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虛擬演播室技術詳解

2022-11-23 14:37:33

來源：itc聲光電視訊


虛擬演播室技術是利用色鍵摳像技術更換視頻背景，由計算機制作的二、三維場景替換被色鍵摳除的藍箱背景，再利用計算機三維圖形技術和視頻合成技術，根據前景攝像機的位置、焦距等參數，使三維虛擬場景的關系與前景保持一致；通過色鍵器合成，使前景中的人物、道具看起來完全處于計算機生成的虛擬場景中，從而創造出逼真、立體的演播室效果。
 
其工作流程：在演播室搭建一個藍箱替代實景演播區背景進行高均勻度的布光。攝像機拍攝主持人在藍箱上的前景視頻信號，并輸入到虛擬演播系統主機。同時攝像機跟蹤系統采集到的攝像機運動參數輸送到虛擬場景生成系統中，生成系統根據這些參數實時生成相應的虛擬場景，使背景與前景的空間關系保持一致；將前景信號進行色鍵處理，把藍箱換成電腦制作的虛擬場景，再與前景掩膜合成后形成節目輸出。這樣，制作人員就可以在一塊場地、一臺虛擬設備上分別制作多個不同風格的節目，且場景可以隨時、任意的修改。



itc虛擬演播系統采用無軌虛擬摳像技術，內置色鍵摳像，一套設備可完成智能摳像、多鏡頭切換、虛擬場景等功能。系統支持四路攝像機信號輸入，可設置不同角度的虛擬場景機位，完全滿足演播室機位的切換要求，摳像效果細膩，AI智能膚色識別美化處理，邊緣自然；支持三維空間和三維模型，廣播級圖像輸出，實現精細化、色彩豐富的虛擬場景呈現。



虛擬演播室分為虛景攝影區和后臺導播控制區。itc通過虛擬演播系統為這兩個場所進行了著重的考量和設計。
 


虛景攝影區
虛景攝影區通過部署演播桌椅、高清攝像機、桌面話筒、藍箱/綠箱、專業燈光、提詞器等設備，搭建起實景內容拍攝場地。其難點在于場地燈光效果的完美契合、專業的錄制設備配置以及相關的返聽返看設備。
 
♦ 專業藍箱燈光設計
由于虛擬演播室后期3d合成影像的特殊性，一般虛擬演播室藍箱多為不規則的多面體，所以對藍箱進行燈光補充照明時要保證不影響其他場景的燈光照明，同時也要滿足藍箱內部照明光線的均勻散布和特殊區域的重點照明。itc設計采用專業的影視聚光燈和影視平板燈對藍箱進行補光照明，每個燈具配備多邊形的擋光板，可手動對燈光照射區域進行調節，達到最佳的照射范圍。
 
♦ 移動便攜式拾音麥克風
為滿足主持人站在藍箱區域講話可以清晰收音，一般采用領夾式麥克風進行拾音，擁有200多個頻道可進行切換調節，即使同一場地同時進行多場演播也不會造成拾音混亂的現象。同時針對一些講臺型播報也可采用電容式麥克風進行拾音，柱極式電容麥克風設計，具有良好的束狀特性，錄音時能達到優秀的空間效果，適用于存在多個聲音源的錄音情況。
 
♦ 雙屏可視提詞器
itc虛擬演播系統配置雙屏幕提詞器，讓主持人在觀看相應ppt或返看合成畫面的同時可以通過下方小屏幕觀看口播詞內容，更加方便主持人對現場情況進行了解和及時調整。



后臺導播控制區
后臺導播控制區作為主要后臺處理設備存放以及現場視頻剪輯的工作場所，通過搭載虛擬演播軟件平臺，對正在錄制畫面進行實時剪輯和虛擬合成，是演播活動的最終成品區。
 
♦ 專業導播臺
配備專業導播切換臺，為虛擬演播系統量身定制，硬件切換臺與軟件功能完美契合，導播操作更流暢。按鍵集成LED背燈可醒目標注當前切換狀態，方便節目制作者在暗光下的操縱。
 
♦ 豐富免費模板
內置上百種特技轉場效果，從簡單的淡入淡出，到復雜的三維動畫，滿足對不同風格、不同場景的一切需求。場景庫自帶600多套三維虛擬場景，涵蓋財經資訊、氣象天氣、國防軍事、科技時尚等19種類型。同時支持用三維建模軟件（3Ds Max）定制符合節目需求的虛擬場景。
 
♦ 多窗口同屏
同屏顯示高達四路輸入和一路背景。如此強大的多窗口同屏功能有著廣泛的應用場景。例如制作專業電視節目、實況直播、遠程連線、發布會、主旨演講或游戲解說。系統自動計算合理窗口轉場軌跡，保證布局間轉場順滑且連貫。
 
♦ 3D布局編輯
強大的編輯器允許用戶在三維縱深中自由定義窗口布局。制作完成的布局可保存成模版，日后重復利用。
 
♦ 三維渲染
字幕元素采用三維引擎渲染，支持創建或導入帶有深度、陰影和高光等特效三維元素，同時二維平面元素縱深也可在三維空間獲得更大調控性。
 
♦ 模板化圖文包裝
字幕基于時間軸對成千上萬個元素進行分組、管理及調配。元素依附時間軸對透明度、光效、波動等特技效果進行分離調配。用戶可根據此設計思路創作復雜絢麗且充滿個性的字幕。采用模板化思路，允許將字幕包裝制作成模版。模版簡化了指定元素替換過程，僅需在時間軸內找到元素并勾選動態替換。動態替換支持對字幕、圖片、視頻等元素的快速修改，大大加快了直播中字幕制作的效率。
 
♦ 步進時間線
預先設置若干個分鏡，通過步進時間線準確把控鏡頭運行過程，在分鏡頭中同步植入視頻、圖文字幕包裝。在節目制作，特別是直播時，外拍、連線、插播均能在時間線上一鍵控制，直播流程更加順暢簡單。
 
♦ 快編輯
內置非線性快速編輯軟件，可快速完成節目剪輯、合成、文件打包和流媒體推送。快速編輯畫面可實時下鍵輸出，用作回放及網絡直播。
 
♦ 智能摳像
色鍵模組支持智能色鍵參數計算，通過對圖像的精準分析，可一鍵實現最佳摳像效果。基于顏色密度非對稱算法，保證了高保真低噪點的摳像效果。對細節，如陰影、頭發絲、皮膚邊緣等，實時清晰捕捉。擁有資歷牌自動識別功能，能自動保留多個資歷牌區域不摳像。
 
♦ 前景修正
廣播級前景修正，十多種濾鏡效果，AI智能膚色識別，支持對摳像后的前景人物進行美膚、美白處理，處理區域僅作用于前景人物可見皮膚。
 
♦ 虛擬攝像機
系統采用虛擬攝像機功能，直接將合成畫面轉換為攝像機信號推送至騰訊會議、抖音等第三方軟件，突破平臺推流限制，實現虛擬直播或互動。



虛擬演播室的建立，對于學校教育而言，可以讓教師、學生之間建立起一個互動式的視像網絡教學平臺；對企事業單位而言，建立了一條更加專業時尚的對外宣發端口，提升企業正面形象的同時展現了企業實力；對公共平臺而言是更加靈活和高效的宣發形式；很大程度上提升了各行各業宣發的質量等級，節省了實景制作的成本，更加經濟實用。

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