全媒体交互式演播室

伴随着节目形式的日益更新，演播室单纯的前景或背景包装已经略显单调，交互式演播室的出现丰富了节目的播报形式，虚实结合，前、中、后三层的立体包装，给人以耳目一新的感觉。中广上洋公司最新推出的 系统就可以有效的管理和控制演播室多种图文播出设备，完成演播室节目自动化生产及包装。

一、系统特点

 多景区动态集成设计；

 进入式事件报道与信息快速延伸、深化；  一步一景；

 虚实结合多种元素组合 ；  坐播、站播、移动播报；  微博微信呈现交互；

 信息呈现方式多样化；

二、系统组成

三、成功案例实景图

备注：以下只是部分成功案例。

福州大学

兰州城市学院

北京卫国中学

横店中心小学

昆明民族大学

南昌职业学院

宁夏大学

东阳教育局

陕西广电局

宁夏气象局

芜湖气象局

湖南省娄底市电视台都市频道

天津市河北区有线电视台

云南安宁电视

山东临沂电视

山东黄岛电视台

四、设计详细概述

Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室，借助互联网和云技术轻松实现实时互动，为用户提供了无限的创作空间、创意空间，将图文包装与虚拟演播室完美结合，为创作更高水平的视觉效果提供了全新的创作工具，满足电视台演播室，校园精品课、情景教学、舞台剧等各种应用的需要。

Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室系统即可采用无轨跟踪技术实现虚拟摄像机定位及推拉、摇移、摇臂航拍等绚丽效果，也可通过机械传感跟踪方式，实现真实摄像机做快速小幅度反复或大幅度平摇、俯仰、变焦等取景变化时虚拟场景画面实时同步的发生与其相同的变化。使之成为一套功能强大的广播电视节目制作工具，为新闻电视广播、体育、财经、现场访谈、气象、远程教育、娱乐节目、广告、游戏秀以及许多其他应用领域提供理想的解决方案。

使用Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室，充分发挥您的想象力和创造力，便可满足任何电视节目现场直播、后期制作及应用的需要。

无轨跟踪、机械传感双模式

Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室最多可支持6路高标清信号的输入，同时软件具有DDR1、DDR2、HDMI、IVGA、PPT等信号的播放及上屏功能。32路虚拟机位之间可以快速切换，实现摄像机镜头的推拉摇移及摇臂效果的动作切换。

图1： VisionMagic主界面

中广上洋公司Vision Magic虚拟演播室产品即可采用无轨跟踪技术，通过虚拟摄像机与物理摄像机的绑定从而实现推拉摇移和摇臂航拍的效果。也可采用机械传感跟踪方式实现有轨跟踪，使得物理摄像机做快速的小幅度反复平摇、俯仰、变焦等取景变化时，虚拟摄像机镜头下的场景画面实时同步的发生与其相同的变化。

摄像机在拍摄过程中有水平角PAN、俯仰角TITLE、镜头变焦Z00M等变化，这些参数的改变会引起所拍摄图像视野与视角的改变。为了更真实的模拟人物所在的三维环境，Vision Magic虚拟演播室系统配置了一整套传感跟踪设备（包括国际知名品牌的云台三脚架、云台传感器、镜头传感器、数据发送盒MT1000等），两类传感器实时向虚拟服务器传输数据，根据这些参数虚拟服务器不断调整三维视图，从而保证摄像机前景画面与虚拟三维场景画面的“联动”。

Vision Magic虚拟演播室系统将传感器安装在云台上，用以测量摄像机的水平及俯仰角度，其中包含传感器和有关电子装置，称为云台运动参数编码器；为测量摄像机的镜头运动参数，在摄像机镜头上安装附加装置，同时将聚焦Focus、变焦Z00M传感器附于镜头

的聚焦齿轮和变焦齿轮处，这个装置中包含有传感器和有关电子装置，称为镜头运动参数编码器。镜头编码器通过托架与镜头上变焦环和聚焦环的齿轮紧密咬合，当变焦环或聚焦环发生位置变化时，编码器能够检测出聚焦变焦的细微角度并将其编码输出；同样，云台编码器可将摄像机平摇、俯仰的角度值编码输出。这两种编码器的数据信息通过云台上的数据发送盒MT1000的RS-232串口传送给Vision Magic虚拟服务器。同理，其他机位的编码器数据也通过相应的MT1000传输给 Vision Magic虚拟服务器。

Vision Magic利用机械跟踪方式克服了业内通常使用的图形识别方式的缺点，并有许多优点，主要有：

1) 测量摄像机参数非常精确，旋转角度可以达到0.003°，移动距离可以达到 1毫

米的精确度，数据处理时间短。

2) 跟踪数据没有延时。摄像机可以120Hz速率进行摇移、俯仰及变焦，无需额外

的工作站处理跟踪信息。

3) 频响高：物理摄像机做快速的小幅度来回反复平摇、俯仰、变焦等取景变化时，

三维虚拟场景可实时同步的发生与其相同的变化，没有任何的迟钝、错位、打滑和飘移现象。

4) 速度快：物理摄像机做快速的大幅度平摇、俯仰、变焦等取景变化时，三维虚

拟场景就会实时同步的发生与其相同的变化，没有任何的错位、打滑和延时现象。

5) 稳定性高：物理摄像机由任意运动镜头变为静止镜头时，三维虚拟场景实时同

步的变为静止镜头，其场景画面没有任何的抖动、闪烁或其它非静止现象出现。 6) 跟踪实现没有约束条件，当摄像机处于不同的位置或主持人处于不同位置时，

能实现快速定位（50秒），不需要任何测量。

7) 初始化定位无需限定摄像机及节目主持人在演播室中的位置，无需人工精确测

量和计算，软件简单操作即可定位。

8) 多个主持人同时在蓝箱中活动时，每个主持人均能与虚拟场景保持正确的跟踪

关系。系统跟踪不受舞台灯光、电磁波、声波及热光源的影响。多个虚拟大屏、多个虚拟物件、多个虚拟特效在跟踪中均能与虚拟演播室、节目主持人保持正确的空间位置关系和空间透视关系。每个摄像机对虚拟场景的跟踪完全独立。 9) 单颜色蓝背景，无需用户绘制背景墙；摄像机运动不受限制，因此允许摄像机

有更好的拍摄角度； 演员在蓝色舞台范围内可以任意速度自由活动，不受限制。 10) 在合成拍摄过程中可以很容易处理阴影，无需进行额外的修补不足之处。

镜头传感部分 俯仰传感部分 水平传感部分

图2：云台传感器

图3：镜头传感器及数据发送盒

传感结构技术参数

产品型号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

角度分辨率 旋转线性度 旋转线精度 旋转测量范围 数据输出频率 采集器供电范围 传输接口 工作温度 功耗 摄像机镜头 VM-Set 0.003 度 0.5% 0.003 度 0～360 度 120Hz 110～220AV RS-232/RS-422/RS-485 0℃～75℃ <10 W 支持各种广角镜头和CCD镜头 广播级输入输出接口

Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室系统，是一套完整的真三维多机位全数字的广播电视虚拟场景解决方案。系统采用新一代广播级高清晰度视音频系列板卡Shinelink Server400K及相应的模拟音频子卡，它采用国际最先进的软、硬件技术，全面支持高清格式并兼容标清，具有超强的稳定性和优异的性能指标，同时内置1路硬件抠像，抠像质量效率俱佳。板卡具有4路广播级数字高标清SDI输入（输出）接口，6路广播级模拟音频输入接口，保证了高质量的信号传送及处理，同时也提供连接的便利性。

图4：Shinelink Server400K&模拟音频子卡

多通道、高精度抠像功能

Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室采用目前一流的软件抠像模块，内置最多8路高标清色键（1路硬件板卡抠像、7路软件抠像），可对每路摄像机信号进行单独色键处理，同时可实现发丝、半透明物体等画面的精细抠像处理合成，使人或物体的边缘更加自然。同时，也可选配外置色键器。

图5：抠像参数设置

图6：人物抠像效果

图7：发丝抠像效果

任意调节的电视墙

Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室系统，支持最多6路高标清视频信号、2路本地硬盘信号、1路IVGA、1路PPT作为在虚拟场景中播放的节目来源。通过虚拟大屏的指

派及编单播出，可以同时播放并分别控制多个活动视频，而这一过程只要通过鼠标或键盘快捷键即可实现。电视墙的信号来源可以是外部信号输入（如摄像机、录像机、播放器、工作站等）。

电视墙的大小、形状、位置可以自由编辑，同时，电视墙能以任意曲面方式开窗，使电视墙的视频画面能无缝地显示在场景中任意曲面的物体上，如虚拟电视屏幕上、门、地板、窗户等，可产生更虚幻的效果，有更强的视觉冲击力和感染力，更加吸引人。此外，还可以控制电视墙大屏中视频信号何时开始播放、暂停、结束及其信号源和内容。

由于电视墙开窗的位置、大小是在制作三维场景时预设好的，因此在机位切换和虚拟摄像机的推、拉、摇、移的过程中，不会出现电视墙播放画面跳跃的现象。

无限蓝箱功能

Vision Magic在无轨虚拟系统中可以采用无限蓝箱功能，即固定机位摄像机把蓝幕以外的画面拍摄进来时，可以把蓝幕以外的无法抠像的杂景用虚拟场景覆盖，以产生完美的画面。

在机械传感跟踪虚拟系统中可以启用动态无限蓝箱功能，在固定机位摄像机做平摇、俯仰、变焦时软件可自动将拍摄区域内的杂景用三维场景覆盖。

优质的渲染效果

采用独特的子像素渲染算法，让画面更加精致；利用局部动态渲染技术，大幅度提高渲染效率；可实现场景中任意物件的纹理动画；场景中任意物件的纹理贴图均可替换为本地视频、图片以及外来信号；可实现物件表面的逼真的镜面效果。

完善的图文包装

提供功能强大，操作简单的场景制作工具，工具中包含以下模板内容：丰富的3D、2D模型、材质纹理、图表样式、动画效果特技，提供各种图表样式所需的数据接口、实现数据的动态展现，提供海量的图文模板下载、让节目制作更加快捷，提供丰富的控制接口、实现节目制作过程中所需外设的协同工作。支持所有三维动画格式的导入、播出。

方便的控制方式

可以通过外置切换台，实现虚拟软件功能的实体化；通过平板电脑，控制虚拟大屏中内

容的播出和停止；

通过激光遥控笔，单人即可完成节目全流程的制作； 兼容各类的控制协议，实现和其他的设备之间控制与受控。

强大的场景编辑功能

采用强大的三维引擎，可以实时修改场景中任意物件的空间位置、大小、朝向等属性，另外所有物件的纹理都可以替换为本地图片、视频以及外来信号，我们还可以做纹理动画，运动方向和速度均可调整。提供简单强大的模板替换工具，提供场景替换修改能力；提供快捷的替换工具和接口，定制个性化的图文元素；支持所有三维。

新颖的云交互功能

建立了云交互式数据平台，可以实现多种交互方式：评论、投票，同时可实现远程视音频连线，观众可以通过4G网络将手机信号上传到数据平台，虚拟主机从平台抓取数据并接入演播室现场，与主持人实时互动。

可实现高标清外来信号、手机4G回传信号、PPT、IVGA、 HDMI、DDR信号在虚拟大屏播放；本地视频、图片可混合编单播出，顺播、循环、跳播、定长播等多种播出方式可选。

图8：云交互流程

图9：云交互效果

绚丽的场景切换功能

采用事先导入多个场景和图文动画的方式实现场景间、图文动画间的瞬间切换，同时在场景切换的同时可植入多种特技效果和摇臂效果。场景之间、图文之间、场景和图文之间可做到互斥切换。

动态遮挡、动态无限蓝箱

不借助外部设备，可以实现主持人围绕三维物件走动效果，方便实现图文前景与摄像机信号之间的遮挡关系的变化。

采用先进的图像分析跟踪技术可实现动态跟踪、动态遮挡效果，可使人物身上蓝色（绿色）区域被遮挡不做抠像处理，人运动过程中遮挡依然有效。

图10：动态遮挡效果

阴影和倒影效果

倒影是一种抢眼的视觉效果，给虚拟场景带来了全新的环境层面，在一个全新的标准下传递一种真实的感觉。在Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室系统中，您可以获得一个实时的像镜子一般的目标映像或者是像照相机在发光表面（例如，反光地板、桌面、镀铬的表面）上拍摄到的画面。

阴影是一种深度幻象，它可以让一个扁平的表面看上去变得三维立体化，并有助于确定现场表演、3D对象与背景之间的空间关系。在Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室系统中可轻松地建立场景中主持人的阴影效果。

实时字幕制作叠加与更新

Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室系统使用上洋自主研发的字幕模块，支持高标清字幕模板的制作、导入，支持多层字幕叠加播出，特别是支持字幕模板播出时内容、字体、大小、底色、位置等属性的实时修改。用以取代实体字幕机，减少了项目成本。

节目录制及流媒体功能

Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室支持将PGM信号以高标清不同编码、封装格式录制到本机，方便节目存档和二次编辑，同时可做下变换处理。

支持1080I和PAL两种制式的内录，每种制式中支持多种编码格式。

Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室系统支持流媒体发布（拉模式、推模式），拉模式：在千兆局域网平台上可同时支持70个客户端访问虚拟主机，通过Windows Media play观看PGM画面。

推模式：支持将PGM信号推送到Adobe流媒体服务器

虚拟气象功能

Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室还提供了建立在高效三维渲染引擎基础上的VM-Weather虚拟气象系统。并结合中广上洋公司多年来的技术积累和技术优势，使功能在三维图文渲染的技巧、效果、质感和效率上取得了突破性的提升。能够逼真的描绘出物体的凹凸贴图、片段光照、纹理材质、高光反射等细腻真实的效果，系统出色的质感、光感、动感和实时渲染能力为节目制作质量的提升奠定了良好的技术基础，提供对图文和视频高清晰、高画质的渲染效果。

VM-Weather虚拟气象系统提供专业的气象数据接口, 全面支持省、市、县三级24、48、72小时标准报文格式，系统能将这些气象报文即时更新、自动生成您所看到的各类模板及气象图元。同时，利用系统强大的三维处理能力并结合三维地图虚拟前景使得专业气象制作不再停留在平面的图形处理阶段，而是实现了真正三维空间处理，节目效果非常的绚丽！

VM-Weather虚拟气象系统支持在全三维场景中处理三维图文，同时以丰富多样的方式处理字幕、图像、动画序列等多种复杂三维元素，使它们无缝的融入到制作中，从而展现各种完美的气象节目效果。

VM-Weather虚拟气象系统提供读取云图序列串功能，并可自定义每张云图的播出时长（最短为3帧），从而实现动态云图播出效果，为用户实现丰富多彩而又充满气象特色的个性化节目提供了理想的平台。

图11：气象云图效果

实时光效渲染

实时光效是虚拟演播室中非常重要的部分，合理的光效应用直接提升虚拟场景最终显示效果。Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室系统光照系统，不仅可以随意添加光源、对每一盏灯光单独调节其空间位置、朝向、环境光、漫反射、高光，并能实时反映光的亮度、位置变化，使场景的光晕效果变的活灵活现，而不是前期烘焙完成后死气沉沉的光源效果。用户可以对虚拟场景进行二次调光，也可导入技术人员之前调好的光效文件，增强虚拟场景整体效果。

图12：没有高光效果 图13：增加高光效果

高度的系统集成化

Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室系统不但集成了多路高标清色键器、多通道视频输入输出接口，还集成了数字切换台、特技切换台、音频处理系统、音频延时器、字幕机、多画面处理器等，极大地提高了系统的稳定性和可操作性，使得安装、操作简单 方便。

集成数字切换台，可对32路虚拟机位进行快速切换及摄像机镜头的推、拉、摇、移及摇臂效果的动作切换；集成特技切换台，实现PST信号与PGM信号切换特效，新颖独特的呈现切换瞬间的精彩；集成音频处理系统，可对输入音频、本地节目音频、输出音频进行调节；集成音频延时器，可调节输入音频的延时时长，最终实现视、音频同步输出；集成多路高标清色键器，可对每路摄像机信号进行单独色键处理；集成多画面处理器，可监看所有输入输出信号源；集成高标清字幕机，实现字幕的制作、编辑与叠加播出；

极好的安全性和扩展性

Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室系统具有极好的安全性和扩展性，系统的升级扩展只需要增加某些周边设备，对系统的安全性、稳定性没有丝毫影响。如Vision Magic系统由无轨虚拟演播室升级为机械传感跟踪的有轨虚拟演播室只需更换或增加专业摄像机、云台及传感结构等设备，对Vision Magic虚拟演播室服务器的软硬件不用做任何升级改造，方便简洁、降低使用成本。

Vision Magic还可连接专用外置切换台，实现软件功能的实体化，操作感更强；还可使用Pad通过无线网实现虚拟大屏播放内容的切换与播出、暂停。

Vision Magic产品还可将节目录制流程编单操作，单人用激光笔逐条控制操作单完成节目全流程的制作。

图14：专用切换台

图15：控制终端-Pan

虚实融合功能

Vision Magic在机械传感跟踪虚拟演播室系统中实现虚实融合功能，即根据现场实际蓝箱尺寸，在蓝箱区域抠像、调节抠像参数，调节虚拟场景等，摄像机画面内蓝箱以外部分不受任何影响。使用一台摄像机就可实现主持人自由穿梭于虚拟场景与实景区，并且虚拟场景的前景植入（如：前景动画、LOGO、虚拟大屏等虚拟元素）可随意从虚拟区移动到实景区。跟随主持人的走位，云台可在虚拟场景与实景区随意运动（平遥、俯仰、变焦、对焦）。

虚实融合功能解决了虚拟演播室蓝箱使用的局限性，实现了在虚拟演播室中虚拟场景与实景的完美融合，再加入多样化的前景植入，极大的提高了Vision Magic虚拟演播室的可扩展性、可操作性。

图16：虚实融合效果图

操作简便的用户界面

Vision Magic全媒体交互式虚拟演播室系统采用简单易行的操作方式，大幅度减少了操作者的学习时间；简单易用的图形用户界面减少了操作者培训时间；键盘快捷键的应用简化了操作者的工作流程、缩减了工作时长、降低了出错几率；全中文的软件界面及培训资料更符合国人的使用习惯，易学易用。