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OZNS技术引领虚拟演播室新方向

2010-04-27 北京睿智高远视频有限公司供稿 依马狮广电网


 
引言 
  演播室是电视节目录制、制作的重要场所。随着数字技术、计算机技术、以及数字压缩技术的发展和应用,使得建设一个数字化演播室系统成为现实。同时各类电视节目拥有稳定的观众群体,演播室特别是具有直播功能的演播室建设和使用率大大提高。但是,演播室背景的单一性和不能重复利用限制了电视台节目的制作,那么,想要解决这个问题,就不得不考虑虚拟演播室系统了。

虚拟演播室系统(The Virtual Studio System,简称VSS)
  在虚拟演播室系统中,摄像机的工作状态信息传送给图形工作站,计算机依此得到前景物体与摄像机之间的距离和相对位置,从而计算出虚拟场景最适宜的大小、位置,并按要求计算生成虚拟场景的三维模型。现场视频采用色键原理,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主持人从蓝色背景中分离出来,实时地与计算机产生的三维模型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,最终得到把将实拍的人物与虚拟景物无缝地融合起来的画面。由于背景大多是由计算机生成的,可以迅速变化,这使得丰富多彩的演播室场景设计可以用非常经济的手段来实现。由于它本身所具有的无穷魅力以及其不可低估的发展前景,目前已被越来越多的节目制作及有关人员所关注。

虚拟演播室的关键技术——摄像机的跟踪、定位与锁定
  在虚拟演播室节目制作过程中,确定摄像机的状态信息非常关键。虚拟演播室专用数字摄像机通常为二到三个,摄像机配有运动检测和识别系统,即摄像机跟踪器。其跟踪方式有光学识别系统和机械传感式系统两种。其原理是将检测到的摄像机的推、拉、摇、移、聚焦、变焦乃至升降等传感部位的运动数据,通过一个“传感器”装置传输到“校准器”,这样,理想情况下,现场摄像机与虚拟演播室中“虚拟”的摄像机被相对地锁定在一个位置上。当现场演播室摄像机运动时,虚拟摄像机受跟踪器的控制可以实时地与现场摄像机保持同步。

  虚拟演播室的另一重要而独有的问题是摄像机之间的位置关系。虚拟摄像机与真实摄像机的初始位置并无直接关系,它可以放在虚拟空间的任意位置,当演播室有两台以上摄像机进行切换时,必须保持实际演员和景物在虚拟演播室中的位置不变,也就是与虚拟景物的关系不变。否则在切换时,观众会看到演员从背景中某个地方跳到另一个地方,在视觉上会造成不真实的效果。由于真实物体与演员是由真实摄像机给出,背景由虚拟摄像机给出,所以必须对虚拟摄像机进行位置锁定,即虚拟摄像机之间的距离必须与真实摄像机之间的距离相等,且推拉、摇移的初始量(原位矢量)与真实摄像机的位置方向关系保持一致,才能进行切换。

  为了实现摄像机运动跟踪,如果采用机械传感方式,则需要多个传感器;如果采用图形识别方式,则需要专用图像处理器,并会产生时间延迟,为解决之便需要延时器,所有这些都会造成系统成本的上升。那么,有没有其他的方式呢?

光学变焦无传感摄像机联动(OZNS)技术
  OZNS(Optical Zoom and No Sensor Linked 6 Camera Virtual studio)技术是北京睿智高远视频技术有限公司在大导演畅想版全能机产品中首创的虚拟演播室光学变焦无传感摄像机联动功能,这对于虚拟演播室产品而言是一个完全的革命性创新,因为在此之前,在国内甚至在世界范围内都从未有相类似的产品出现,可以肯定的说,能够实现6机位、摄像机联动的虚拟演播室产品在市场上是绝无仅有的。与目前市场上采用数字变焦模拟摄像机联动的虚拟演播室产品相比,光学变焦无传感摄像机联动虚拟演播室具有明显的优势,前者在摄像机当然具备的推拉摇移操作的情况下都弃之不用,转而采取简单数字变焦的处理对主持人用软件方式放大缩小,稍有摄像常识的用户都能判断出这样的画面中是与正常视觉完全相反的景深效果(正常的景深效果应该是主持人作为清晰的主体前景,虚拟场景作为其后的远景补充,可以建议用户观察该类产品在给现场主持人数字变焦的特写镜头时的明显“模糊”效果),这种技术只是应用在特定市场阶段的过渡产品当中。

  另一方面,与采用机械传感式的虚拟演播室产品相比,光学变焦无传感摄像机联动虚拟演播室首先具备绝对的成本优势,动辄一个机位几万甚至十几万元的机械传感器违背了虚拟演播室本身是降低用户演播室搭建成本的理念。同时全能机的无传感摄像机联动大大降低了用户技术门槛,系统安装变得异常的简单,再不用复杂的机械安装、传感系数的微调,避免了传感器的延时,也大大降低了虚拟演播室系统的故障率。  

结语
  OZNS技术产品的出现,无疑是虚拟演播室系统普及的一个强有力的助力,它使市、县级电视台有了一个好的更优的选择,他从降低成本和功能多样两个方面解决了中小电视台的顾虑,使虚拟演播室能够更好的普及应用。

  如果说虚拟演播室技术是电视节目制作技术的一种革命性飞跃,充分体现了电视技术对当代最新的数字技术、计算机技术兼容并蓄的特点;那么,OZNS技术的的出现就是虚拟演播室发展的一个里程碑。

 

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