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虛擬演播室的場(chǎng)景定位分析
虛擬演播室的場(chǎng)景定位分析
2002中南地區(qū)廣播電視技術(shù)年會(huì)優(yōu)秀論文三等獎(jiǎng)為了適應(yīng)節(jié)目制作的發(fā)展要求,依據(jù)實(shí)際情況,我臺(tái)購置了 Vi〔 Z 〕SET公司的IBIS兩維虛擬演播室系統(tǒng),經(jīng)過一段時(shí)間的使用,在虛擬場(chǎng)景定位的設(shè)置上有了一些體會(huì),F(xiàn)做以下分析。
一 概 述
二維虛擬演播室的出發(fā)點(diǎn),是在合理的價(jià)位上建立一個(gè)簡單實(shí)用而且圖像質(zhì)量高的虛擬演播室系統(tǒng)。二維虛擬演播室系統(tǒng)的場(chǎng)景生成與變換,是指場(chǎng)景工作站根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的攝像機(jī)參數(shù)進(jìn)行比例變換,并用與真實(shí)攝像機(jī)一致的透視關(guān)系繪制背景圖像。這類系統(tǒng)的背景生成裝置一般采用圖像處理器硬件,對(duì)預(yù)先渲染好的一幅大圖像進(jìn)行變換,生成類似于二維DVE效果的背景圖像,由于系統(tǒng)中各種數(shù)字視頻效果的生成都是在攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的控制下進(jìn)行的,因此二維虛擬演播室與一般的DVE系統(tǒng)有著很大的區(qū)別。
虛擬演播室的雙機(jī)位的準(zhǔn)確定位,主要是使真實(shí)攝像機(jī)所拍攝的實(shí)際前景與虛擬攝像機(jī)所產(chǎn)生的虛擬背景在定位后,實(shí)際前景的移動(dòng)在相應(yīng)的雙機(jī)位虛擬場(chǎng)景上做出符合正確的透視關(guān)系。
二 場(chǎng)景定位
1、攝像機(jī)的安裝
攝像機(jī)的安裝是一個(gè)IBIS自帶的工具,使用正確可以使前景圖片(攝像機(jī)的輸出)的運(yùn)動(dòng)和背景(計(jì)算機(jī)的輸出)一致。這是場(chǎng)景定位的第一步。
一旦所有的視頻線都連接好以后,色鍵被設(shè)置好,攝像機(jī)的軌跡被跟蹤后就可以開始進(jìn)行攝像機(jī)的安裝過程。其攝像機(jī)的安裝界面如圖(1)以下是它的校準(zhǔn)步驟:
(1)檢查攝像機(jī)搖動(dòng)的方向、俯仰、縮放和焦距
在Pan(搖動(dòng))、Tilt(俯仰)、Zoom(縮放)、Focus(焦距)下的按鈕就是在響應(yīng)攝像機(jī)的軌跡時(shí)設(shè)置虛擬背景的方向。
當(dāng)攝像機(jī)鏡頭推上時(shí),場(chǎng)景圖片也要同時(shí)縮小。假如背景放大可以在zoom(縮放)標(biāo)題下按Plus/Minus(加/減)按鈕后再次進(jìn)行縮放操作,去驗(yàn)證場(chǎng)景圖片是否恰當(dāng)?shù)捻憫?yīng)鏡頭的運(yùn)動(dòng)。
設(shè)置好縮放的方向后,左右搖動(dòng)攝像機(jī)檢查pan(搖動(dòng))的方向。場(chǎng)景圖片(在操作中要將tilt鎖。⿷(yīng)該隨著攝像機(jī)的移動(dòng)而左右移動(dòng)。 如果場(chǎng)景圖片向相反的方向移動(dòng),在pan(搖動(dòng))標(biāo)題下按Plus/Minus(加/減)按鈕后再次檢查搖動(dòng)的方向。
鎖定搖動(dòng)只檢查俯仰的方向。驗(yàn)證當(dāng)攝像機(jī)向上傾斜的時(shí)候場(chǎng)景圖片也要隨著向上傾斜。如果場(chǎng)景圖片向相反的方向移動(dòng),在Tilt(俯仰)標(biāo)題下按Plus/Minus(加/減)按鈕調(diào)整后再重新檢查傾斜的方向。
當(dāng)攝像機(jī)拍攝在藍(lán)屏內(nèi)部的物體時(shí)要鎖定搖動(dòng)、俯仰和縮放。變換焦距檢查場(chǎng)景圖片是否和前景在相同方向上移動(dòng)。如果場(chǎng)景圖片向相反的方向移動(dòng),在Focus(焦距)標(biāo)題下按Plus/Minus(加/減)按鈕調(diào)整后再重新檢查焦距的方向。
(2)設(shè)置鏡頭參數(shù)范圍
(3)調(diào)整鏡頭光軸軸心固有誤差
每個(gè)鏡頭在中心附近的位置有輕微的不同。Center X, Center Y 可以使場(chǎng)景圖片的中心和實(shí)際鏡頭的中心相匹配。進(jìn)行Zoom in (鏡頭推上)操作,定位在演播室中尖物體的邊緣(例如硬紙盒的邊沿)。調(diào)整框使來自場(chǎng)景圖片的十字(見步驟1)正確的定位在盒子的邊緣。鎖定搖動(dòng)和俯仰的跟蹤頭,然后調(diào)整焦距使邊緣盡可能尖。一旦調(diào)整好攝像機(jī)后,再不斷進(jìn)行幾次Zoom out(鏡頭拉出)操作來檢查場(chǎng)景圖片的十字是否和盒子的邊緣在一個(gè)位置上。如果十字移動(dòng)了,可以調(diào)整Center X 和Center Y的值,使十字和盒子的邊緣再次匹配。最后再進(jìn)行幾次Zoom in(鏡頭推上)操作檢查一下十字是否還有偏移。這是一個(gè)交互式的過程,可以重復(fù)幾次直到達(dá)到最好的結(jié)果。
在移動(dòng)攝像機(jī)時(shí),這調(diào)整它可以使在框中的真實(shí)物體和場(chǎng)景圖片之間的漂移最小。在地面上放一個(gè)盒子,調(diào)整攝像機(jī)的視頻框?qū)⒑凶右频娇蛑虚g,調(diào)整焦距然后進(jìn)行Zoom out(鏡頭拉出) 操作。鎖定跟蹤頭的傾斜軸,然后將攝像機(jī)左右搖動(dòng)并保持盒子始終在框中。假如盒子"漂浮"在場(chǎng)景圖片上,就調(diào)整Nodal Point Slider(節(jié)點(diǎn)滑動(dòng)條)(1/-1米是最大值)然后再次左右搖動(dòng)攝像機(jī)。這是一個(gè)交互式的過程,你可以重復(fù)幾次直到達(dá)到最好的結(jié)果。
(7) 下一步調(diào)整FOV Ratio(視野比率).
(8)當(dāng)在場(chǎng)景圖片和演播室間在部分運(yùn)動(dòng)中有位置漂移時(shí)可以調(diào)整Minimum FOV facto(最小的FOV系數(shù))和 Maximum FOV factor(最大的FOV系數(shù)).當(dāng)進(jìn)行縮放操作時(shí),如果演播室和graphics大多數(shù)時(shí)間都是一起運(yùn)動(dòng)的,只有一部分發(fā)生了移動(dòng)(接近最小的FOV或最大的FOV)可以用滑動(dòng)條糾正漂移。
對(duì)系統(tǒng)中的每個(gè)攝像機(jī)重復(fù)上述過程。
經(jīng)過以上的調(diào)整可以使虛擬攝像機(jī)的虛擬背景和真實(shí)攝像機(jī)的前景在融合后達(dá)到同軸同點(diǎn)。
2、虛擬場(chǎng)景的設(shè)置
第二步是對(duì)虛擬場(chǎng)景的設(shè)置,現(xiàn)在以兩機(jī)位為例,虛擬場(chǎng)景的設(shè)置步驟如下:
(1)在藍(lán)箱中心(前景定位點(diǎn))放置一個(gè)十字架,十字架的中心點(diǎn)高度與
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