電視頻道的演播室

1、電視演播室是融室內(nèi)前期制作與后期加工制作為一體的系統(tǒng)，它是制作高質(zhì)量電視節(jié)目的一個重要環(huán)境。本章主要介紹電視演播室系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分和性能特點，并在此基礎(chǔ)上簡要闡述電視演播室系統(tǒng)中的數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，最后是對虛擬演播室技術(shù)的一般介紹。熟悉電視演播室系統(tǒng)在節(jié)目制作中的意義掌握電視演播室系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分；了解電視演播室系統(tǒng)的主要性能特點；了解電視演播室系統(tǒng)一般技術(shù)原理。隨著數(shù)字技術(shù)日新月異的發(fā)展，廣播電視領(lǐng)域正面臨著一場新的革命。從電視節(jié)目編播、節(jié)目制作、節(jié)目存儲、信號傳送、信號接收都在向數(shù)字化方向高速發(fā)展。廣播電視業(yè)由模擬向數(shù)字化的全面過渡轉(zhuǎn)換已勢在必行，數(shù)字演播室系統(tǒng)由此應(yīng)運(yùn)而生。虛擬演播

2、室系統(tǒng)（TheVirtualStudioSystem，簡稱VSS）是近年來隨著計算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展和色鍵技術(shù)不斷改進(jìn)而出現(xiàn)的一種親的電視節(jié)目制作系統(tǒng)。它可以把現(xiàn)場視頻與計算機(jī)影像實時地?zé)o縫地合成在一起，是對傳統(tǒng)的電視演播室技術(shù)的一次重大變革。虛擬現(xiàn)實（VirtualRealityVR）技術(shù)簡介虛擬現(xiàn)實是一種先進(jìn)的計算機(jī)用戶接口；它是利用計算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，通過多種傳感設(shè)備使用戶投入到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行自然交互的技術(shù)。該環(huán)境可以是某一特定顯示世界的真實體現(xiàn)，也可以是純粹構(gòu)想的虛幻世界。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是二十世紀(jì)末才興起的一門嶄新的綜合性信息技術(shù)，它融合了數(shù)字圖像處理、計算機(jī)圖形學(xué)、

3、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個信息技術(shù)分支，從而大大推進(jìn)了計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。由于它生成的視覺環(huán)境是立體的、音效是立體的，人機(jī)交互是和諧友好的，因此虛擬現(xiàn)實技術(shù)將一改人與計算機(jī)之間枯燥、生硬和被動的現(xiàn)狀，利用計算機(jī)創(chuàng)造的環(huán)境將人們陶醉在流連忘返的工作環(huán)境之中。虛擬演播室概述虛擬演播室是在傳統(tǒng)色鍵系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它采用了傳統(tǒng)的色鍵技術(shù)，卻突破了傳統(tǒng)色鍵系統(tǒng)的限制，消除了攝像機(jī)不能與背景同步運(yùn)動的致命弱點，做到真實的演員能深入到虛擬的三維場景中，并能與其中的虛擬對象實時交互。一般來說，一套典型的虛擬演播室系統(tǒng)一般由三個子系統(tǒng)組成：跟蹤、圖形繪制和合成。虛擬演播室系統(tǒng)為電視制作開辟了一個嶄新的空間

4、，它將攝像機(jī)拍攝的圖像實時地與計算機(jī)三維圖形進(jìn)行合成，從而形成一種新的電視節(jié)目制作系統(tǒng)。它具有一些傳統(tǒng)演播室無法達(dá)到的功能和優(yōu)點，可以更有效地利用演播室資源，節(jié)省大量的制景費用，還可以使制作人員擺脫時間、空間的限制，充分發(fā)揮其想象力進(jìn)行自由創(chuàng)造，并能完成一些其它技術(shù)做不到的特技效果。虛擬演播室的原理虛擬演播室的原理，主持人一般是在呈型或型的藍(lán)箱里做著各種表演，實際的、或真實的前景攝像機(jī)對其進(jìn)行拍攝，背景圖像大都是三維立體圖，由制作人員預(yù)先用計算機(jī)生成，前景與背景圖像在傳輸或錄制過程中混合。這種合成圖像的制作方式即被稱為虛擬，這種圖像攝錄系統(tǒng)也被稱為虛擬攝像機(jī)。與傳統(tǒng)的藍(lán)幕色鍵技術(shù)截然不同的是，

5、虛擬演播室技術(shù)中的真實攝像機(jī)（前景圖像）與虛擬攝像機(jī)（產(chǎn)生背景圖像）始終保持同步互鎖，為此，我們必須對真實攝像機(jī)的一些參數(shù)進(jìn)行確定：1、藍(lán)幕背景的X、Y、Z坐標(biāo)值；2、攝像機(jī)的俯仰、搖移以及可旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)值；3、鏡頭的焦距和聚焦。然后，真實攝像機(jī)的所有上述參數(shù)都被送入計算機(jī)進(jìn)行分析，系統(tǒng)對與前景圖像相關(guān)的虛擬背景圖像發(fā)出控制指令。最后，錄有表演者和真實道具的前景圖像與計算機(jī)生成的背景圖像在色鍵控制器里合成為一幅畫面，傳送到視頻切換臺輸出。虛擬演播室系統(tǒng)可分解為三個部分：、攝像機(jī)跟蹤部分?jǐn)z像機(jī)在拍攝過程中有平移X、縱移Y、景深Z、水平角、俯仰角、鏡頭變焦ZOOM，聚焦FOCUS等變化，這些參數(shù)的

6、改變會引起拍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，圖形工作站必須根據(jù)這些參數(shù)不斷調(diào)整三維視圖。而攝像機(jī)跟蹤部分的作用正是用來拾取攝像機(jī)的位置信息和運(yùn)動數(shù)據(jù)，實時的跟蹤真實攝像機(jī)，以保證前景與計算機(jī)背景聯(lián)動。目前虛擬演播室的攝像機(jī)跟蹤定位系統(tǒng)主要有以下二種方式：(1)圖形識別方式該方式需要把一個精確的網(wǎng)格圖案以兩種不同的藍(lán)色繪制于藍(lán)背景上，通過攝像機(jī)識別這種圖案并與計算機(jī)跟蹤軟件預(yù)先確定的網(wǎng)格模型進(jìn)行對比，以確定物體與虛擬背景的透視關(guān)系及距離。圖形識別方式的優(yōu)點是對攝像機(jī)不加限制，也給予攝像師最大的自由度。缺點是要對所拍畫面進(jìn)行復(fù)雜的大量的數(shù)據(jù)計算，會造成較大的延時；由于只有當(dāng)被攝

7、畫面包含一定數(shù)量的網(wǎng)格時才能進(jìn)行測量計算，使主持人的活動范圍受到一定的限制；為了精確跟蹤計算，必須保持用于識別背景網(wǎng)格始終清晰，這使得攝像機(jī)景深范圍受到限制，無法拍攝特寫鏡頭；由于背景采用深淺兩種藍(lán)色，對燈光布置的要求比較嚴(yán)格，而且要使用較高質(zhì)量的色鍵進(jìn)行摳像。(2)機(jī)械傳感方式這種方式通過安裝在攝像機(jī)各部分的機(jī)械傳感器來獲取各種信息參數(shù)，參數(shù)信息通過一些串行接口類型如RS232或RS422傳送給計算機(jī)。機(jī)械傳感的方式可以彌補(bǔ)圖形識別方式的不足，但其缺點是攝像機(jī)位置必須固定，每換一個位置都要重新進(jìn)行定位調(diào)整，需要投入更多的資金購置額外的設(shè)備。、計算機(jī)虛擬場景生成部分虛擬演播室的場景是計算機(jī)繪制

8、的圖形，計算機(jī)繪圖有二維和三維之分，因而虛擬場景也有二維和三維之分，二維場景沒有厚度只是一個平面圖形，所以二維虛擬場景只能作為背景平面，出現(xiàn)在真實人物的后面，而三維虛擬場景中的景物具有Z方向的厚度是立體的。以背景中的一個長方體為例，長方體是一種六面體，其底面和背面一般是看不見的。然而隨拍攝角度的不同，有可能看見其正面?zhèn)让婧晚斆?。因此在計算機(jī)中，其正面、側(cè)面和頂面的圖像都分解為像素的形式，保存在存儲器中，當(dāng)攝像機(jī)處于任意的角度位置時，計算機(jī)即進(jìn)行計算，獲得相應(yīng)的畫面。同時，三維的場景中，虛擬景物既能作為真實人物的前景出現(xiàn)，也能作為背景出現(xiàn)，并且真實人物還能圍繞虛擬景物運(yùn)動。當(dāng)然還必須進(jìn)一步考慮許

9、多細(xì)節(jié)問題，比如燈光和陰影，當(dāng)攝像機(jī)改變其位置時，根據(jù)照明條件，陰影部分將發(fā)生相應(yīng)的變化，背景畫面應(yīng)該能夠反映出這種變化。、視頻合成部分。虛擬演播室系統(tǒng)視頻合成的基本技術(shù)是摳像技術(shù)，攝像機(jī)拍攝的真實人物和景物通過摳像處理，與計算機(jī)生成的虛擬場景合成-個畫面。工作中的鍵控技術(shù)(摳像)色鍵和距離鍵技術(shù)傳統(tǒng)的摳像技術(shù)一般是通過色鍵摳藍(lán)(也不完全是藍(lán)色)來完成的，而目前一種新的摳像技術(shù)距離鍵技術(shù)改變了我們對摳像技術(shù)的認(rèn)識，它的工作原理是在攝像機(jī)鏡頭上加裝紅外線發(fā)射器和接收器，紅外線遇到物體發(fā)生反射，物體到攝像機(jī)的距離不同，發(fā)射和接收反射的時間間隔就不一樣，那么就可以以此作為鍵控信號來控制開關(guān)的開通與截止而進(jìn)行摳像。深度鍵技術(shù)在處理演員在虛擬場景中的位置方面，原先使用的是分層級深度鍵技術(shù)，在這種情況下，物體被分別歸類到數(shù)目有限的幾個深度層中，因此演員在虛擬場景中的位置無法連續(xù)變化。而在目前出現(xiàn)的像素級深度鍵技術(shù)中，構(gòu)成虛擬場景的每一個像素都有相應(yīng)的Z軸深度值，因此演員在虛擬場景中的位置可以連續(xù)變化。使用這種技術(shù)后，虛擬物體、真實物體及表演者可在節(jié)目中動態(tài)地相互遮擋，從而增加了虛擬場景的真實感。虛擬演播室系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從上面的原理分析可以發(fā)現(xiàn)，虛擬演播室每生成一幀圖像，就要處理相當(dāng)多的數(shù)據(jù)