虛擬演播室系統(tǒng)是以視頻流的軟件圖像處理為主，軟硬件結(jié)合，涉及電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)、圖像處理、光學(xué)、控制算法等眾多領(lǐng)域的一種復(fù)雜系統(tǒng)，有很多硬件設(shè)備可以選用，也有很多設(shè)計(jì)方案可以采納，不同的設(shè)計(jì)方案會(huì)出現(xiàn)不同的效果，因此如何選用一種為經(jīng)濟(jì)實(shí)用、高的效、功能強(qiáng)大、被用戶接受的方案是設(shè)計(jì)者的首要任務(wù)。
系統(tǒng)具有三維空間、三維模型和三維跟蹤，廣播級(jí)圖像輸出，可同時(shí)實(shí)時(shí)渲染數(shù)十萬(wàn)個(gè)三角面片、兩百多兆紋理貼圖、全部類型的燈光及指數(shù)型光照模型、多路活動(dòng)視頻，因此可以實(shí)現(xiàn)大場(chǎng)景、精細(xì)化、色彩豐富、任意組合的虛擬光效及特技效果的虛擬場(chǎng)景，系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，建模人員可以無(wú)所顧及的以任意復(fù)雜度逼真建模。系統(tǒng)的功能極為強(qiáng)大，視圖軌跡編輯，基于軌跡的播出控制，任意虛擬物體、虛擬燈光、特技效果均可按場(chǎng)頻進(jìn)行任意運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和縮放，而且它們的屬性也都可以實(shí)時(shí)調(diào)整。
結(jié)構(gòu)原理圖
信號(hào)處理
系統(tǒng)拓?fù)?/strong>
色鍵、跟蹤系統(tǒng)
GALASTAR星河虛擬演播室系統(tǒng)功能特點(diǎn)
GALASTAR星河系統(tǒng)強(qiáng)大的軟件功能
系統(tǒng)的編輯界面采用三維視圖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，非常近似于通用動(dòng)畫(huà)軟件的操作風(fēng)格，使稍有電腦動(dòng)畫(huà)基礎(chǔ)的人就可以輕松上手。且界面操作簡(jiǎn)單易學(xué)。
系統(tǒng)具備強(qiáng)大的圖形渲染能力，根據(jù)實(shí)時(shí)采集的攝像機(jī)參數(shù)信號(hào)對(duì)復(fù)雜的場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染。系統(tǒng)可以同時(shí)渲染數(shù)十萬(wàn)個(gè)三角形面片和400M以上的紋理貼圖，實(shí)現(xiàn)了8位的全場(chǎng)景反走樣，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)陰影、全場(chǎng)景霧化、動(dòng)態(tài)燈光、多路活動(dòng)視頻等功能并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定；
系統(tǒng)所見(jiàn)即所得的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)和虛擬物件的實(shí)時(shí)調(diào)整，真實(shí)感強(qiáng)，能夠與前景信號(hào)、掩膜信號(hào)較好地融合，并可根據(jù)虛擬物體的空間位置自動(dòng)實(shí)時(shí)指定掩模物件保證正確的遮擋關(guān)系；
系統(tǒng)支持在虛擬場(chǎng)景中開(kāi)數(shù)十路虛擬視頻回放窗口，窗口中可以實(shí)時(shí)回放多3路不同信號(hào)源的視頻節(jié)目。電視墻中的畫(huà)面以場(chǎng)頻速度實(shí)時(shí)生成，軟件可以實(shí)時(shí)對(duì)電視回放窗進(jìn)行隨意的移動(dòng)和變形處理，把窗口設(shè)計(jì)為圓弧、球面等任意特殊的形狀效果。系統(tǒng)還具備視頻窗的特技功能，可以實(shí)現(xiàn)虛擬視頻窗與全屏幕視頻畫(huà)面的自由切換、視頻窗的飛入、飛出等特技。
場(chǎng)景中所有物體既可以采用三維建模軟件設(shè)計(jì)制作的三維模型，也可以是場(chǎng)景中實(shí)時(shí)生成的動(dòng)畫(huà)效果，每個(gè)虛擬物體都可以結(jié)合場(chǎng)景的需求實(shí)時(shí)做出旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)、縮放、變形等動(dòng)態(tài)調(diào)整，可以極大地豐富場(chǎng)景的真實(shí)感與活潑感。
GALASTAR星河虛擬系統(tǒng)可以獨(dú)立編輯動(dòng)畫(huà)軌跡，動(dòng)畫(huà)軌跡作為獨(dú)立的事件存在，可以基于關(guān)鍵幀進(jìn)行編輯每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置、姿態(tài)、縮放比例等9個(gè)參數(shù)，并在時(shí)軌上編輯事件，以決定虛擬物體什么時(shí)候以多快的速度沿動(dòng)畫(huà)軌跡運(yùn)動(dòng)；
GALASTAR星河虛擬系統(tǒng)對(duì)遮擋層無(wú)限制，當(dāng)虛擬物體到虛擬攝像機(jī)的距離小于演員到真實(shí)攝像機(jī)的距離時(shí)，虛擬物體自動(dòng)出現(xiàn)在人前，反之，自動(dòng)出現(xiàn)在人后，掩模是自動(dòng)生成的；系統(tǒng)提供8盞虛擬燈光，可以分別對(duì)虛擬燈光的顏色、位置、方向、衰減等屬性分別調(diào)整，同時(shí)，虛擬燈光還可以沿軌跡運(yùn)動(dòng)，極大的豐富了場(chǎng)景的燈光效果；
為了使節(jié)目畫(huà)面更加豐富，GALASTAR星河系統(tǒng)內(nèi)嵌了可以生成雨雪、落葉、禮花、游動(dòng)的魚(yú)、飛行的蝴蝶等效果的虛擬物體同三維物體一樣，可以實(shí)時(shí)改變自身的三維空間坐標(biāo)、空間姿態(tài)參數(shù)和空間縮放參數(shù)，并可在時(shí)軌上沿特定軌跡運(yùn)動(dòng)，將這些景觀添加到拍攝場(chǎng)景中，可以更好的烘托出不同風(fēng)格節(jié)目的現(xiàn)場(chǎng)氣氛。GALASTAR星河還具有全場(chǎng)景霧化功能，霧的濃度、顏色、衰減等參數(shù)均可實(shí)時(shí)調(diào)整，為節(jié)目的拍攝增加了真實(shí)感。
系統(tǒng)基于Microsoft新渲染平臺(tái)，運(yùn)用了大量的優(yōu)化算法，保證大限度地發(fā)揮視頻服務(wù)器頂?shù)挠布秩拘阅埽徊捎没谟布铀俚娜€性濾波和全場(chǎng)景反走樣技術(shù)，保證得到的畫(huà)面質(zhì)量光滑細(xì)膩；對(duì)場(chǎng)景中的物件紋理貼圖采用了MipMap處理技術(shù)，從而保證了動(dòng)態(tài)物件的紋理不會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象，得到流暢精致的節(jié)目畫(huà)面。
GALASTAR星河系統(tǒng)基于WINDOWS 7操作系統(tǒng)，內(nèi)部使用全數(shù)字高性能高品質(zhì)的渲染平臺(tái)，渲染32位的真彩色、帶alpha通道的三維場(chǎng)景，可以對(duì)虛擬場(chǎng)景中任何物件做半透明處理，并可以結(jié)合虛擬燈光制作出惟妙惟肖的光感透明效果。
GALASTAR星河對(duì)虛擬大屏幕內(nèi)部進(jìn)行三線性濾波完全消除了鏡頭推拉時(shí)虛擬大屏幕內(nèi)部視頻紋理閃爍的問(wèn)題，對(duì)大屏幕邊緣專門(mén)進(jìn)行多重采樣濾波的方式來(lái)進(jìn)行邊緣抗鋸齒運(yùn)算，從而使得虛擬大屏幕運(yùn)動(dòng)過(guò)程中邊緣光滑無(wú)明顯鋸齒，大屏幕內(nèi)視頻信號(hào)清晰無(wú)閃爍。同時(shí)，GALASTAR星河可以對(duì)虛擬大屏幕的播放內(nèi)容縮放、旋轉(zhuǎn)等參數(shù)自由設(shè)定，豐富了節(jié)目?jī)?nèi)容和表達(dá)方法。
GALASTAR星河系統(tǒng)卓越的硬件性能
GALASTAR星河系統(tǒng)是業(yè)內(nèi)獨(dú)一的可以基于任何電腦進(jìn)行視頻圖像渲染并輸出的虛擬演播室系統(tǒng)，具有視頻圖像工作站和視頻板卡的無(wú)關(guān)性，因此我們總是可以選用新快的視頻圖像工作站從而使得系統(tǒng)的渲染能力大副提高，充分享用了主板、CPU、顯卡、內(nèi)存等的飛速發(fā)展帶來(lái)的優(yōu)越。系統(tǒng)的視頻輸出采用HD-SDI輸出卡，提供了優(yōu)質(zhì)的視頻圖像質(zhì)量。
系統(tǒng)支持各種內(nèi)置、外置色鍵器，可以和國(guó)內(nèi)外任何一家的色鍵器進(jìn)行匹配。
GALASTAR星河系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)無(wú)限藍(lán)箱功能，邊緣可以無(wú)限制柔和從而過(guò)渡自然，攝像機(jī)任意運(yùn)動(dòng)也不會(huì)將初始去掉的“垃圾”前景模塊顯示出來(lái) 。邊緣藍(lán)箱定位簡(jiǎn)便快捷，無(wú)需任何測(cè)量，在系統(tǒng)輸出屏幕上“所見(jiàn)即所得”的去掉即可，操作非常方便。
系統(tǒng)功能
無(wú)軌虛擬演播室系統(tǒng)
GALASTAR星河虛擬演播室系統(tǒng)可支持多4路高清視頻信號(hào)輸入，并由系統(tǒng)模擬出6個(gè)全景攝像機(jī)位效果。因此，用戶只需一臺(tái)攝像機(jī)就能達(dá)到6訊道演播室效果。
廣播級(jí)的在線輸入輸出接口
GALASTAR星河虛擬演播室系統(tǒng)，是一套完整的真三維雙機(jī)位多通道模擬三機(jī)位的全高清數(shù)字的廣播電視虛擬場(chǎng)景解決方案。系統(tǒng)具有廣播級(jí)高清數(shù)字HD-SDI/SDI輸入輸出接口，保證了高質(zhì)量的信號(hào)傳送及處理，同時(shí)也提供連接的便利性。系統(tǒng)采用的板卡為國(guó)際知名公司的高清數(shù)字卡，支持MPEG-2、AVI視頻流輸入。
高端的圖形工作站
GALASTAR星河虛擬演播室系統(tǒng)采用圖形工作站配置，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，圖像的渲染色彩絢麗真實(shí)，圖像不抖動(dòng)、無(wú)撕裂、不拖尾。在虛擬攝像機(jī)的移動(dòng)過(guò)程中不出現(xiàn)馬賽克、不模糊。使制作完成時(shí)輸出的圖象質(zhì)量達(dá)到廣播級(jí)的要求，能夠非常完美的應(yīng)用于廣播電視節(jié)目的制作。通過(guò)真實(shí)攝像機(jī)的信號(hào)直接輸入到系統(tǒng)中，無(wú)須再做多余的調(diào)整，便可直接輸出合并后完整的圖像效果。
1流摳像算法 ThunderMatte技術(shù)
采用業(yè)內(nèi)的ThunderMatte摳像算法，可同時(shí)對(duì)3路攝像機(jī)信號(hào)做摳像處理，對(duì)煙霧、水、玻璃、透明體、頭發(fā)絲等細(xì)節(jié)摳像效果清晰細(xì)膩，支持國(guó)內(nèi)外多款外置色鍵器摳像合成處理。
GALASTAR星河虛擬演播室系統(tǒng)，采用目前國(guó)際1流的高清色鍵摳像技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)頭發(fā)絲、半透明物體、陰影等畫(huà)面的精細(xì)摳像處理合成，使人或物體的邊緣更加自然。系統(tǒng)配置了多路色鍵器，可同時(shí)分別對(duì)各路視頻信號(hào)進(jìn)行色鍵處理。并且，每路輸入信號(hào)單獨(dú)配置的色鍵器給您提供了多種不同級(jí)別的顏色設(shè)定，可有效去除背景上的陰影，無(wú)顏色溢出或空間影響，可使主持人很好地和虛擬背景結(jié)合在一起。每個(gè)色鍵器都擁有強(qiáng)大的色鍵參數(shù)，能保證在不移動(dòng)真實(shí)攝像機(jī)的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)前景主持人和虛擬背景的同步推拉、搖移及切換制作出各種華麗的搖臂效果。
高品質(zhì)三維虛擬場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染系統(tǒng)
GALASTAR星河虛擬演播室系統(tǒng)采用高性能的圖形工作站，加上多個(gè)高品質(zhì)的3D圖形處理卡的并行協(xié)同運(yùn)算，使得系統(tǒng)具有強(qiáng)大的無(wú)與倫比的實(shí)時(shí)高清三維渲染能力，配以索普公司自主開(kāi)發(fā)的高清三維虛擬場(chǎng)景優(yōu)化渲染引擎技術(shù)，能夠使復(fù)雜而逼真高清三維虛擬場(chǎng)景順暢運(yùn)行，使得高清虛擬場(chǎng)景細(xì)膩逼真。
GALASTAR星河虛擬演播室系統(tǒng)所擁有的高性能的圖形工作站，可進(jìn)行高精度的16X反鋸齒處理，還可采用很新的AA反鋸齒處理，圖像的渲染色彩為32bit真色彩，使得虛擬場(chǎng)景的畫(huà)面細(xì)膩真實(shí)，場(chǎng)景中的物體邊緣及線條光滑無(wú)毛刺，使畫(huà)面精細(xì)、逼真。
GALASTAR星河虛擬演播室系統(tǒng)，擁有1536MB硬件渲染緩沖，可運(yùn)行大規(guī)模、精細(xì)的復(fù)雜場(chǎng)景。具有200多億個(gè)像素/秒的像素填充率，三角形生成速率超過(guò)100萬(wàn)個(gè)/秒，貼圖分辨率為 256X256~4096X4096，可進(jìn)行上千萬(wàn)個(gè)三角面以及大型（高分辨率）紋理貼圖的三維場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染，可進(jìn)行無(wú)約束的高清大場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染，做到特寫(xiě)鏡頭場(chǎng)景不出現(xiàn)馬賽克、不模糊；全景時(shí)場(chǎng)景畫(huà)面不爬行、無(wú)麻花狀條紋。
4通道真三維全場(chǎng)景的虛擬演播室系統(tǒng)
具有三維空間、三維模型和三維跟蹤，廣播級(jí)圖像輸出，系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，建模人員可以任意的輕松建模。 系統(tǒng)特有真三維無(wú)軌虛擬技術(shù)（Tri-Dim）讓您可以輕松的在場(chǎng)景中推、拉、搖、移。
動(dòng)態(tài)三維場(chǎng)景任意編輯
可在場(chǎng)景中任意位置創(chuàng)建三維文字和物件、針對(duì)場(chǎng)景中任意物件制作并播放其動(dòng)畫(huà)、替換場(chǎng)景中的物件并提供豐富物件庫(kù)、改變場(chǎng)景中物件的空間位置坐標(biāo)、朝向、大小及材質(zhì)等。
高度系統(tǒng)集成
不但集成了多路高標(biāo)清色鍵器、多通道視頻輸入輸出接口，還集成了特技切換臺(tái)、音頻處理系統(tǒng)、字幕機(jī)、多畫(huà)面處理器、硬盤(pán)錄像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)直播編碼等，安裝操作簡(jiǎn)單。
植入軌跡模塊
可實(shí)時(shí)植入二維/三維原件，自由設(shè)定時(shí)間線的運(yùn)動(dòng)，包含上下左右，縮放，旋轉(zhuǎn)。（飛機(jī)飛過(guò)天空，坦克越過(guò)舞臺(tái)）
動(dòng)作捕捉模塊
可實(shí)時(shí)捕捉人物動(dòng)作 并生成三維動(dòng)畫(huà)（黑貓警長(zhǎng)講話），然后植入虛擬系統(tǒng)軌跡運(yùn)動(dòng)
