廣電演播室后期制播設(shè)備真三維虛擬系統(tǒng)
虛擬演播室系統(tǒng)可分為了個(gè)部分:跟蹤計(jì)算虛擬場(chǎng)生成及視頻倉(cāng)成。跟蹤計(jì)篡攝像機(jī)在拍攝過(guò)程中有平移X、縱移Y、高度移Z、水平角、俯仰角、鏡頭變焦ZOOM,聚焦FOCUS等變化，這些參數(shù)的改變會(huì)引起所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，計(jì)算機(jī)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收取攝像機(jī)的位置信息和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地跟蹤真實(shí)攝像機(jī)，以保證前景與計(jì)算機(jī)背景“聯(lián)動(dòng)”。由于這種“聯(lián)動(dòng)”是以高速計(jì)算機(jī)運(yùn)算的結(jié)果，而這種運(yùn)算水遠(yuǎn)需要一一個(gè)運(yùn) 算時(shí)間，所以這種“聯(lián)動(dòng)”是有時(shí)間差的。只是設(shè)計(jì)者保證限制這種時(shí)間差在-一個(gè)人眼不易察覺(jué)的范圍內(nèi)，因此要求前景攝像機(jī)只能在一個(gè)有限的速率內(nèi)改變位置參數(shù)。目前虛擬演播室的攝像機(jī)跟蹤系統(tǒng)主要有攝像機(jī)參數(shù)圖形識(shí)別(PattermRecognition)和以傳感器為基礎(chǔ)的跟蹤系統(tǒng)( Sensor-based Camera Tracking System)兩種方式。同時(shí)這也是虛擬演播室兩大類別的主要區(qū)別之處。
(1)攝像機(jī)參數(shù)圖形識(shí)別跟蹤系統(tǒng)
圖形識(shí)別( Patterm Recognition)跟蹤系統(tǒng)又稱網(wǎng)絡(luò)跟蹤系統(tǒng)，作為- - 項(xiàng)圖像處理的基本.識(shí)別技術(shù),利用已知特殊圖形定位攝像機(jī)參數(shù)已有十多年的發(fā)展歷史。攝像機(jī)參數(shù)圖形識(shí)別跟蹤系統(tǒng)的基本原理是需要- - 個(gè)畫(huà)有特殊網(wǎng)格的藍(lán)色背景幕布(見(jiàn)圖8.16)， 它將攝像機(jī)所拍攝的畫(huà)面送到數(shù)字視頻處理器(DVP)中進(jìn)行處理，通過(guò)對(duì)該畫(huà)面中網(wǎng)格各具的不同特征和透視關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，得出有關(guān)攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。在虛擬演播室發(fā)展的初期這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于虛擬演播室中的攝像參數(shù)定位。
首先，由于一套識(shí)別跟蹤系統(tǒng)貝能同時(shí)跟蹤并處理一-個(gè)方位信號(hào),因而在原理上圖形識(shí)別跟蹤系統(tǒng)就只能為場(chǎng)景生成系統(tǒng)提供--個(gè)機(jī)位的參數(shù),從而使場(chǎng)景生成系統(tǒng)只能生成--個(gè)主輸出畫(huà)面。如果場(chǎng)景生成系統(tǒng)有能力生成并合成-一個(gè)或一個(gè)以上的預(yù)監(jiān)畫(huà)面，為能跟蹤除主輸出之外的一個(gè)或一個(gè)以上的攝像機(jī)參數(shù)就相應(yīng)地增加識(shí)別跟蹤系統(tǒng)，也就是說(shuō)，如果想要同時(shí)監(jiān)視4個(gè)攝像機(jī)的合成畫(huà)面，除了要有4套背景生成及合成系統(tǒng)外，還配置4套圖形識(shí)別跟蹤系統(tǒng)。
虛擬演播室發(fā)展到現(xiàn)在，對(duì)預(yù)監(jiān)機(jī)位甚至是雙畫(huà)面特技的要求越來(lái)越強(qiáng)烈，而利用圖形識(shí)別跟蹤技術(shù)所能達(dá)到效果很難讓人滿意。另外，由于該技術(shù)的核心是套圖形識(shí)別跟蹤系統(tǒng)，--旦圖形識(shí)別跟蹤系統(tǒng)出現(xiàn)故障就將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰而無(wú)法播出，所以利用這種技術(shù)進(jìn)行直播是相當(dāng)危險(xiǎn)的。同時(shí)，圖形識(shí)別跟蹤技術(shù)產(chǎn)生的系統(tǒng)延時(shí)一般也高于傳感器跟蹤系統(tǒng)，給攝像師的操作和演員的表演都帶來(lái)了難度。
圖形識(shí)別跟蹤系統(tǒng)通常要在藍(lán)幕上用不同的顏色標(biāo)注識(shí)別圖形,因而對(duì)虛擬演播室背景燈光的要求也就相應(yīng)提高，同時(shí)為了能將藍(lán)幕和網(wǎng)格同時(shí)用色鍵器鍵除，色鍵器的鍵閾值就須相應(yīng)提高并加速，從而使色鍵器很難實(shí)現(xiàn)如透明體、煙霧，陰影等效果。而陰影作為人手與虛擬場(chǎng)景結(jié)合的關(guān)鍵因素，卻是虛擬播室效果真實(shí)感的重要標(biāo)志。
第三，圖形識(shí)別跟蹤系統(tǒng)在所識(shí)別的畫(huà)面中要求至少有一個(gè)可識(shí)別的圖形(如網(wǎng)絡(luò))才能定位攝像機(jī)參數(shù)，因此當(dāng)攝像機(jī)鏡頭推上或人手遮擋使畫(huà)面中沒(méi)有可識(shí)別圖形時(shí)，圖形識(shí)別跟蹤系統(tǒng)根本不能工作，這也就是說(shuō)單純利用這種系統(tǒng)不能進(jìn)行人物特寫(xiě)的拍攝。目前的解決方法是求助機(jī)械傳感系統(tǒng)，也就是要在鏡頭上安裝機(jī)械傳感器才能完成特寫(xiě)的拍攝。但其實(shí)-一旦安裝了鏡頭傳感器，只要再安裝云臺(tái)傳感器就能構(gòu)成--個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的傳感器跟蹤系統(tǒng)，圖形識(shí)別已毫無(wú)意義。
第四，在參數(shù)采集精度上圖形識(shí)別跟蹤系統(tǒng)也受很大的限制，攝像機(jī)距離藍(lán)幕過(guò)遠(yuǎn)或過(guò)近以及攝像機(jī)自身的分辨率都會(huì)影響參數(shù)精度，特別是當(dāng)背景被虛焦時(shí)，易帶來(lái)畫(huà)面的抖動(dòng)。
廣電演播室后期制播設(shè)備真三維虛擬系統(tǒng)
