摘 要：本文主要对虚拟演播室系统的摄像跟踪系统、图形计算机背景绘制方式及色键抠像模式与传统色键抠像技术在节目制作方式上的区别进行了探讨。
关键词：虚拟演播室 摄像机 色键抠像技术
随着计算机图形技术的飞速发展和色键技术的不断改进，新型的虚拟演播室系统应运而生。新生的虚拟演播室系统是将现代计算机图形技术与传统的色键技术相结合的产物，它把实拍的人物与计算机图形绘制的虚拟景物通过色键技术有机的结合起来，以全新的视觉效果展现在观众面前，也使电视创作人员有了更广阔的创造空间，并且已部分取代了传统演播室的制作模式。目前，在国内已有包括中央电视台、北京电视台等几十家电视台开始应用虚拟演播室技术制作节目了，我台也于2001年安装使用了虚拟演播室系统。现就虚拟演播室技术与传统色键抠像技术的区别进行探讨。
１ 虚拟演播室基本工作原理
虚拟演播室基本原理是把摄像机拍摄到的蓝幕为背景的视频图像作为前景画面，用一台超实时的图形计算机中的三维动画图形作为虚拟背景，通过跟踪器把真实演员及实物与摄像机之间的位置及透视信息送给图形计算机，然后图形计算机根据摄像机运动参数生成合适的虚拟背景画面和遮挡画面，前景图像经延时后，与虚拟场景以相同的时码工作，再通过Z轴深度键技术把前景的真实演员与虚拟的背景合成为一个视频图像。使真实演员与虚拟场景形成正确的透视关系。当摄像机在推拉、摇移、俯抑拍摄时，虚拟的背景画面和前景画面都会随之而相应的变化。从而虚拟出真实的演员置身于"真实"场景中的画面效果。
２ 传统色键抠像原理
所谓抠像技术就是将在演播室内拍摄的画面图像镶嵌进外景图片景色和其他节目素材的活动画面之中，也就是把摄像机实拍到的演员或实物叠加在其他图像上，使两者融合成为新的画面。抠像技术的关键是人物原来所处的背景必须是一种单一色调的颜色，通常为蓝色。然后用电子去色法将它去掉。这样就将演播室里的人物嵌入外景色中去，使人有身临其境的感觉。抠像技术主要是利用色键特技来实现的。
色键功能是一种用电子技术方法所完成的特技功能，是一种键控特技效果，其键控信号取自彩色电视信号的色度分量，用来控制一个高速电子开关。其制作原理为，摄像机A拍摄演播室内的演员或实物，其身后用深饱和度的单色幕布作背景，(通常采用蓝色)。摄像机B拍摄外景图片或者重放的其他节目素材(活动画面)。在摄像机A输出的信号中，由色键信号发生器选出底幕颜色产生色键信号。当有色键信号时，由于特技切换器中电子开关的作用而选择摄像机B拍摄的背景信号。当无色键信号时，则选择摄像机A的演员画面信号。两者在特技切换中混合后，便能得到演员置身于外景背景中的抠像画面。
通过对虚拟演播室与传统色键抠像技术工作原理的了解，不难看出，虚拟演播室技术与传统色键抠像技术相比有着极为相似的地方。虚拟演播室系统是在传统色键抠像系统的基础上发展而来的，并且在此基础上增加了一些新的子系统；如：摄像机运动跟踪系统；实时生成与前景图像保持正确透视关系的背景图像的图形计算机系统；能将真实前景与计算机生成?quot;虚拟"背景合成并输出的色键合成器。
3 虚拟演播室与传统色键抠像技术的区别
３．１ 与传统抠像在制作方式上的区别：
传统的抠像技术是利用色键合成器，把摄像机实拍的实物或演员等与图片背景或重放的素材背景，经色键混合而形成新的图像输出。由于传统的抠像技术是采用混合、切换及键控技术来合成画面的。很难掌握前景与背景的比例关系，使前景与背景之间缺乏一定的透视关系，所以画面的层次、立体效果极差。摄像机在推拉、摇移、俯仰等运动拍摄过程中，背景画面不会随前景的变化而变化。即：前景在运动时，背景画面不能作出与前景运动相应的动作变化。两者之间互不关联，拍摄实物的比例大小与背景的比例不能相吻合。给人一种前景在背景上漂浮的感觉。即使是非专业人士也能一眼看出图像是合成的，使画面缺乏真实感。
虚拟演播室系统是在传统色键的基础上增加了摄像机运动跟踪系统，跟踪系统的任务是实时测出真实摄像机在演播室的位置和运动参数及空间位置参数，并将之传递给用于生成背景图像的图形计算机，以确定摄像机、演员及合成的虚拟背景间所形成的正确透视关系，从而控制计算机制作出的虚拟背景中的摄像机的运动，使摄像机在拍摄中不管是推拉、摇移还是俯仰拍摄等运动，虚拟背景均能随之相应地变化，使画面既有纵深感又有层次的立体效果。从而满足了观众从多角度观赏的需求。
３．２ 与传统背景制作模式的区别：
虚拟演播室与传统抠像时所采用的背景区别在于，传统抠像所采用的背景多是图片、外景活动画面素材以及部分搭制实物背景等。由于合成处理方式是在平面模式下进行，所以背景画面与键控画面合成后，没有立体空间概念。而虚拟演播室的背景是由图形计算机来绘制二维或三维场景。它可以随时从各种角度来制作所需要的虚拟场景，并且可以进行灵活的修改。由于采用的是二维或三维图形制作方式，其空间不受物理空间的限制，同时还能无限扩展创作人员的艺术想像力和与创造力。可节省大量的人力、物力、财力，缩短节目制作周期。在生成的三维虚拟场景中，演员不仅能在虚拟景物的前面和后面行走，而且也能绕虚拟景物四周行走，还能穿插行走于虚拟场景的中间，使虚拟场景更具有纵深感和真实的视觉效果。
