虚拟演播室系统

  仪器信息网 ·  2012-10-22 09:04  ·  51971 次点击
虚拟演播室的前身今世
在现代社会中,随着电视成为最广泛的大众传播媒介和娱乐工具,电视观众对于电视的欣赏口味正在不断提高,而且,对于电视制作及电视技术也提出了更高的要求。为满足这种电视制作的要求,电视技术迅速的向数字化、多媒体方向发展,虚拟演播室技术已成为近年来的新热点。实际上,虚拟技术早已在军事、科研、气象、建筑等领域广泛应用,而进入电视、电影制作领域还只是近几年的事情。如电影《侏罗纪公园》、《阿甘正传》,在其后期制作中,将实拍的人物与电脑绘制的虚拟景物有机地结合起来,给观众以全新的视觉享受。但这种需要大量时间进行后期合成的方式无法满足现代电视生产周期短、时效性强的需求,因此虚拟演播室技术应运而生。
虚拟演播室技术一经问世,便被电视制作领域认可和接受。在韩国总统选举和美国总统选举的电视转播中,电视观众已看到采用了RT-SET虚拟演播室所带来的耳目一新的转播效果。现在,全球已有数十家电视台及制作公司采用了虚拟演播室。这一技术使电视导演可以摆脱时间、空间及道具制作方面的限制,在广泛的想象空间中进行自由创作。虚拟演播室是建立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。在虚拟演播室系统中,现场视频可以实时地与计算机产生的三维图形完美无缺地集成在一起,构成一个现实中不存在的,但是在电视画面上却又起到演播室作用的那种假想的新的环境和气氛,并可极为灵活地根据用户需求进行定制。一台工作站可与多台摄像机连接,摄像机可在虚拟演播室中随意移动,它突破了传统布景、道具、灯光、场地等演播室制作工艺的限制,虚拟模型可使用户在布景、拆景及贮存道具方面节省大量开支。同时,用户还可以通过建立三维模型得到真实道具所不能达到的特殊效果。技术制作人员可以利用鼠标器来激活或改变场景中的任何事物。虚拟演播室无需很大,可是却为制作人员提供了无限的自由创造空间。无疑,虚拟演播室可以极大地提高电视台对节目的创作和制作能力,对开拓电视节目空间,降低节目制作费用有着十分重要的意义。因此,受到了影视界,特别是电视节目制作人员的青睐。
一、虚拟演播室
虚拟演播室是在色键系统的基础上发展起来的。传统色键(Chroma-Key)合成系统是电视节目制作中常用的合成手段,通常用于将前台人物表演加在不同的背景图象上。色键系统的原理就是将主持人或演员置身于蓝色背景幕布前表演,然后利用切换台上的色键功能将前景图象中的色度与其作背景的彩色幕布的色调差别作为形成键控电压的依据,并利用此电压去“抠”插入画面,然后再将前景图象填入画面,这样就将主持人从蓝色背景中分离出来,用其他的画面作为背景填充蓝色部分,形成一幅天衣无缝的合成画面。抠像技术的关键是使用与前景人物区别极大的高饱和度的色彩作为背景色,在作色键抠像时,这部分的颜色就会被背景图象的相应部分所代替,这种系统现在在电视制作中应用得非常普遍。色键系统的主要不足在于:前景在运动,但背景却不能作出与前景运动相应的动作。也就是说,色键系统没有保持住在背景和前景之间存在的空间关系,使得前景没有“溶入”到背景中,从而限制了色键系统的应用范围。
虚拟演播室采用了传统的色键合成系统,却突破了传统色键系统的限制,消除了摄象机不能与背景同步运动的致命弱点,做到真实的演员能深入到虚拟的三维场景中,并能与其中的虚拟对象实时交互。一般来说,一套典型的虚拟演播室系统一般由三个子系统组成:跟踪、图形绘制和合成。在虚拟演播室中演员在一间蓝色屏幕代替的真实背景里进行现场表演,三维计算机图形发生器实时产生一个逼真的虚拟环境,并按以下程序工作:摄像机镜头的定位、测量、运动走向及视角、视野处理,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实时图形计算机。从摄像机的镜头视角再生成一个虚拟环境。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。也就是说把一组信息需要实时传给图像绘制系统,图像绘制系统根据当前摄像机的位置实时地绘制出相应的背景信号和遮挡信号,然后再由合成系统根据遮挡信号来合成前景视频信号与背景信号,形成一个为我所用的视频信号的过程。由于计算机图形技术的迅速发展,计算机实时绘制各种复杂逼真的三维场景已成为可能。这些场景可以与摄像机摄制的视频信号完美地合成在一起,使演员表演的空间得到扩展。同时“虚拟摄像机”也可合成进系统中,它可实现的功能如在演播室范围外游移,以完全不同的场景出现或飞出演播室之外到达遥远的地方、并可在运动中安全、平滑地返回虚拟演播室场景,过渡到真实的摄像机。另外使用“虚拟蓝背景”技术可允许摄像机拍摄蓝背景以外的事物,不受现场演播室的局限。现场的演员可以在虚拟演播室中与三维背景呈现真实的透视关系,同时允许插入视频片断、互相作用的三维特技效果、图形、音频及其它更多的东西。这些效果是在节目拍摄过程中根据节目单或遵照导演的现场决定来完成的。如果提供许可,演员及旁观者也可以控制这些特技。所有三维场景可根据摄像机的运动进行实时更新。在感觉上,现场视频及三维场景是由同一台摄像机拍摄的,并且它们来自同一个源。虚拟演播室强调实时性,演员的现场动作与计算机场景能实时地合成,合成后的场景能及时地反馈给摄影师和演员,以便帮助摄影师调整拍摄动作,帮助演员调整表演动作。
早在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;1994年在荷兰的IBC国际广播展览会上,两家富有革新精神的德国IMP和VAP公司也开始展出虚拟演播室系统;1995年的IBC展览会上,IMP和VAP、以色列的Orad和RT-SET以及西班牙的BrainstormEstudio等五家公司展示了令人兴奋的虚拟演播室系统。虽然当时展出的虚拟机演示千篇一律,但这并没有减少业内人士对虚拟演播室系统的极大关注。在以后的几年中,新的虚拟机不断克服早期虚拟产品的某些技术难题,使虚拟演播室技术逐渐走向成熟,并得到逐步推广和使用。
中国中央电视台购买了第一台MindSet虚拟演播室系统,使中国成为继日本、新加坡、中国台湾(地区)之后亚洲第四个使用虚拟演播室系统的国家(地区)。1997年,益世公司MindSet虚拟演播室系统演示会在中央电视台设在军事博物馆的演播大厅举行。演示现场,人们反应极为热烈,认为:虚拟演播室系统可以随意变化场景、背景,还可以产生超现实的场景,使用起来很方便,特别适宜新闻、体育、专题评论、动画等节目,可以解决以前无法解决的许多问题。目前中央电视台已用RT-SET虚拟演播室系统制作出许多优秀的电视节目,如:科技博览、音乐时代、银幕采风、每日佳艺、百年经典、春节歌舞晚会等等。
二、虚拟演播室技术
虚拟演播室除了传统演播室所具有的装置外,还必须有能获取摄像机运动参数的摄像机运动跟踪系统以及能实时生成与前景图像保持正确透视关系的背景图像。最后,来自摄像机的前景和生成的背景在色键合成器中合成并输出。
1摄像机运动参数的获取
摄像机的运动参数包括镜头运动参数(变焦zoom;聚焦focus;光圈zris),机头运动参数(摇移pan;俯仰tilt),及空间位置参数(地面位置X、Y和高度Z)等。这些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。目前有两种方式可获得摄像机的这些运动参数,即机械跟踪方式和图像分析识别方式。
1)机械跟踪方式
这种摄像机跟踪系统采集摄像机的位置及透视数据,它通常被安装在三角架或基座之上。为测量摄像机的镜头运动参数,需要在摄像机镜头上安装附加装置。这个装置中包含有传感器和有关电子装置,称为镜头运动参数编码器。这是一种精确的旋转编码器。镜头编码器通过托架与镜头上变焦环和聚焦环的齿轮紧密咬合。当变焦环或聚焦环发生位置变化时,编码器能够检测出上、下、左、右摆动的细微角度并将其编码输出。信息数据通常通过一些串行接口类型如RS-232或RS-422传送给计算机。
摄像机的地面位置X、Y及高度Z也可用类似的编码器方式测量,即用相应的传感器检测摄像机的升降和云台脚的转动,并对其参数值进行编码。X、Y及Z
跟踪器允许传感摄像机上、下、左、右全方位的信息,可以装在滑轨或升降架上。不过,用这种方式测得的X、Y参数精度较低;另有一种测量X、Y参数的方法是读条码法。这种方法要求在云台上安装一个专用广角摄像机,同时在演播室一面墙的底边安装有条形码板,通过广角摄像机扫描条形码可测量出摄像云台在演播室中的绝对位置。这种方式精度较高,但缺点是必须保证条形码处于广角摄像机的视野范围之内,否则就无法确定位置。有些系统可同时使用两种方式确定X、Y位置,即当广角摄像机能拍摄到条形码时,采用读条形码法,而当广角摄像机无法拍摄到条形码时(例如中间有遮挡物),则自动转到对云台脚轮转动的编码方式。利用机械跟踪方式有许多优点,
主要有:
(1)测量摄像机参数可以达到非常精确,旋转角度可以达到0.001°,移动距离可以达到0.01毫米的精确度,工作稳定,数据处理时间短。
2单颜色蓝背景,无需用户绘制背景墙,很容易照亮蓝色背景而不用担心照亮网格。摄像机运动不受限制,因此允许摄像机有更好的拍摄角度;演员更容易接受虚拟场景。演员在蓝色舞台范围内可以任意速度自由活动,不受限制;自由使用真实的蓝色支持道具,不用担心遮挡网格。
(3)跟踪数据没有延时。可以60Hz速率进行摇移、俯仰及变焦,无需额外的工作站处理跟踪信息。
(4)在合成拍摄过程中可以很容易处理阴影,无需进行额外的修补不足之处。
同时机械跟踪系统也有许多缺点,由于这种方式必须在摄像机镜头及云台上安装专用编码器,使得演播室中可使用的摄像机的种类及数量受到限制,一般只限于ENG/EFP型,并且每台摄像机必须有一个跟踪器;其次,不能使用手持式摄像机,因为摄像机的机械跟踪系统部分过于庞大、笨重,增加了摄影师灵活使用的难度;再次,机械跟踪需要对摄像机的镜头进行精确的测量,校正困难;最后就是定位,在拍摄之前,需要一个非常耗时的过程来获取摄像机的初始位置和方向。
2)图像分析识别方式
机械跟踪方式是直接对摄像机的各种运动参数进行测量,而图像分析识别方式与之截然不同,是利用图像分析识别技术在拍摄期间同步控制并检测摄象机的各项运动参数,包括位置参数(X、Y、Z),水平转动参数,垂直转动参数和变焦参数,所有这些参数都被转化成位置参数,这就使得摄像师能够在拍摄过程中随意移动摄象机,而且也不需要特殊的摄像机。目前已在使用的一种在蓝箱正面有用浅蓝色组成的网格图案,而且正面是倾斜放置的。这种精确的网格图案以两种不同的蓝色形状绘制于篮背景上,蓝背景整体采用与传统演播室相同的蓝色,因此仍可利用色键合成技术。摄像机拍摄这种图案后,与计算机跟踪软件及硬件预先确定的模型进行对比,以确定物体与虚拟场景的透视关系及距离。所以,当启动摄像机后,系统会对蓝背景网格进行定位追踪,利用图像分析的方法检测出其亮度的变化,通过计算机计算出每一幅图像中由于摄象机运动而引起的水平位移、垂直位移及镜头变焦参数的变化。这些参数被送入图形工作站中,控制着用计算机制作出的虚拟场景中的摄像机的运动,这样,在虚拟的摄像机中看到的场景中的物体的位置及透视关系与实际拍摄的摄像机完全一致。这种图像识别技术解决了用传感器的摄像机系统所造成的限制及校准要求,便于摄影师能运用各种摄像机以不同的角度进行拍摄。数字视频中包含有大量的数据流,需进行数亿次的图形计算,从而导致了图形工作站产生的图像滞后于现场摄象机拍摄画面7~15个图像帧的延迟。为了解决这个问题,虚拟演播室使用视频和音频延迟硬件以达到摄象机图像和图形工作站制作的背景图像间的同步。传输中的延迟量取决于摄像机的跟踪方法和图形工作站的处理能力。
采用图像分析法有很多优点,最主要的是:
(1)不需要对摄像机进行改造,无需镜头校准。
(2)可直接使用演播室原有的摄像机,甚至是便携式摄像机。
(3)同一个跟踪器可同时用于一个以上的摄象机。
(4)摄像机可以不用轨道进行运动。
但这种方式也存在很多不足之处。
(1)由于这种方式要对图像进行分析、计算,所以数据处理时间长,加大了视频延时量。
(2)用这种方式获得的摄像机运动参数的精度比机械传感器的精度低。
(3)当参考点不在当前视野时,跟踪系统有可能失去方向,必须准确知道参考点的坐标,使摄象机移动时维持住正确的相对位置。在蓝室内标记参考点也不是一件容易的事情,这种精确的蓝色图案必须被绘制在蓝背景之上,它必须有别于蓝底,这种蓝色网格图案在制作色键过程的阴影很难处理,同时合成后又应该是不可见的。摄像机拍摄不能垂直于蓝色网格图案,必须偏离30度角以上,否则不能准确定位。另外,这种蓝色网格图案很难保持良好的键的质量。
(4)当摄像机散焦或者摄取画面中图像信息量过少时,系统无法正常工作。为了保持精确的跟踪,摄像机的焦点必须始终保证在网格上,真实的演员有时会显得模糊。
图像分析识别方式和机械跟踪方式是虚拟演播室常用的两种获得摄象机运动参数的方法,各有千秋。
2背景的生成
1)虚拟场景的制作
在虚拟节目准备中的一个重要任务就是建立三维场景。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创作的二维或三维图形CG(ComputerGraphics),即虚拟场景。这些场景用三维软件及材质完成。艺术导演可以用开放的平台及软件例如softimage、Wavefront、Alias或Multigen建立三维场景,并把它们直接送进系统,也可以在三维数据库中选用,同时还可使用标准动画软件工具对三维模型进行修改处理。
2)实时生成背景
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系统的用户界面由安装工具及现场制作工具组成
1)安装工具用于确定各种虚拟场景的部件、模型、材质、视频物体、动画等。另外,用户可以预设许多表单,每一个表单都包括一系列的操作指令,用以在节目拍摄过程中进行演示。这些操作可包括摄像机的切换、三维场景的改变、触发一个动画等。这些表单存储在内存中,每一个都可用鼠标按钮一触即发。事实上,这些表单组成节目制作的序列表。安装工具完成的结果是一个数据库,包括所有模型及序列信息。
2)现场工具可以合成来自安装工具的信号及来自现场摄像机的信号。用户通过用户界面控制节目流程,这个用户界面允许他们选择所期望的任一时刻的特技及操作。另外,预定的序列表可以图形化,并且用户可以选择任一预先确定的表单来完成自动运行的一系列操作。所有上述的步骤都可轻易地实时完成。
4蓝室设计和光照
1)蓝室设计
由于虚拟演播室系统允许摄像机运动,蓝室设计变得非常重要。虚拟演播室的摄像室一般是由一面或多面蓝墙和蓝色的地板组成的“蓝室”,对蓝色舞台没有实际的物理尺寸限制,真实蓝背景的大小可以决定有多少演员在虚拟场景中活动。如果制作是相当静态的并只有极少的演员在活动,那真实舞台就可以极小;如果制作需要在一个大的虚拟范围中有许多演员活动,那真实的背景就应该非常大。演员背后的更大的蓝色墙壁允许多种类型的摄象机进行尽可能的摇移。建立蓝色的边墙是另外一个得到更大视野范围的办法,可以因此得到最大的视角。有一件事需注意,正面临近的墙的角度应大于90度,这将更容易打灯光,并且墙壁之间也不会互相反射。而且,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。有时这会为制作带来一些麻烦。如果在真实布景中有折角,打光会非常困难,同时需要在键控器上进行额外的调整来均匀明暗差异,这将使保留阴影变得更困难。圆滑的角落可以帮助减少灯光的明暗差异。
2)灯光
对虚拟演播室来说灯光是最困难可又是最重要的问题之一。在一些制作中,需要一些经验丰富的灯光导演来处理虚拟演播室的灯光问题是必不可少的。
在通常情况下,蓝色舞台需要被照得非常均匀。在虚拟演播室中通常用冷光。大多数经常使用的冷光类型是KINOFLO及VIDESSENCE。如果没有冷光,有时可以用蜡纸盖住标准演播室的灯光来代替。建议亮度是120瓦左右。应有灯光测量来保证灯光的均匀。灯光越均匀,用户就越少需要在键控器上完成“修饰”。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。在大多数情况下,阴影应该避免落在真实墙壁上,除非虚拟墙与真实墙的轮廓相似。这样可以允许用户制作虚拟演播室比真实演播室深得多的特技。地面上的阴影使观众看到真实的效果,真实物体与虚拟地面天衣无缝的联接了起来。如果真实背景太小,真实阴影被突然剪掉会产生负面效果,小模型技术(例如在边缘多边形上利用透明度)可以帮助使阴影的边缘平滑,有时这种方法可以解决上述问题。
我们也极力推荐地面的辅助光。如果没有来自下面的灯光,只能靠蓝背景对灯光的反射来照亮前景物体的下面部分。这将降低键的质量,并且蓝色反射将会影响键的效果,同时还要注意下列一些问题:
(1)由于地板与墙相对于光源有不同的方向,因而会有不同的光强,沿边界的部分将表现的最为明显,前景的被摄物光强和色调应与背景协调。所以把墙与地板间设计成一个弧度,比起直角来,能减弱光线上的差异,以获得更理想的效果。另外过多的蓝光反射在物体上。这种蓝溢出在合成时能去掉,却损失了侧光和背光。
(2)影子问题。演员及真实道具在蓝室中投下的影子也要随演员及道具一起进入虚拟空间。为了更好地提取阴影,灯光的设置应使阴影处的蓝色电平与背景蓝幕布的蓝色电平有较大的区别。影子的方向也要和虚拟空间中的光源方向一致。
(3)为表现虚拟背景中反光地板上的影子效果,可在蓝室地板上铺设蓝色透明塑料。虚拟演播室中的影子效果一般只限于地板,但如果要求演员或真实道具的影子投射到虚拟空间的墙壁上,就要在蓝室中相应于墙壁的位置上放一个大的蓝色物体以产生这种阴影效果;如果要求影子投射到虚拟空间的不规则物体上,实际很难在蓝室中用灯光模拟出逼真的影子效果。另外,在蓝室中可以放置蓝色的物体,再用虚拟物体覆盖它们,并要做到,允许虚拟物体支撑或碰撞实际的物体。
虚拟演播室系统虽然不局限于蓝色,但蓝色有几个优点:一是蓝色能更好地保护人体的皮肤颜色;其次,物体周围的蓝色弱色调没有绿边弱色调显眼;三是演员们在蓝色环境中工作要比绿或红色环境中愉快。
三、几种虚拟演播室系统简介
1采用机械跟踪方式的虚拟演播室系统
主要有RT-SET公司的LarusTM和OtusTM两种型号
1)RT-SETTM公司的Larus虚拟演播室系统适用于节目现场直播。它是在现场直播时能够将现场视频和三维虚拟场景进行实时合成的强有力的系统。三维图形能在图形制作中不断地更新,并根据演播室摄像机运动的位置显示出正确的透视图,LarusTM虚拟演播室系统包括了一系列完整的制作工具,能确保连续不断播出的质量。操作者能轻松地在制作过程中创建或修改场景、特技和动画。它可使用任何当今通用的软件包来建立数据库;该系统的另一个特点是具有用灯光提示演员走位的功能。
2)RT-SET公司的OtusTM虚拟演播室系统是一种先进的现场视频到母带制作的虚拟技术。OtusTM通过RT-SET的先进技术,将标准播出和视频制作演播室转变成为一种经济的应用方式――即现场视频到母带的应用方式。OtusTM具备有数据库透视变化、不受限制的摄像机移动、可连接无数台摄像机等先进的功能。
RT-SET的虚拟演播室系统有以下特点:
1)摄像机的运动不受任何约束和限制,可以X、Y运动、俯仰运动。沿X轴旋转,提升,聚焦和变焦,而在聚焦和变焦时图像处在正确的透视位置;对演播室的尺寸和形状毫无限制。利用“演播室绘图工具”可高效地虚拟物体放置在实际演播室界线内,可以与市场上任何轨迹传感跟踪器相连接,可实时操作活动视频信号在虚拟物体上的投影。
2)RT-SET所有的系统配置都基于相同的源码,一个系统可方便地升级至更高级的系统或进行单纯的软件升级,并可根据演播室已有设备、所需设备及系统的使用要求等情况重组配置。任一摄像机都可被安装在一个具备摇移/俯仰等控制台上或一个运动控制平台上。这些配置可被分为三个类型:
(1)顶级配置包括RT-SET软件及电路的最高、最新版本、全面的运动控制系统、不限数量的演播室摄像机、一台带两个CPU(或更多)的SGIOnyx2、以及两个(或更多)Sirius视频板的工作站。这个配置的特点包括在摄像机或三维场景之间渐隐或切换、动画、相互作用的视频、特技及其它。系统可实时操作。
(2)高级配置与顶级有着相似特点,但是可以节省设备的数量。它可以使用一个带Sirius板的单CPUOnyx,运动控制不再必须包括在内。另外,摄像机的运动及数量可以明显少于那些在顶级配置中的要求。此系统也可实时进行操作。
(3)经济型配置的最大不同之处在于它不以实时进行操作;它被设计成后期应用的系统。此配置使用价格低廉的电路及低档计算机平台,并只允许最多三个摄像机。同时也可以在这三种配置之间进行组合。SGI在拍摄过程中不断跟踪、接受摄像机位置信息,同时工作站中的图形处理器实时处理三维场景,为摄像机提供一个新视角的三维画面,处理的结果通过SGI视频板以视频格式输出。虚拟演播室系统的视频及键输出到传统的演播室切换台及类似的设备中,同时提供一个视频同步信号。在高级配置以上,允许现场视频通过SGISirius送进虚拟演播室。这个视频可做为背景或三维场景的一部分在虚拟演播室内重放,同时还可制作花样繁多的特技效果。输入的视频可以是任何一种视频格式。系统可以很容易地与演播室已有的设备进行合成。
2采用图像分析识别方式的虚拟演播室系统主要有
1)ORAD公司(以色列)的Cyberset系统
该虚拟演播室系统依靠DVP处理器及一台Ony×2个人工作站为基础,再配以蓝色背景网格及专用软件,从而将被摄者与电脑制作的三维图像融为一体。该虚拟演播室系统能够与任何类型和任何数量摄像机配合使用,甚至能与任何数量的演播室,包括与异地演播室配合使用。摄像机的镜头可采用任何型号普通镜头,并且不必进行特别的调校。该虚拟演播室能与多种软件配合使用。并且能够在播出中进行布景、物体、灯光及特殊效果的修改。该虚拟演播室系统在带有一堵“网格编码墙”的演播室中工作,这种编码模式由两种不同亮度的蓝色交叉排成网格组成。当启动摄像机后,系统会对蓝背景网格进行定位追踪,进行精密计算,自动实时分析并调整虚拟背景,使它的视角与摄像机的视角完美配合。
2)RT-SET的Ibis虚拟演潘室系统
RT-SET的Ibis是一种低价位的、易于维护的虚拟演潘室系统。它采用先进的2D即插即用式系统,只需最简单的安装。系统平台是以SGIO2制图工作站为基础,以50Hz/60Hz速率进行操作,Ibis系统的所有硬件和软件将来都可升级至RT-SET的Larus系统,而不会有损失和浪费。此系统不需要特殊培训,甚至在制作中也无需专业的操作人员。它不需要复杂的3D模型工具,并且可以从任何标准的图形软件节目(例如Photoshop,Photopaint等)中接受高分辨率的图形。即便非常大的图像也可在系统中被方便地合成及使用,并同时保持广播级质量。
在使用Ibis进行制作的过程中,摄像机的运动不受限制,即在使用色键的同时,摄像机也可进行摇移、俯仰、快速变焦及聚焦运动。RT-SET的Ibis虚拟演潘室系统与传统色键比较有许多不同之处,。由于它的独特性、极高分辨率的背景能力及逼真的边缘效果,Ibis具有灵活、逼真特点的2D虚拟设置系统。对于象新闻和体育比赛这类节目来说,它尤为适用。
通过结合先进的技术并降低成本,RT-SET的Ibis可把标准的蓝背景演播室转换成动态虚拟演播室。IBIS这种经济的、简单易用的基本的虚拟演播室为摄像师、制片人及导演提供了一种增强功能的最佳选择。
Ibis的主要特性
(1)无限制的摄像机运动,包括摇移、俯仰、快速聚焦及变焦;自动景深支持,提供真实复合图像;背景图像可比在屏幕上显示的图像大得多,可为4,096×4,096像素,可用虚拟背景扩大并覆盖实景中的非蓝背景,并且不会丢失逼真的背景图像,这可支持很大范围的摇移、俯仰及快速聚焦运动;可以方便地与RT-SET的Larus(3D直播虚拟演播室系统)进行连接。此优点极适合转播车和小型演播室。
(2)带划像和DVE特点的现场视频源的窗口可以任何尺寸被放置在设定中的任一位置。它可被划像或淡人淡出,并可被放在素材之前或之后;系统接受高分辨率的图像,前景和背景图象可以与一个Alpha键控器连接以便使物体放在素材之前或之后。
(3)直观的并可自己进行扩展的界面,可在一个窗口内连接所有功能;插入式界面可连接内部设备和制图SFX;在虚拟设定中可选DVE界面用于多视频窗口。
四、几点考虑
虚拟演播室技术正处于发展阶段,仍存在很多问题。例如,虚拟背景的逼真性还不能令人满意。其原因除了软件功能存在缺陷外,硬件的速度问题也是一个制约的因素。另外,对于摄像机运动参数的获取,不论采用何种方式,都存在局限性,有待于改进。除了技术上的问题之外,虚拟演播室对节目制作人员也提出了新的要求。它的创作也更加复杂,不再是一两个人就能充分使用好的系统,它需要导演、创意者、美术设计、二维建模者、三维建模者,演员及虚拟系统的操作者等人员的通力配合。能否真正发挥虚拟演播室的功能,创作出高质量的特技效果,还在于制作者的想象力和他们之间的配合。
尽管如此,虚拟演播室的优势是显而易见的,它可制作出实际不存在的或难以制作的场景,并可以在瞬间改变场景,因此可创作出更丰富、更吸引人的节目。另外,由于场景的制作、修改、保存等都在计算机上进行,因此可降低节目制作费用,节省空间,提高演播室的利用率等等。虚拟演播室虽然具有诸多的优越性,但它的普及和推广仍有一定的难度。
虚拟机价格昂贵,设备一次性投资很大。比较先进的机型要近百万美元,即使是入门机每套也要十几万美元,各地电视机构只能根据自己的经济实力量力而行。但从长远来看,这种技术不但能节约大量制作布景的投资,而且还能省掉布景和道具的存储空间和外景场地。
虚拟演播室技术本身是一项不断发展、不断改进的新技术,具有旺盛的生命力,在日后的节目制作中,它将进一步体现其优越性,发挥更大的作用。

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