虛擬演播室系統(tǒng)誕生的時(shí)間不長，但它的發(fā)展卻比當(dāng)初人們預(yù)料的要快，并迅速成為電視領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)。近年來，隨著社會(huì)競爭的日趨激烈，業(yè)界人士都在為如何在更短的時(shí)間里，花更少的錢，做出更多的節(jié)目而絞盡腦汁。因此， 電視節(jié)目制作的效率和產(chǎn)出率必須提高，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。而虛擬演播室技術(shù)正是在這一領(lǐng)域進(jìn)入角色。虛擬演播室技術(shù)， 它將攝像機(jī)拍攝的圖像實(shí)時(shí)地與計(jì)算機(jī)三維圖形進(jìn)行合成，從而形成一種新的電視節(jié)目制作系統(tǒng)。它具有一些傳統(tǒng)演播室無法達(dá)到的功能和優(yōu)點(diǎn)，它可以更為有效的利用演播室資源，節(jié)省大量的制景費(fèi)用及裝、拆布景所耗費(fèi)的時(shí)間和人力， 這一技術(shù)還使編導(dǎo)、美工人員擺脫了時(shí)間、空間及道具制作方面的限制，充分發(fā)揮其想象力進(jìn)行自由創(chuàng)造，并能完成一些其它技術(shù)做不到的特殊效果，為節(jié)目制作開辟了一個(gè)嶄新的空間。
一、虛擬演播室技術(shù)與色鍵技術(shù)
色鍵技術(shù)是電視節(jié)目制作中常用的技術(shù)。站在藍(lán)色幕布前面的演播室主持人由前景攝像機(jī)拍攝，在特殊的色鍵電路中，由主持人的畫面產(chǎn)生鍵信號(hào)，在主持人畫面與背景畫面進(jìn)行 疊加時(shí)，由鍵信號(hào)挖去背景中藍(lán)色以外的畫面，而把主持人的圖像嵌插在背景畫面中，形成了主持人置身于背景畫面的圖像，這種技術(shù)俗稱為“摳像”，在普通的色鍵技術(shù)中，背景畫面往往是已經(jīng)錄制好的節(jié)目。
虛擬演播室技術(shù)與色鍵技術(shù)十分相像，它也是由前景的主持人為主的畫面和背景畫面，采用色鍵的方法構(gòu)成一體，產(chǎn)生人物置身于背景的組合畫面。然而，在真正的虛擬演播室技 術(shù)中，背景是由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的，計(jì)算機(jī)接受攝像機(jī)的控制， 隨著攝像機(jī)的推拉搖移，改變俯仰角度，計(jì)算機(jī)相應(yīng)改變畫面的大小和角度，并且為了正確再現(xiàn)前景與背景的空間透視關(guān)系，還需對(duì)前景和背景實(shí)施空間鎖定，這種空間鎖定是通過精確測定攝像機(jī)的所有定位參數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。
二、虛擬演播室的原理
虛擬演播室的表演者一般是在呈“U”型或“L”型的藍(lán)箱里坐著各種表演，實(shí)際的或真實(shí)的前景攝像機(jī)對(duì)其進(jìn)行拍攝，背景圖像大部分都是3維立體圖，由制作人員預(yù)先用計(jì)算機(jī)生成，前景與背景圖像在傳輸或錄制過程中混合；這種合成圖像的制作方式被稱之為“虛擬”。所以這種圖像拍攝系統(tǒng)也被叫做“虛擬攝像機(jī)”，與傳統(tǒng)的藍(lán)幕色鍵技術(shù)截然不同的是：虛擬演播室技術(shù)中的真實(shí)攝像機(jī)（前景圖像）與虛擬攝像機(jī)（背景圖像）始終保持同步。系統(tǒng)對(duì)于前景圖像相關(guān)的虛擬背景圖像發(fā)出控制指令，錄有表演者和真實(shí)道具的前景圖像與計(jì)算機(jī)生成的背景圖像在色鍵控制器里合成一幅畫面，傳送至切換臺(tái)輸出完整的視頻或圖片。
三、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
虛擬演播室每生成一幀圖像，就要處理相當(dāng)多的數(shù)據(jù)，在實(shí)拍時(shí)還要求處理速度，達(dá)到實(shí)時(shí)的電視速率，印一秒鐘就有25幀圖像，如果按常規(guī)的處理方法，一切由計(jì)算機(jī)串行處理，是不可能完成的，這就對(duì)虛擬演播室的軟硬件設(shè)計(jì)提出了較高的要求：
1、硬件工作平臺(tái)
為了使虛擬背景畫面與攝像機(jī)攝取的前景畫面相配合，系統(tǒng)至少要工作在配置有視頻處理板的高性能工作坫， 同時(shí)為了完成實(shí)時(shí)的圖像序列生成，必須把這個(gè)任務(wù)按處理內(nèi)容分類進(jìn)行并行處理；實(shí)時(shí)的完成攝像機(jī)跟蹤運(yùn)算，完成人工背景和實(shí)際信號(hào)深度，支持三維自動(dòng)建摸的多重處理， 對(duì)于預(yù)處理結(jié)果的描述和圍像處理的工作，毎一個(gè)任務(wù)要有—個(gè)專門的硬件來完成.
2、軟件系統(tǒng)
軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想是根據(jù)硬件的并行處理的特點(diǎn)，一般采用自適應(yīng)并行處理的計(jì)算.這個(gè)處理在實(shí)際上就是由一系列的處理器組成的服務(wù)器盒，這個(gè)服務(wù)器盒能完成虛擬演播室所需的各種處理，另外，自適應(yīng)并行處理模式將運(yùn)行和編程分開，不需要在編寫程序時(shí)作并行處理的考慮，因此該種設(shè)計(jì)方法，因?yàn)樘幚韱栴}較為靈活而成為虛擬演播室軟件設(shè)計(jì)思想的主流。
