[I]在現代社會中,隨著電視成為最廣泛的大眾傳播媒介和娛樂工具,電視觀眾對於電視的欣賞口味正在不斷提高,而且,對於電視製作及電視技術也提出了更高的要求。為滿足這種電視製作的要求,電視技術迅速的向數字化、多媒體方向發展,虛擬演播技術已成為近年來的新熱點,基於PC平台的虛擬布景係統正日益受到廣大電視工作者的認可,並得到了廣泛了應用。
虛擬布景係統是電視節目製作中常用的合成手段,它的原理就是將主持人或演員置身於藍色背景幕布前表演,然後利用切換台上的色鍵功能將前景圖象中的色度與其作背景的彩色幕布的色調差別作為形成鍵控電壓的依據,並利用此電壓去"摳"插入畫麵,然後再將前景圖象填入畫麵,這樣就將主持人從藍色背景中分離出來,用其他的畫麵作為背景填充藍色部分,形成一幅天衣無縫的合成畫麵,這種係統現在在電視製作中應用得非常普遍。
一般來說,一套典型的虛擬布景係統一般由二個子係統組成:計算機虛擬場景生成係統、視頻合成係統。
1.虛擬場景生成係統
虛擬布景的背景圖像可以是來自錄像機或攝像機的活動視頻,也可以是靜止圖像等,但使用最多的是由計算機軟件創作的虛擬場景。
虛擬布景中場景可以是一個平麵圖形,也可以是一段活動視頻,甚至可以把一段活動視頻作為視頻開窗電視牆融合到虛擬場景中來。在虛擬布景係統中,現場視頻可以實時地與計算機產生的三維圖形完美無缺地集成在一起,構成一個現實中不存在的,但是在電視畫麵上卻又起到演播室作用的那種假想的新的環境和氣氛,並可極為靈活地根據用戶需求進行定製。攝像機可在虛擬演播室中隨意移動,它突破了傳統布景、道具、燈光、場地等演播室製作工藝的限製,虛擬模型可使用戶在布景、拆景及貯存道具方麵節省大量開支。虛擬演播室無需很大,可是卻為製作人員提供了無限的自由創造空間。由於計算機圖形技術的迅速發展,計算機實時繪製各種複雜逼真的三維場景已成為可能。這些場景可以與攝像機攝製的視頻信號完美地合成在一起,使演員表演的空間得到擴展。因此虛擬演播室可以極大地提高電視台對節目的創作和製作能力,對開拓電視節目空間,降低節目製作費用有著十分重要的意義。
2.視頻合成係統
虛擬布景係統視頻合成的基本技術是色鍵器摳像,攝像機拍攝的藍幕布前的真實景物:通過色鍵器進行摳像處理,與計算機生成的虛擬場景合成一個畫麵。虛擬布景係統的最後一步是組合現場的前景信號與繪製的背景信號。在視頻處理上,這一操作有專用的術語“keying”。由中間信號“key-hole”(鍵孔)來決定顯示哪一層的視頻信號(如下圖)。隻有“0”、“1”兩種選擇的鍵值會使邊界呈鋸齒狀,而且不支持透明效果。增加鍵值的取值範圍可以更好地控製前景和背景的合成,類似於Alpha通道。虛擬布景係統一般使用下麵的合成方法:首先,計算出前景信號中藍色的份量。然後基於藍色份量生成鍵值。最後由鍵值來控製合成前景和背景信號。