虛擬演播室是一種全新的電視節(jié)目制作工具，虛擬演播室技術(shù)包括攝像機跟蹤技術(shù)、計算機虛擬場景設(shè)計、色鍵技術(shù)、燈光技術(shù)等。虛擬演播室技術(shù)是在傳統(tǒng)色鍵摳像技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用了計算機三維圖形技術(shù)和視頻合成技術(shù)，根據(jù)攝像機的位置與參數(shù)，使三維虛擬場景的透視關(guān)系與前景保持一致，經(jīng)過色鍵合成后，使得前景中的主持人看起來完全浸盡于計算機所產(chǎn)生的三維虛擬場景中，而且能在其中運動，從而創(chuàng)造出逼真的、立體感很強的電視演播室效果。

虛擬演播室的產(chǎn)生，給視頻節(jié)目制作、電視廣播帶來了一場革命。

三維虛擬演播室的跟蹤技術(shù)有4種方式可以實現(xiàn)，網(wǎng)格跟蹤技術(shù)、傳感器跟蹤技術(shù)、紅外跟蹤技術(shù)、超聲波跟蹤技術(shù)，其基本原理都是采用圖形或者機械的方法，獲得攝像機的參數(shù)，包括攝像機的X、Y、Z、（位置參數(shù)）Pan、Tilt、（云臺參數(shù)）Zoom、Focus（鏡頭參數(shù)） 由于每一幀虛擬背景只有20ms的繪制時間，所以要求圖形工作站實時渲染能力非常強大，對攝像機的運動沒有更多的限制，一般適合專業(yè)電視臺，對節(jié)目制作要求較高的用戶使用。

一種方法是預(yù)生成三維背景，即要首先制作好背景的三維模型，然后預(yù)先定義好攝像機的運動和參數(shù)設(shè)置，根據(jù)這些數(shù)據(jù)生成每臺虛擬攝像機的視圖畫面，運用色健將前景和相應(yīng)的虛擬背景結(jié)合起來。這種方式可以生成比較真實的虛擬背景，對圖形工作站實時渲染能力要求不高，攝像機只可以切換機位（攝像機機位必須事先與背景調(diào)整好比例和透視關(guān)系），不可以做其他的運動，這樣的虛擬演播室適合學校以及電教中心，投資較小，要求不高的用戶使用。

虛擬演播室原理

1、虛擬背景渲染主機：

完成虛擬背景的渲染輸出工作，同時采集傳感跟蹤系統(tǒng)攝像機的運動參數(shù)，最終的渲染輸出相應(yīng)的包括背景信號和作為前景遮擋的鍵信號。

控制攝像機切換模塊，當虛擬背景進行不同視角背景切換的時候，同時發(fā)出控制信號給攝像機切換模塊，切換至相應(yīng)視角的前景攝像機。

控制色鍵，通過計算機軟件調(diào)整和保存色鍵的狀態(tài)各項參數(shù)。

2、攝像機傳感跟蹤系統(tǒng)：采用機械光電傳感跟蹤方式，采集攝像機平搖、俯仰、鏡頭推拉六個方位的動作信息。

3、色鍵：完成攝像機前景和虛擬背景的實時合成輸出。

4、切換器：完成攝像機前景信號的切換工作，受控于渲染主機串口信號。

5、同步信號分配器：完成外來同步信號的分配，分別將同步信號分配給背景渲染引擎、色鍵、切換模塊以及預(yù)留給用戶攝像機的三個同步信號輸出口。

6、延時器：對前景信號進行延時一幀的處理，使得前景信號和渲染主機生成的背景信號同步。