[媒體廣告]虛擬演播室技術(shù)-文庫吧
2025-02-19 13:10 本頁面
【正文】 除了鏡頭和云臺以外，均配有運(yùn)動檢測和識別系統(tǒng)，即攝像機(jī)跟蹤器。z虛擬演播室能否正確判斷攝像機(jī)、主持人及虛擬背景之間的相對位置關(guān)系 ， 是實(shí)現(xiàn)前、背景圖像完全同步聯(lián)動、再現(xiàn)起初的透視關(guān)系的關(guān)鍵 。 攝像機(jī)跟蹤系統(tǒng)就是用來檢測和提供攝像機(jī)運(yùn)動參數(shù)和演員位置參數(shù)的系統(tǒng)。z攝像機(jī)的運(yùn)動參數(shù)包括鏡頭運(yùn)動參數(shù) (變焦、聚焦、光圈 )、機(jī)頭運(yùn)動參數(shù) (搖移、俯仰 )以及空間位置參數(shù) (地面位置 X、 Y和高度 Z)等。這些參數(shù)的獲取對虛擬演播室系統(tǒng)來說是至關(guān)重要的 ， 它會直接影響到合成圖像的效果。在二維虛擬演播室中 ， 一般只需要跟蹤攝像機(jī)的鏡頭運(yùn)動參數(shù) (變焦、聚焦 )和鏡頭運(yùn)動參數(shù) (搖移、俯仰 )， 而在三維虛擬演播室中 ， 還需跟蹤攝像機(jī)的空間位置參數(shù) (X、 Y、 Z)。目前常用的攝像機(jī)跟蹤系統(tǒng)主要有機(jī)械傳感器和圖形識別方式。z虛擬演播室系統(tǒng)配備的計算機(jī)既有基于Windows NT系統(tǒng)平臺的 PC機(jī)，也有基于Unix系統(tǒng)的圖形工作站。它除了調(diào)用和調(diào)整事先做好的三維虛擬場景外，還負(fù)責(zé)向圖形發(fā)生器傳輸圖像數(shù)據(jù)及處理由攝像機(jī)跟蹤器傳來的攝像機(jī)運(yùn)動數(shù)據(jù)。３、計算機(jī)部分z圖形發(fā)生器根據(jù)主機(jī)傳來的攝像機(jī)運(yùn)動數(shù)據(jù)實(shí)時地計算出虛擬的三維電腦場景的運(yùn)動，以保證其輸出的虛擬背景與真實(shí)的前景同步。有的圖形發(fā)生器的運(yùn)算需要數(shù)幀左右的時間，因此，攝像機(jī)拍攝的畫面也必須有一個同樣幀數(shù)的延時，這樣才能確保真實(shí)場景與虛擬場景的吻合。 三、虛擬演播室關(guān)鍵技術(shù)１、攝像機(jī)跟蹤技術(shù) 要使真實(shí)前景和虛擬背景之間天衣無縫地結(jié)合，攝像機(jī)追蹤系統(tǒng)的精確度和穩(wěn)定性至關(guān)重要。如果傳送給圖形工作站的信息沒有正確地反映攝像機(jī)位置和拍攝方向等參數(shù)，前景物體看起來就像漂浮在背景上。常見的攝像機(jī)跟蹤方式可分為機(jī)械傳感器、圖形識別、位置探測三種，代表分別是 Thoma Filmtechnik的 Walkfinder、 Xync的 Xpecto和 Orad的 InfraTrack。 （１）機(jī)械傳感器 該方式是通過安裝在攝像機(jī)的云臺和鏡頭上的傳感器獲取攝像機(jī)的動作參數(shù)。從液壓搖擺頭上的編碼器得到上下左右位置參數(shù)。編碼器測量攝像機(jī)上下左右運(yùn)動的角度得到其位置參數(shù)，并將數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)。位置參數(shù)的確定是將攝像機(jī)安裝在三角架、云臺或升降臂上，由三腳架、云臺或升降臂的參數(shù)決定攝像機(jī)的位置和高度。 Radamec EPO公司生產(chǎn)專用攝像頭， Orad等公司則在攝像機(jī)上安裝傳感器。z利用編碼器方式檢測攝像機(jī)運(yùn)動參數(shù) ，具有處理速度快、精確度高 (旋轉(zhuǎn)角度可精確到 176。 ， 移動距離可精確到)、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn) 。 缺點(diǎn)是每臺攝像機(jī)都需配備 1套跟蹤系統(tǒng) ， 成本高 ， 攝像機(jī)的種類及數(shù)量受到限制 ， 另外攝像機(jī)在拍攝前的定位和校正繁瑣。 （２）圖形識別 圖形識別方式是對通過攝像機(jī)拍攝的圖像的形態(tài)識別和分析來確定攝像機(jī)的各種運(yùn)動參數(shù)。要求在演播室的背景幕布上用不同色度 (例如深藍(lán)和淺藍(lán) )繪制出特定的圖案。當(dāng)攝像機(jī)的運(yùn)動參數(shù)發(fā)生變化時，它所拍攝到的背景圖案的特征也將發(fā)生相應(yīng)的變化。通過對此圖案的識別、分析和運(yùn)算，從而可檢測出攝像機(jī)的各種運(yùn)動參數(shù)，包括水平轉(zhuǎn)動參數(shù)、垂直轉(zhuǎn)動參數(shù)、變焦參數(shù)以及位置參數(shù) (X、 Y、 Z)。 z目前使用較多的是網(wǎng)格圖案 （ 即在深藍(lán)色的幕布上用淺藍(lán)色繪制出特定的格子圖 ）， 并且正面傾斜放置。在實(shí)際拍攝中 ， 人物、景物連同網(wǎng)格圖案一并被攝像機(jī)攝入， 系統(tǒng)的數(shù)字視頻處理器可以利用電平差技術(shù)分離出淺藍(lán)色網(wǎng)格圖案 ， 經(jīng)過識別分析 ， 并與計算機(jī)跟蹤軟件及硬件預(yù)先確定好的模型進(jìn)行比較 ， 從而獲取攝像機(jī)的各項運(yùn)動參數(shù) ， 然后用這些參數(shù)去控制虛擬背景生成系統(tǒng)，產(chǎn)生與前景匹配的背景。 z圖形識別方式最主要的優(yōu)點(diǎn)是免除了編碼器方式繁瑣的安裝和調(diào)校 ， 在拍攝過程中可以隨意移動攝像機(jī) ， 增加了攝像師的創(chuàng)作自由度。另外這種方式可直接使用演播室原有的攝像機(jī) ， 甚至是便攜式攝像機(jī) ， 降低了演播室系統(tǒng)改造的費(fèi)用。不足： （ 1） 由于該方式要對圖案進(jìn)行分析、計算 ， 數(shù)據(jù)處理時間長 ， 加大了視頻延時量 (5～ 17幀左右 )；（ 2） 獲得的攝像機(jī)運(yùn)動參數(shù)精度比編碼器方式低 ；（ 3） 當(dāng)攝像機(jī)散焦或攝取畫面中圖案信息量較少時 (至少要求含有 4個網(wǎng)格點(diǎn) )， 系統(tǒng)便無法正常工作，對攝像機(jī)的景深以及演員的活動范圍造成一定限制。 z在位置探測跟蹤中，用一些固定的探測器對特定的物體進(jìn)行跟蹤，或通過安裝在攝像機(jī)上的儀器進(jìn)行定位，推拉和變焦參數(shù)也要通過傳感器來跟蹤。這種技術(shù)從運(yùn)動捕捉系統(tǒng)衍生而來，工作原理與網(wǎng)格識別
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