在于制作者的想像力和它們之間的配合。
有軌虛擬
使用光學或機械傳感跟蹤設備,對真實攝像機的位置及其移動進行跟蹤、運算,生成數據流傳輸到系
統主機。通過系統主機對數據進行運算分析,從而實現真實攝像機在同等比例藍箱內的移動,體現3D場景中的景深景別的變化。的圖像處理方法,是使用色鍵器將藍色或綠色的背景替換成實時景。
無軌虛擬
無軌虛擬演播室技術無需使用傳感器對攝像機的位置及其運動進行跟蹤、運算。 無軌虛擬演播室采用虛擬場景定位技術來實現虛擬攝像機的運動與3D場景實時無縫結合。 通過驅動虛擬攝像機來實現各個機位的推拉、搖移、搖臂、航拍等運 動效果,以及各個機位之間的快速切換。
無軌技術的工作原理: 根據主持人與虛擬場景、虛擬攝像機,三者之間的相對位置關系的變化,通過對3D場景的移動變化進行跟蹤定位,從而實現攝像機的推拉,搖移,搖臂乃至航拍的運動效果。 這種無軌技術減少了周邊硬件設備的使用,降低了使用成本,操作更便利。