[I]在现代社会中,随着电视成为最广泛的大众传播媒介和娱乐工具,电视观众对于电视的欣赏口味正在不断提高,而且,对于电视制作及电视技术也提出了更高的要求。为满足这种电视制作的要求,电视技术迅速的向数字化、多媒体方向发展,虚拟演播技术已成为近年来的新热点,基于PC平台的虚拟布景系统正日益受到广大电视工作者的认可,并得到了广泛了应用。
虚拟布景系统是电视节目制作中常用的合成手段,它的原理就是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前景图象中的色度与其作背景的彩色幕布的色调差别作为形成键控电压的依据,并利用此电压去"抠"插入画面,然后再将前景图象填入画面,这样就将主持人从蓝色背景中分离出来,用其他的画面作为背景填充蓝色部分,形成一幅天衣无缝的合成画面,这种系统现在在电视制作中应用得非常普遍。
一般来说,一套典型的虚拟布景系统一般由二个子系统组成:计算机虚拟场景生成系统、视频合成系统。
1.虚拟场景生成系统
虚拟布景的背景图像可以是来自录像机或摄像机的活动视频,也可以是静止图像等,但使用最多的是由计算机软件创作的虚拟场景。
虚拟布景中场景可以是一个平面图形,也可以是一段活动视频,甚至可以把一段活动视频作为视频开窗电视墙融合到虚拟场景中来。在虚拟布景系统中,现场视频可以实时地与计算机产生的三维图形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,并可极为灵活地根据用户需求进行定制。摄像机可在虚拟演播室中随意移动,它突破了传统布景、道具、灯光、场地等演播室制作工艺的限制,虚拟模型可使用户在布景、拆景及贮存道具方面节省大量开支。虚拟演播室无需很大,可是却为制作人员提供了无限的自由创造空间。由于计算机图形技术的迅速发展,计算机实时绘制各种复杂逼真的三维场景已成为可能。这些场景可以与摄像机摄制的视频信号完美地合成在一起,使演员表演的空间得到扩展。因此虚拟演播室可以极大地提高电视台对节目的创作和制作能力,对开拓电视节目空间,降低节目制作费用有着十分重要的意义。
2.视频合成系统
虚拟布景系统视频合成的基本技术是色键器抠像,摄像机拍摄的蓝幕布前的真实景物:通过色键器进行抠像处理,与计算机生成的虚拟场景合成一个画面。虚拟布景系统的最后一步是组合现场的前景信号与绘制的背景信号。在视频处理上,这一操作有专用的术语“keying”。由中间信号“key-hole”(键孔)来决定显示哪一层的视频信号(如下图)。只有“0”、“1”两种选择的键值会使边界呈锯齿状,而且不支持透明效果。增加键值的取值范围可以更好地控制前景和背景的合成,类似于Alpha通道。虚拟布景系统一般使用下面的合成方法:首先,计算出前景信号中蓝色的份量。然后基于蓝色份量生成键值。最后由键值来控制合成前景和背景信号。