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虛擬演播室的場景定位分析
虛擬演播室的場景定位分析
2002中南地區廣播電視技術年會優秀論文三等獎為了適應節目制作的發展要求，依據實際情況，我臺購置了 Vi〔 Z 〕SET公司的IBIS兩維虛擬演播室系統，經過一段時間的使用，在虛擬場景定位的設置上有了一些體會。現做以下分析。
一 概 述
二維虛擬演播室的出發點，是在合理的價位上建立一個簡單實用而且圖像質量高的虛擬演播室系統。二維虛擬演播室系統的場景生成與變換，是指場景工作站根據實時獲取的攝像機參數進行比例變換，并用與真實攝像機一致的透視關系繪制背景圖像。這類系統的背景生成裝置一般采用圖像處理器硬件，對預先渲染好的一幅大圖像進行變換，生成類似于二維DVE效果的背景圖像，由于系統中各種數字視頻效果的生成都是在攝像機運動參數的控制下進行的，因此二維虛擬演播室與一般的DVE系統有著很大的區別。
虛擬演播室的雙機位的準確定位，主要是使真實攝像機所拍攝的實際前景與虛擬攝像機所產生的虛擬背景在定位后，實際前景的移動在相應的雙機位虛擬場景上做出符合正確的透視關系。
二 場景定位
1、攝像機的安裝
攝像機的安裝是一個IBIS自帶的工具，使用正確可以使前景圖片（攝像機的輸出）的運動和背景（計算機的輸出）一致。這是場景定位的第一步。
一旦所有的視頻線都連接好以后，色鍵被設置好，攝像機的軌跡被跟蹤后就可以開始進行攝像機的安裝過程。其攝像機的安裝界面如圖（1）以下是它的校準步驟：
（1）檢查攝像機搖動的方向、俯仰、縮放和焦距
在Pan（搖動）、Tilt（俯仰）、Zoom（縮放）、Focus（焦距）下的按鈕就是在響應攝像機的軌跡時設置虛擬背景的方向。
當攝像機鏡頭推上時，場景圖片也要同時縮小。假如背景放大可以在zoom(縮放)標題下按Plus/Minus(加/減)按鈕后再次進行縮放操作，去驗證場景圖片是否恰當的響應鏡頭的運動。
設置好縮放的方向后，左右搖動攝像機檢查pan（搖動）的方向。場景圖片（在操作中要將tilt鎖住）應該隨著攝像機的移動而左右移動。 如果場景圖片向相反的方向移動，在pan（搖動）標題下按Plus/Minus（加/減）按鈕后再次檢查搖動的方向。
鎖定搖動只檢查俯仰的方向。驗證當攝像機向上傾斜的時候場景圖片也要隨著向上傾斜。如果場景圖片向相反的方向移動，在Tilt（俯仰）標題下按Plus/Minus（加/減）按鈕調整后再重新檢查傾斜的方向。
當攝像機拍攝在藍屏內部的物體時要鎖定搖動、俯仰和縮放。變換焦距檢查場景圖片是否和前景在相同方向上移動。如果場景圖片向相反的方向移動，在Focus（焦距）標題下按Plus/Minus（加/減）按鈕調整后再重新檢查焦距的方向。
（2）設置鏡頭參數范圍
（3）調整鏡頭光軸軸心固有誤差
每個鏡頭在中心附近的位置有輕微的不同。Center X, Center Y 可以使場景圖片的中心和實際鏡頭的中心相匹配。進行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）。調整框使來自場景圖片的十字（見步驟1）正確的定位在盒子的邊緣。鎖定搖動和俯仰的跟蹤頭，然后調整焦距使邊緣盡可能尖。一旦調整好攝像機后，再不斷進行幾次Zoom out（鏡頭拉出）操作來檢查場景圖片的十字是否和盒子的邊緣在一個位置上。如果十字移動了，可以調整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。這是一個交互式的過程，可以重復幾次直到達到最好的結果。
在移動攝像機時，這調整它可以使在框中的真實物體和場景圖片之間的漂移最小。在地面上放一個盒子，調整攝像機的視頻框將盒子移到框中間，調整焦距然后進行Zoom out（鏡頭拉出） 操作。鎖定跟蹤頭的傾斜軸，然后將攝像機左右搖動并保持盒子始終在框中。假如盒子"漂浮"在場景圖片上，就調整Nodal Point Slider(節點滑動條)（1/-1米是最大值）然后再次左右搖動攝像機。這是一個交互式的過程，你可以重復幾次直到達到最好的結果。
（7） 下一步調整FOV Ratio（視野比率）.
（8）當在場景圖片和演播室間在部分運動中有位置漂移時可以調整Minimum FOV facto(最小的FOV系數)和 Maximum FOV factor(最大的FOV系數).當進行縮放操作時,如果演播室和graphics大多數時間都是一起運動的，只有一部分發生了移動（接近最小的FOV或最大的FOV）可以用滑動條糾正漂移。
對系統中的每個攝像機重復上述過程。
經過以上的調整可以使虛擬攝像機的虛擬背景和真實攝像機的前景在融合后達到同軸同點。
2、虛擬場景的設置
第二步是對虛擬場景的設置，現在以兩機位為例，虛擬場景的設置步驟如下：
（1）在藍箱中心（前景定位點）放置一個十字架，十字架的中心點高度與
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