张立忠 山西阳煤集团有线电视台

虚拟演播室是近年来兴起的新一代视频制作设备,相对于传统的演播室系统,它具有制景费用低廉、更换布景方便、便于发挥主创人员的创意等优点，使创意不受实际场地与资金的局限，在有限的空间里实现无限的创意，给节目演播制作带来了深刻的变革和广阔的应用前景。虚拟演播室一经推出就受到了广大电视工作者的关注，特别是近一两年来随着大洋、索贝、新奥特、奥维迅等一批国内视频厂商将其移植到PC平台上，带来成本大幅下降，平易近人的价格、实用的功能、便捷的操作、极高的视频指标使虚拟演播室真正具有了进入广大电视台的现实性和可能性。但是由于不同的产品定位不同，宣传的理念不同，在选购虚拟演播室时有一些各种各样的观点使人感到困惑，下面就对虚拟演播室的一些概念进行剖析，希望帮助大家寻找一种更为理性的解决方案。

一．虚拟演播室基本工作原理

虚拟演播室技术是在传统色键技术与计算机图形处理技术相结合的基础上发展起来的，传统色键技术抠像时，前后景之间缺乏联动关系，无法保持正确的透视关系，看上去前景像漂浮在背景上一样，给人感觉很不真实。虚拟演播室由于采用了跟踪技术，计算机主机通过分析摄像机的运动参数，包括位置、俯仰、平摇、推拉(变焦)等,对虚拟场景的相应参数进行调整，保证前景后景之间保持正确的透视关系，实时生成出与前景联动的背景信号，进入色键器与经过延时的前景信号进行合成。从而把摄像机拍摄到的前景信号与计算机生成的背景信号无缝的合成在一起，仿佛主持人置身于真实的场景中一样。

二．三维虚拟演播室与两维半虚拟演播室

所谓三维虚拟演播室是指虚拟背景由计算机在场景合成时实时(PAL制50场/秒，NTSC制60场/秒)渲染，而两维半虚拟演播室是指虚拟场景在三维建模环境中(如3DMAX、Softimage、Maya、Alias/wavefront、PersionalLINK等)提前渲染成图片，将图片安装到系统主机中，合成场景时根据摄像机的运动状态对图片进行处理，选择图片的一部分与前景进行合成，同时场景中加入一些三维的小物件和遮挡物体，增强场景的真实性。

三维虚拟演播室系统与两维半虚拟演播室系统最大的区别是是否对场景进行“实时渲染”，从理论上说三维要优于两维半。但如果我们仔细分析一下实时渲染这个概念，就会发现它远没有想象中的那么完美。

首先，三维实时渲染是建立在特定的计算机系统基础之上的，场景的复杂程度要受到计算机运算能力的限制，如果使用SGI的ONXY图形工作站，价格会十分昂贵；如果采用PC机渲染，场景会受到许多限制，如场景中的三角形数量不能多于9000或10000个、不能有反射、折射、特效等等，一个一般的场景三角形面片数量都在十几万、几十万个，所以实时渲染对场景建模的要求十分苛刻；而两维半系统可以事先通过3DMAX,Softimage,Maya等工具不限时地进行渲染，场景中物体边缘的反走样、光线跟踪、镜头特效等都可以运算得非常到位。从场景设计角度考虑，三维的诸多限制会导致创作者的思维受阻，影响创作理念，导致节目质量的下降。而两维半的设计方针中，无场景复杂程度及其它因素的限制，可以充分发挥创作者的创意。

其次，三维虚拟演播室系统对操作人员的素质提出了很高的要求，由于受计算机运算能力的限制，在场景构建时必须仔细地分析场景、精心设计每一个物体的复杂程度。同时，操作人员还要兼顾艺术上的创作要求，对操作人员的素质提出了极大的挑战。而两维半系统由于事先进行渲染，虚拟演播室操作人员可以不用对场景的技术细节进行考虑，从而可以集中精力对节目本身进行创作。在操作的便捷性方面具有更大的优势。

第三，三维系统由于受计算机运算能力的限制，特别是基于PC上的三维系统，由于做边缘反走样会消耗CPU的大量资源，系统在场景渲染质量和反走样之间会面临两难的选择，而两维半系统是提前进行场景渲染，边缘反走样会做得非常好，合成场景信号时，计算机有足够的能力进行大屏幕和一些三维物件的边缘反走样处理，从而保证了整个系统的实用性。