光影虚拟现实演播室系统方案

一、概述

1.1需求分析

传统的室内演播室节目制作，都需要搭建实际场景，不同栏目之间，场景的制作和更换等方面都存在着极大的局限性。不仅浪费人力，物力，做出来的场景也不容易变换。

虚拟演播室是近年发展起来的一种独特的节目制作技术，是被各电视台、学校等单位广泛应用的节目制作系统。它的实质是将计算机制作的虚拟三维场景与电视摄像机现场拍摄的人物活动图像进行数字化的实时合成，使人物与虚拟背景能够同步变化，从而实现两者无缝的融合，以获得完美的合成画面。 

光影虚拟现实演播室系统基于次世代图像引擎，为广电、教育等视音频领域提供了全新的节目制作手段。用户可以完全不受空间和条件的束缚，制作出任意风格极其逼真的栏目、宣传片等节目。也是实时节目制作，教学，短视频，小型影视制作的重要组成.

二、系统组成

光影虚拟现实演播室系统由虚拟、采集、编辑、切换、播出几部分组成。虚拟演播室系统主要完成虚拟、切换、采集以及播出的功能，编辑由威申讯驰非线性编辑系统完成。二者无缝连接。可以互相调用素材库和特技库，而在虚拟中制作的三维场景、采集的视频素材可以在非编中直接调用、编辑，在非编中制作的特技模板在虚拟中可以直接使用。虚拟非编共用素材库,虚拟中采集的文件可以直接在非编中编辑，大大提高了编辑的效率。

2.1 板卡

DECKLINK 4K 板卡

支持所有型号的DeckLink板卡，支持多卡组合。实现多种输入，输出。

2.2两种不同应用机箱

3.2.1 便携式机箱

便携式机箱小巧方便，便于携带，安装。

3.2.2 工业式机箱

工业式机箱专业性强，散热好，使用于长时间的课程录制。

三、光影虚拟现实(次世代)演播室系统

光影虚拟现实演播系统次世代三维图形程序接口开发。硬件显卡GPU加速，专业色键以及硬件跟踪系统。支持多轨在线编辑以及后台精编。支持在线字幕。是真正的虚拟、采集、切换、非编全功能一体机。

3.1系统功能(重要参数)

★次世代虚拟演播室，基于类真实世界环境系统。场景巨大，一个场景三角片面支持达到上亿个片面。

★支持真实的雨，雷电，火以及瀑布效果，这些效果可以和场景物体互动，形成真实的整体世界。

★自带世界环境编辑器，可以以所见即所得的编辑仿真世界，修改环境中的云，雨等效果，地形，河流，道路，树木，花草等环境

★支持实时的任意物体表面的反射，折射。多点反射。半透明材质反射。运动时反射即时变化，

★支持风，云效果，风可以吹动云以及植被。形成树叶晃动等效果。

★支持载具，视野镜头可以进入载具.

★支持触发，可以通过镜头触发开关门，点亮物体等操作。

★支持环境声音，支持声音范围衰减。

★支持以流程图方式编辑环境以及操作。

★支持点光源，平行光，投射光，太阳光，月光等多种光线系统。支持光源实时照射效果。支持光的实时反射，折射以及光晕。

★支持实时整体雾化以及区域雾化效果。

★支持AR植入，可以选择AR场景渲染选项。支持植入物体和实景物体之间的反射。以及光照，阴影。

★通过逼真且可控的植被弯曲模拟风吹效果。

★将断裂的部件使用基于张力的关节连接，创造碎裂，破坏效果。

★支持区域灯，使用逼真的光源改善环境的美感。

★支持强大的PBR材质和照明系统创建逼真的表面

★支持经纬度以及时间变换，

★支持动画控制器，支持肢体表情控制。

★创造性的使用流程化的节目制作。不使用编程，流程化的实时创造过场动画，内容切入，机位切换等复杂操作，支持同时多达几十上百的物件的关键帧运动。使实时节目制作，直播变得简单高效和艺术化。

★光影虚拟现实演播室系统可以修改场景的植被，水体、地形、大气、光线、时间等因素。实现用一个场景实现不同的氛围应用。从而可以实现使用很少的场景录制不同的节目类型。

★最大支持到2160P的应用

系统支持1080i，1080 50P, 2160P等多种制式。视频素材全格式支持,不同制式的文件可以自由调用。

★支持输入输出接口的动态设置

支持多卡作为输入输出,可以通过添加板卡增加输入,输出接口, 系统支持软件设置4入2出，3入3出，1入5出等多种输入输出设置，所有操作都可以通过软件中设置而不需要改动任何硬件。

★支持模拟多路切换台功能

模拟多路切换台的功能，系统既可以切换硬盘的视频文件、也可以切换活动视频，完全脱离传统切换台.

★支持在线字幕的修改以及拍打唱词 

字幕可以在线修改，保存后自动上屏。拍打唱词可以预先作好内容，然后实时按空格键上屏。支持动态字幕播放.

★支持特技模板以及上千种特技

   支持三维特技模板,几千种切换特技。特技可以作用于纹理素材，使纹理进行特技运动。支持动态调整特技参数。

★支持云台控制手柄

广播级三维控制手柄,支持同时直连摄像机和电脑连接.通过串行二和一控制器控制摄像机.也可以通过电脑连接控制摄像机。

★支持多种广播级云台有轨跟踪控制

广播级云台有轨跟踪，可挂接全数字SDI广播级摄像机，采用多个传感远程控制。采用多次幂算法,跟踪摄像机。

★内部支持采集,支持多种广播级格式.

内部支持采集，MPEGIBP 1~30M压缩码率的广播级格式。

☆支持轨道素材编表播出

支持多个素材编表播出,每个素材都可以设置开始结束点.所有轨道都支持素材的编表.可以使用或不使用素材编表.编表可以是视频,也可以是字幕,图片.

支持空格键播出编表素材(带特技).支持编表素材进入飞出场景特技.

☆可实现4实景机位无轨虚拟,20路虚拟机位.

★系统广播级内同步,不需要音频延时器

采用广播级内同步,SDI同步,视频音频通过标注时间码精确同步,软件内部延时.可以不需要音频延时器。

☆模拟多摄像机

支持一路摄像机信号分配给多个轨道，每个轨道信号都可以进行独立的编辑、抠像、特技等 ，从而实现，只用一个摄像机实现主持人在在同一场景不同位置的效果；

☆支持虚拟摇臂.

支持所有机位的模拟摇臂俯冲,跟拍等效果,支持多个关键帧,以及使用键控播放多个虚拟摇臂的关键帧文件.支持多个机位之间虚拟摇臂过渡.

☆支持高精度九点/二十五点算法色键以及硬件色键器

独创的高精度的多点GPU算法色键，利用显卡强大的并行计算能力，不但保证了抠像效果出色，更使得操作者调节抠像效果变得易如反掌。系统自带多路软色键, 色键器支持相似度设定、任意抠像色，并可以调节主色（抠像色）泄露。无颜色溢出或空间影响，可使主持人很好地和虚拟背景结合在一起.支持抠像模板.支持鼠标单击一键抠像.支持外挂硬件色键器。

★支持虚拟全屏播放模式

在全屏播放模式，虚拟场景全屏显示，通过快捷键可以预监以及切换机位。

★支持PPT直接播放

支持PPT直接作为轨道素材播放，可以使用快捷键进行PPT换页。

★支持后期编辑

系统采集的素材可以直接出现在非编素材库中，可以自动记录所有的虚拟机位切换点在非编中做后期修改。

★支持主持人随摄像机旋转

支持主持人随摄像机旋转，从而保证主持人总是正对摄像机，避免纸片现象

★支持在线推流,拉流

不需要增加任何硬件设备，系统自带软件RTMP推流，可以推到任何直播平台，也可以推到自建的服务器。推流只需设置推流地址，其余全部自动设置。（要可以上网）

★支持摄像机轨迹定位,支持AR置入.VR摄像机传感跟踪.

可以动态定位摄像机的位置,自动处理摄像机的推拉摇移等动作.使主持人和虚拟场景一起运动.同时也支持AR运动.使实景完全贴合虚拟物体.形成实景虚景完全融合一体的效果.

★支持硬件色键器

系统支持外部硬件色键器，可以自动同步键信号。使用外部硬件色键器，可以大大提高抠像质量。

3.2虚拟场景示例