一种虚拟演播室360度全景节目制作的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种虚拟演播室360度全景节目制作的方法及系统，包括：两个定位器、VR头显、两个控制器、至少一个摄像机，以及虚拟演播室主机。利用定位器设置VR头显与控制器的活动范围；根据节目类型设计360度全景的虚拟三维场景；在VR头显中实时预览渲染后360度全景的虚拟三维场景；在绿箱或蓝箱与演播室灯光的环境下，摄像机拍摄高清前景信号，并经过抠像处理，将带阿尔法通道的前景信号切入虚拟三维场景中的主持人框内；实时合成渲染为全景视频，将其录制以生成全景节目。本发明专利技术可以制作出专业的全景节目，从而丰富VR全景内容；本发明专利技术水平方向四周都是可利用的景别；若节目需要改版，只需要重新设计360度全景的虚拟三维场景。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟演播室360度全景节目制作的方法及系统
本专利技术涉及数字影音制作
，具体涉及一种虚拟演播室360度全景节目制作的方法及系统。
技术介绍
随着VR技术的发展，全景内容始终是非常缺乏的，通常会使用全景摄像机、无线麦克来拍摄全景素材，经过后期剪辑制作出全景节目。这种方式对于拍摄设备、拍摄环境、后期制作水平的要求比较高，生成全景节目的类型偏专题拍摄与现场报道，很少用在演播室内。全景拍摄需要进行大量的前期准备工作，对全景摄像机、音频采集设备、移动拍摄设备等进行调试。因全景摄像机会呈现360度全方位的拍摄画面，需要根据现场光线调整ISO、色温、曝光等拍摄参数，使全景画面整体的亮度和色温达到最佳的效果。同时，需要合理布置全景摄像机与拍摄对象之间的相对位置，拍摄对象不要处在镜头之间的拼缝处。对于全景摄像机而言，都存在一个安全距离，通常要求拍摄对象距离全景摄像机1.5米以上。按照上述要求，即使在安全距离以外，若拍摄对象处于镜头拼缝处，因经过图像采集、变形，及拼接处理，必然会产生一定的畸变。所以，拼缝是客观存在的，无法彻底消除，后期剪辑对此也无能为力。此外，在进行全景拍摄时，还需要采集现场的声音。为了避免音频线缆进入画面，通常采用无线麦克。前期需要对麦克音量进行测试，将音量调整到合适的范围。对于拍摄环境同样有严苛的要求，拍摄场地中不能有过多的杂景进入画面，否则后期剪辑时，需植入大量的虚拟物件对杂景进行遮挡处理。全景摄像机一般用于外拍一些专题节目或进行现场报道，制作的全景节目佩戴VR头显观看时，具有身临其境的沉浸感。但是，这种方式并不适合在演播室内进行全景拍摄，主要有两个原因：其一，演播室内环境非常复杂，全景摄像机会拍摄到演播室灯光、普通摄像机，及其他杂景。其二，由于全景摄像机采用定焦镜头，无法通过镜头变焦拍摄人物特写；而且，拍摄的全景视频信号，局部画面的清晰度也不高。因此，很少看到用全景摄像机在实景演播室内拍摄的全景节目。由此可见，全景拍摄的方式，容易受到客观条件的限制。制作演播室节目，除了在实景演播室内拍摄以外，还有另一种实现方式，就是采用虚拟演播室技术。虚拟演播室与实景演播室相比，不涉及实景演播室的改造与装修。利用专业的绿箱(或蓝箱)，配合专业的演播室灯光，使用普通的摄像机拍摄高清前景信号。所拍摄的前景信号，经过专业的抠像处理，与虚拟三维场景进行合成，渲染为普通的演播室节目，合成信号可以直接输出或录制下来。采用这种方式，不会引入太多杂景，即使存在杂景，无非是纵向的灯光或地面、横向的绿箱两侧边缘外部，皆可利用软件算法将这些杂景去掉。此外，虚拟演播室还有一个优势，若节目改版只需要重新设计虚拟三维场景，影响小、成本低。虚拟演播室技术，为演播室节目制作提供了一种实现方式，可以避免杂景进入画面，效果也比较理想；节目改版的代价，相比于实景演播室也非常低。但是，普通虚拟演播室的设计初衷，是为了录制平面节目，所使用的虚拟三维场景都是局部置景的，其余空间都是开放区域。如新闻场景，通常包含主播台、背景大屏，利用主播台景别，录制单人或双人坐播节目；利用背景大屏景别，录制主持人站播节目；亦可利用这两个景别，录制坐、站播结合的互动节目。虚拟三维场景的设计，都是面向平面节目制作的，无法满足演播室全景节目的制作要求。那么，若利用虚拟演播室原理录制全景节目，则需要具备两个条件：其一，设计使用360度全景的虚拟三维场景，场景是封闭的，水平方向四周可以提供丰富的景别。其二，需要预览360度全景的虚拟三维场景，调整场景的大小、视点的位置。利用360度全景的虚拟三维场景，与抠像后的前景信号进行合成，实时渲染为全景视频，这样可以解决全景摄像机镜头之间的拼缝问题。通过调整观看视点与切入前景信号的主持人框之间的距离，即虚拟摄像机呈现的拍摄效果，就能保证全景视频中特写画面的清晰度。而且，可以通过算法去除前景信号中携带的杂景，免去拍摄环境进入画面产生的影响，无需进行后期剪辑处理。综上所述，全景摄像机不适合在演播室内进行拍摄，客观存在的拼缝、局部画面清晰度不高，以及杂景入画问题暂时无法克服或避免。利用虚拟演播室原理制作全景节目，采用360度全景的虚拟三维场景，将普通摄像机拍摄的前景信号抠像之后，与虚拟三维场景进行合成，实时渲染为全景视频并录制下来，就解决了全景拍摄无法克服的问题。当然，必须依靠VR定位及显示设备，预览渲染后360度全景的虚拟三维场景，完成节目录制前期的调试工作。这样，就为演播室内全景节目的制作，提供了完整可行的技术实现方案。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术涉及一种利用VR定位技术配合360度全景的虚拟三维场景制作全景节目的方法及系统，制作出演播室内的全景节目，该方法为VR全景内容制作提供了快捷的解决方案。根据节目类型，设计360度全景的虚拟三维场景。利用VR空间定位设备，设置VR头显与控制器的活动范围，通过佩戴VR头显，实现对渲染后360度全景的虚拟三维场景进行实时预览。在专业绿箱(或蓝箱)与演播室灯光环境下，摄像机拍摄的高清前景信号，经过专业的抠像处理，带阿尔法通道的高清前景信号切入虚拟三维场景中的主持人框中，实时合成渲染为全景视频，将其录制下来生成全景节目。这样，就能够生产大量演播室内的全景素材，与外拍的全景素材进行后期剪辑，制作出专业的全景节目，从而丰富VR全景内容。具体的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种虚拟演播室360度全景节目制作的系统，包括：两个定位器、VR头显、两个控制器、至少一个摄像机，以及虚拟演播室主机；所述VR头显分别通过USB与HDMI线缆与虚拟演播室主机连接，所述两个摄像机通过HD-SDI/HDMI线缆与虚拟演播室主机连接。优选的，进一步包括：调音台，与所述虚拟演播室主机通过USB线缆连接。优选的，所述USB线缆用于传输空间定位的实时数据，包括：定位器、VR头显、控制器的空间位置、角度；HDMI线缆用于将虚拟演播室主机渲染的360度全景的虚拟三维场景输出至VR头显的屏幕。优选的，所述定位器及控制器与VR头显之间采用无线方式进行实时数据通讯。优选的，所述两个定位器固定于绿箱或蓝箱两侧立面外缘距离地面2米以上相同高度的位置，所述VR头显及控制器放置于定位器所覆盖的空间区域内。优选的，所述两个控制器配合VR头显使用，实现交互控制。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种虚拟演播室360度全景节目制作的方法，包括：利用定位器设置VR头显与控制器的活动范围；根据节目类型设计360度全景的虚拟三维场景；在VR头显中实时预览渲染后360度全景的虚拟三维场景；在绿箱或蓝箱与演播室灯光的环境下，摄像机拍摄高清前景信号，并经过抠像处理，将带阿尔法通道的前景信号切入虚拟三维场景中的主持人框内；实时合成渲染为全景视频，将其录制以生成全景节目或者直接输出。优选的，所述利用定位器设置VR头显与控制器的活动范围，包括：勾动所述控制器的扳机键沿活动区域边缘移动，当回到初始位置附近松开扳机键，控制器的运动轨迹自动闭合为封闭的四边形；将控制器水平放置于划定区域的地面上，定位器通过扫描，获得当前地面的空间位置。优选的，所述360度全景的虚拟三维场景中，水平方向四周提供多种景别，整体色调、风格保持一致；顶部采用封闭式设计；地面延伸至场景边缘，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟演播室360度全景节目制作的系统，包括：两个定位器、VR头显、两个控制器、至少一个摄像机，以及虚拟演播室主机；所述VR头显分别通过USB与HDMI线缆与虚拟演播室主机连接，所述两个摄像机通过HD‑SDI/HDMI线缆与虚拟演播室主机连接。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟演播室360度全景节目制作的系统，包括：两个定位器、VR头显、两个控制器、至少一个摄像机，以及虚拟演播室主机；所述VR头显分别通过USB与HDMI线缆与虚拟演播室主机连接，所述两个摄像机通过HD-SDI/HDMI线缆与虚拟演播室主机连接。2.根据权利要求1所述的一种虚拟演播室360度全景节目制作的系统，其特征在于，进一步包括：调音台，与所述虚拟演播室主机通过USB线缆连接。3.根据权利要求1所述的一种虚拟演播室360度全景节目制作的系统，其特征在于，所述USB线缆用于传输空间定位的实时数据，包括：定位器、VR头显、控制器的空间位置、角度；HDMI线缆用于将虚拟演播室主机渲染的360度全景的虚拟三维场景输出至VR头显的屏幕。4.根据权利要求1所述的一种虚拟演播室360度全景节目制作的系统，其特征在于，所述定位器及控制器与VR头显之间采用无线方式进行实时数据通讯。5.根据权利要求1所述的一种虚拟演播室360度全景节目制作的系统，其特征在于，所述两个定位器固定于绿箱或蓝箱两侧立面外缘距离地面2米以上相同高度的位置，所述VR头显及控制器放置于定位器所覆盖的空间区域内，所述两个控制器配合VR头显使用，实现交互控制。6.根据权利要求1所述的一种虚拟演播室360度全景节目制作的系统，其特征在于，所述虚拟演播室主机包含如下功能模块：视频I/O、真三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智鹏，颜庆聪，胡彦雷，孙阳，周华，
申请(专利权)人：北京美吉克科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11