2019武汉军运会虚拟演播室系统建设要点及关键技术

发布时间：2023-01-19 12:50:09

特约专题武汉2019世界军人运动会转播经验谈中央广播电视总台冯高洁摘要等诸多不便，对于某些对演播空间有较高要求或者需要快武汉军运会期间，CCTV5前方演播室实现了虚拟和实速更换布景的节目而言，虚拟演播室技术显然是更好的选景完美融合的播出效果，这是实时物理渲染引擎在外场体择。从诞生至今，相关技术已经在电视领域得到普遍应用。育赛事转播中的首次应用。本文借此案例总结了全要素虚一般来说，虚拟演播室的应用技术主要包括抠像、合成、拟演播室的构成和建设要点，阐述了影响画面效果是否逼跟踪定位。真自然的抠像和跟踪调试细节，探讨了未来虚拟技术的发在前期摄制环节，主持人需要置身于纯色环境中，一展方向及其与人工智能技术结合的可能性。般选择蓝箱或者绿箱，拍摄时要求灯光、舞美等各工种严密配合。拍摄信号输出至色键器，由色键器采用滤波的方关键词式将纯色背景去除，仅保留主持人部分。而后，将抠像结军运会全要素虚拟Unreal绿箱抠像延时果叠加在虚拟背景之上，再应用定位跟踪技术使主持人“吸跟踪附”在虚拟背景当中，使二者同步运动，达到完美融合的目的。2019年武汉军运会是我国第一次承办综合性国际军事早期的虚拟演播室渲染技术由在线包装渲染引擎发展体育赛事，也是继北京奥运会后中国举办的规模最大的国而来，在计算机硬件性能普遍较低的年代，这种渲染引擎对际体育盛会。为了向全世界展现军运会的盛况和武汉的全于计算机性能的要求并不高，其渲染计算量也不大，这些特貌，中央广播电视总台派出了总人数达500余人的前方报点使得虚拟演播室所需的实时渲染要求成为可能。但这种渲道团。对电视从业者来说，能够参与如此高规格的电视转染引擎的缺点在于，它本质上还是二维渲染，这一特点决定播系统的建设，是一次非常难得的工作体验。了其效果不够真实且在摄像机运动幅度较大的情况下容易穿此次军运会期间，CCTV5在和武汉体育中心毗邻的主媒帮。从2017年开始，基于UE4/Unity3D等实时物理渲染引体中心建设了一套“虚拟+实景”的演播室系统。其中，实擎的技术大量运用在电视领域，如《微星时代》《2018世景区域用于新闻报道、嘉宾访谈以及解说直配等环节，虚拟绿界杯豪门盛宴》等，其中，由中央广播电视总台出品的真实箱区域用于赛前赛后的节目串联、赛事预告、信息展示等板块。再现类科普巨作《飞向月球》更是成为现象级节目。该虚拟演播室系统创造了总台外场体育赛事的直播报道中的多项第一：第一次在直播中应用虚拟演播室技术，二第一次在直播中使用Unreal渲染引擎，第一次在直播中将虚拟背景和虚拟前景叠加使用。武汉军运会系统构成CCTV5虚拟演播室的武汉军运会期间，为了更好地展现武汉的城市风貌和一
虚拟演播室技术的发展历程及现状赛场气氛，我们设计并制作了7套虚拟演播室场景，涵盖了诸如武汉长江大桥、黄鹤楼、武汉大学、绿地广场、开传统演播室内的实体背景存在制作周期长、更换繁琐幕式场馆等武汉市经典印象，意在给电视观众传递武汉现45AdvancedTelevisionEngineering2019/12Operation&MaintenanceIndustryTopics
特约专题对主持人走位和摄像师镜头调度提出较多限制，否则会导致虚拟场景遮挡主持人。现场部署了2个虚拟机位，分别是固定机位和长为5米的摇臂，部署在绿箱开口的左右两侧。这样设置的目的在于两个虚拟机位除了拍摄绿箱区域，还要在坐播时段兼顾实景区域。后台渲染部分包括前景渲染和背景渲染两种，其中前景部分使用传统在线包装渲染引擎，背景部分使用Unreal1CCTV5演播室设计效果图渲染引擎。二者都使用外置键的合成方式，即分别输出一组Fill和Key信号，由色键器完成合成工作。对于背景渲染来说，它输出的Key通道的作用体现在用于遮挡穿帮物体的虚拟元素上，由Key通道决定哪些虚拟元素在主持人前，哪些虚拟元素在主持人后。在合成环节，多重信号按照一定的上下关系叠加在一起，从下到上分别是：虚拟背景层、阴影层、抠像层、虚拟遮挡层、虚拟前景层。如图3所示。跟踪数据部分，两个虚拟机位均采用符合RS422协议的串口将数据发出，而后通过串口通讯服务器将串行数据转换为以太网数据包，发送至渲染服务器。虚拟系统整体拓扑图如图4所示。三
全要素虚拟演播室建设要点2CCTV5演播室虚拟机位图和一般的虚拟植入节目形态相比，此次军运会CCTV5代、激情、运动的城市氛围。在赛事期间，我们根据每天演播室可谓是典型的全要素虚拟演播室。在虚拟植入的应比赛的内容决定使用哪个场景。每个场景都包括“白天”“夜用中，虚拟前景物体位于实拍画面的顶层，节目调度只要晚”两个主题，可以根据播出时段使用对应的主题。注意主持人与虚拟物体的遮挡关系即可，其他与实景演播CCTV5演播室位于军运会主媒体中心，面积约室无异。而在全要素虚拟演播室，虚拟背景作为主体环境，115m2，包含坐播区和站播区两部分，其中站播区位于绿箱主持人和虚拟前景均置身其中。这就要求不仅要关注前景内，绿箱尺寸为5m（深）×7m（宽）。设计效果如图1所示。物体与主持人的关系，还要针对主持人自身成像特点以及严格来说，5m×7m的尺寸并不适合呈现规制特别恢宏的场景，而在本案例中，武汉大学、武汉长江大桥、绿地广场等大都属于广阔的室外场景。这是因为大空间往往要求摄像机的运动幅度更大，而对于小尺寸的绿箱，摄像机运动轨迹过大易导致上方灯光设备出镜。虽然在合成环节可以使用虚拟场景遮挡穿帮部分，但如果穿帮部分过大，用于遮挡的虚拟场景同样要大，这就3CCTV5演播室多重信号叠加示意图现代电视技术462019.12
特约专题武汉2019世界军人运动会转播经验谈主持人与虚拟背景相互作用的实际情况作出必要调整。成的边缘发绿或者发蓝。虚拟演播室的抠像效果至关重要，它决定着主持人是其他方面，主持人所穿衣物要与背景色区分开，色差否能够自然地融入虚拟环境。为了得到好的抠像结果，不越大越好。同时，为了控制背景色溢出的程度，深色衣物能仅依赖色键器，任何色键器在面对“劣质”的源素材时优于浅色，并尽量避免边缘毛糙或者局部半透明的穿着。都将一筹莫展。一个好的源素材往往受多方面因素的影响：其所站立或走动的区域应和墙体保持一定距离，在镜头调纯色背景、灯光、主持人站立位置甚至主持人穿着等。度允许的范围内越远越好。首先，纯色背景色彩分布均匀，纯度越高越好。我们都知道，光的三原色是红、绿、蓝。纯度意指原色在颜色四中所占的百分比，纯度最高的颜色就是原色。如果在这三原色中添加白或黑，就可以得到纯度和亮度不一的颜色。
“虚实融合是否完美”决定于抠像细节而对于色键器来说，其原理是指定目标颜色，然后将拍摄在抠像环节，相关准备工作是否完美将直观地反映出得到的电信号送至滤波器，色键器上所须调整的参数无非来。对于绿箱色彩不均匀或阴影导致的大量噪点的情况，是各种指标的阈值和噪声，正是这些阈值决定了什么样的可以通过加大扣除颜色的阈值解决。而对于背景色亮度超颜色会被去除。因此，影响色键器抠像效果最为重要的因标或主持人离墙过近会导致的色彩溢出的情况，可以通过素，就是背景的纯度。背景的纯度主要取决于颜料、灯光、收缩或模糊边缘解决，也可以提亮边缘来解决。涂刷工艺。绿箱平面应该保证平整、干净，且没有肉眼可为了使人物更好地融入虚拟环境，有必要适当保留人见的缝隙和尖锐的墙角，涂料应选择专用影视漆，涂刷工物的阴影。在合成时，可使用单独的图层存放人物阴影。艺则没有硬性要求，无论喷涂还是滚筒，越均匀效果越佳。不过，除了人物在地面上的投影，其他墙体上的阴影应尽其次，虚拟演播室中的灯光不同于实景演播室，为了量去除。避免过多背景色从绿箱反射到主持人身体，应将背景的亮保留阴影的具体思路如下：度控制在前景亮度的50%至75%。主持人布光应是立体的，z选用中间层作为阴影层，介于虚拟背景和主持人层不仅要考虑面光，还应设置侧光，用于抵消背景色溢出造之间；4CCTV5演播室虚拟系统拓扑图47AdvancedTelevisionEngineering2019/12Operation&MaintenanceIndustryTopics

2019武汉军运会虚拟演播室系统建设要点及关键技术

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