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电视台仿真虚拟布景系统解决方案

2008-12-23 皇甫潇红 李俭旗 丁跃荣 焦作广播电视局技术中心


一. 前言
    电视节目录制中,简单的抠像合成效果不真实,用实景又受到场地限制。虚拟演播室解决方案关系到价位问题,我们设计了一个仿真虚拟布景方案,通过设计控制电路,利用现有演播室设备,在基本不需要经济投入情况下,实现仿真虚拟布景效果。即:前景切换时,背景实时自动相应切换。目前本方案在我台成功使用,在这里和各位同行探讨一下。

二. 背景情况及最初的设想
    很多地市级中小电视台因场地条件所限,很多节目的录制使用抠像技术,不用实景。简单的抠像技术有很多缺陷,比如在谈话节目等有机位变化的情况下,前景机位的不同,景别也不同,但背景的图片不会相应改变,造成效果失真。

电视台仿真虚拟布景系统解决方案

    现在我台有些节目(如一档娱乐类节目《娱乐万事通》)录制时,由一个主持人完成录制,背景是一幅用3D设计渲染的固定场景,由切换台进行抠像。为达到多机位拍摄的真实效果,事先做好几幅不同景别的背景,在机位不同时分别使用。
    这个方法在单人录制时可以使用,换背景时导播通知主持人暂时停止。等背景调整成和机位相符后接导播示意继续录制。
    在谈话节目等多人互动的情况下,本方法不能使用,因为机位的切换不应打断节目的进行。
    在不增加投入的情况下,能否通过控制电路,获取切换信号,在机位变化时来控制背景图片的相应变化,从而实现仿真虚拟布景效果呢?这是我们最初的设想。

三. 系统结构及设计说明
    在切换台进行切换时,其TALLY信号随着相应变化,如果设计一个电路读取TALLY电平信号,并将其转化为能够控制计算机的串口通信信号,就可以实现背景图片的自动相应变化。
    根据以上思路,系统结构设计如图4:

电视台仿真虚拟布景系统解决方案

    系统包括带TALLY信号的切换台、控制电路(成本仅几百元)、一台普通电脑(可以使用演播室系统中原有的字幕机)、抠像设备(切换台大多具备抠像功能)。
    我台使用的切换台为Sony产品(如图5),它的TALLY信号从一个串口输出,选中的一路电平为5V,未选中的为0V。

电视台仿真虚拟布景系统解决方案

    所设计的控制电路可以将读取到的电平信号转换为计算机可以识别的数据串,通过运行一个小的程序,不同的数据串调取相应的图片,从而实现抠像背景与切换前景的自动对应。
    控制电路(如图6)输入输出端均为串口,结构核心是一个MAX232芯片加上外围辅助电路。

电视台仿真虚拟布景系统解决方案

    PC机运行该程序时,通过串口获取数据串,显示相应图片,其VGA输出返回到切换台,做为抠像的背景。
    仿真虚拟布景效果见图7:
  
电视台仿真虚拟布景系统解决方案

四. 系统的其它说明
    切换台方面:不同切换台输出的TALLY信号在电平幅度上会有不同,大部分是5V,如有不同,改进外围电路即可。
    PC机方面:PC机显卡如果有视频输出,可直接接回切换台,如果显卡没有视频输出,可加VGA转换器将其转为视频信号再接回。
    控制电路及程序设计方面:将系统综合反应时间控制在1/25秒以内,即一帧以内。以免造成延时。

五. 结束语
    本系统基本利用演播室原有系统设备,不需要增加经济投入,较好地改进了演播室录制效果,是我局技术创新、加大动手制造能力的尝试。

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