[發(fā)明專利]一種基于VR跟蹤的虛擬演播室構(gòu)建系統(tǒng)及錄制方法

有效

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• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109769082B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李智鵬;顏慶聰;胡彥雷;孫陽;周華
• 申請（專利權(quán)）人: 北京美吉克科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: H04N5/222
• 分類號: H04N5/222;H04N5/262
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 劉廣達(dá)

本發(fā)明涉及虛擬演播室構(gòu)建領(lǐng)域，特別的涉及了一種基于VR跟蹤的虛擬演播室構(gòu)建系統(tǒng)及錄制方法；其中，所述構(gòu)建系統(tǒng)包括：至少一個攝像機(jī)、與所述攝像機(jī)數(shù)量匹配的追蹤器、與所述追蹤器數(shù)量匹配的接收器、兩個定位器、兩個控制器、VR顯控器以及可選的調(diào)音臺。所述錄制方法包括：虛擬演播室主機(jī)在參數(shù)設(shè)置以及導(dǎo)播切換的控制下對經(jīng)過摳像處理的視頻以及隨動的真三維場景進(jìn)行渲染合成，并通過加入經(jīng)過外部音頻處理的音頻完成虛擬演播室的錄制。本發(fā)明實時獲取拍攝視頻的拍攝角度控制真三維場景隨動，無需經(jīng)后期處理實現(xiàn)，并且相對與機(jī)械有軌或無軌的虛擬演播室系統(tǒng)，能夠更加簡單的實現(xiàn)多種角度及花樣的拍攝，使得視頻的表現(xiàn)形式更加豐富。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及虛擬演播室構(gòu)建領(lǐng)域，特別的涉及了一種基于VR跟蹤的虛擬演播室構(gòu)建系統(tǒng)及錄制方法。

背景技術(shù)

虛擬演播室與實景演播室相比無需裝修，節(jié)目改版的成本低、環(huán)境影響小，因此受到了一定的推廣和使用。其中，通常所說的虛擬演播室系統(tǒng)，可劃分為機(jī)械有軌跟蹤虛擬演播室系統(tǒng)與無軌虛擬演播室系統(tǒng)。其后者不支持機(jī)位跟蹤，其在錄制節(jié)目過程中，攝像機(jī)始終保持不動，包括：空間位置、鏡頭角度，及鏡頭焦距；當(dāng)需要多角度拍攝時，其一般利用軟件算法創(chuàng)建虛擬攝像機(jī)并調(diào)整機(jī)位，進(jìn)行不同虛擬機(jī)位之間移動、虛擬搖臂、虛擬變焦等，再通過渲染合成，實現(xiàn)多角度的拍攝需求。這樣制作出來的節(jié)目，人物都是相對靜止的，不能來回走動；而且，利用算法實現(xiàn)的虛擬搖臂、虛擬變焦等仿真效果，導(dǎo)致前景視頻與虛擬三維場景中虛擬機(jī)位的距離比較遠(yuǎn)，進(jìn)而使得渲染合成后的畫面清晰度一般。

與無軌虛擬演播室系統(tǒng)相比，支持機(jī)械有軌跟蹤的虛擬演播室系統(tǒng)，很好的解決了上述問題。其可以通過導(dǎo)軌實現(xiàn)真實攝像機(jī)的水平搖移、上下俯仰，以及鏡頭變焦，但其機(jī)位仍是無法移動的；其一般是依靠三組傳感器分別獲取三維空間X、Y和Z方向的角度偏移量，再經(jīng)過換算處理后，從而控制虛擬三維場景中拍攝角度和焦距的變化，最終通過渲染合成，實現(xiàn)擬真的節(jié)目拍攝效果。但是，這種機(jī)械有軌跟蹤的虛擬演播室系統(tǒng)，造價高，系統(tǒng)復(fù)雜，拍攝難度大，對于操作人員的技術(shù)要求很高。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面公開了一種基于VR跟蹤的虛擬演播室構(gòu)建系統(tǒng)，包括：至少一個攝像機(jī)、與所述攝像機(jī)數(shù)量匹配的追蹤器、與所述追蹤器數(shù)量匹配的接收器、兩個定位器、兩個控制器以及VR顯控器；所述VR顯控器與虛擬演播室主機(jī)連接，所述至少一個攝像機(jī)分別與所述虛擬演播室主機(jī)連接，所述追蹤器被設(shè)置于對應(yīng)的攝像機(jī)上，所述接收器與所述虛擬演播室主機(jī)連接；所述兩個定位器和所述和兩個控制器分別與所述VR顯控器通訊；其中，兩個定位器之間相互通訊。

優(yōu)選的，所述的虛擬演播室構(gòu)建系統(tǒng)還包括：調(diào)音臺，通過USB線纜與所述虛擬演播室主機(jī)連接。

優(yōu)選的，所述VR顯控器用于接收所述定位器與所述控制器的包含有空間信息的實時數(shù)據(jù)并發(fā)送給虛擬演播室主機(jī)；所述接收器以無線的方式與所述追蹤器通訊，從而獲取所述追蹤器的包含有傳感信息的實時數(shù)據(jù)并發(fā)送給虛擬演播室主機(jī)。

更優(yōu)選的，所述虛擬演播室主機(jī)根據(jù)獲得的包含有空間信息的實時數(shù)據(jù)與包含有傳感信息的實時數(shù)據(jù)，實時計算所述追蹤器的空間位置。

優(yōu)選的，所述兩個定位器固定于綠箱或藍(lán)箱兩側(cè)立面外緣距離地面2米以上的相同高度，所述VR顯控器以及所述控制器設(shè)置于所述定位覆蓋的區(qū)域內(nèi)，實現(xiàn)交互控制。

優(yōu)選的，所述虛擬演播室主機(jī)具有多個功能，包括：視頻I/O、真三維場景載入、參數(shù)設(shè)置、導(dǎo)播切換、摳像、外部音頻處理以及利用上述功能實現(xiàn)的合成渲染和錄制。

優(yōu)選的，所述至少一個攝像機(jī)包括：專業(yè)攝像機(jī)、消費(fèi)級DV、單反和/或微型單反相機(jī)。