虚拟演播室技术在教学资源建设中的应用研究【摘要】虚拟演播室技术是近年来新兴的融合计算机虚拟现实、传统演播室色键抠像、多媒体三维等技术的综合媒体技术。本文针对虚拟演播室的基本原理与主要技术进行分析，并结合教育领域中教学资源建设的特点，对虚拟演播室在其中的应用进行了研究。【关键词】虚拟演播室；教学资源；应用theｒesearchonｔheａpplicationofｖirtualｓtudioｔechnologyinｔheｔeachingｒesourcesｃonstruction【abstract】virtualstudiotechnologyisanewmediatechnologywhichcombinescomputervirtualrealitytechnologywithtraditionalstudiocolorkeyswitchovertechnologyandmultimedia3-dtechnology.thispaperintroducedthefundamentalsandmaintechnologiesofvirtualstudiotechnologyanddidsomeresearchontheapplicationofvirtualstudiotechnologyintheteachingresourcesconstructionbasedonthefeaturesofteachingresourcesintheeducationfield.【keywords】ｖirtualstudiotechnology；ｔeachingresources；ｔheapplication０引言虚拟演播室技术是新兴的融合计算机虚拟现实与传统演播室色键抠像以及多媒体、三维和网络技术的综合媒体技术。通过虚拟演播室技术,计算机制作的三维虚拟场景与摄像机拍摄的人物活动图像进行数字化实时合成,使人物与虚拟背景能够同时变化,实现两者紧密融合。它的出现丰富了演播室的表现手段，为观众呈现了更加新奇的视觉体验，同时节省了大量演播室建设的时间和经费。在教育领域中，建设丰富多彩的教育视频节目是教学资源建设的重要目标之一。当前，教育视频节目主要由教育机构自身制作，环境、布景和场地的经费投入相对有限,而虚拟演播室技术正好满足了这种需求。其有效利用演播室资源、降低搭建布景成本、丰富表现形式手段、使制作者拥有更大的想象空间和创作空间等优点是传统演播室所无法企及的。尤其是制作教育视频节目时有许多内容上的要求,如表现宏观天体与微观世界、抽象的科学技术原理等,虚拟演播室技术在表现虚拟现实方面的优势就体现了出来。１虚拟演播室的基本原理所谓虚拟演播室技术就是利用色键抠像技术更换视频背景，再用由计算机制作的二、三维场景替换被色键抠除的蓝箱背景，利用计算机三维图形技术和视频合成技术，根据前景摄像机的位置焦距等参数，使三维虚拟场景的透视关系与前景保持一致，通过色键器合成，使前景中的人物、道具看起来完全处于计算机生成的虚拟场景中，从而创造出逼真、立体的演播室效果。虚拟演播室系统组成按功能分为视频、音频、虚拟、通话、tally、蓝箱灯光等子系统。简单描述其工作流程为：在演播室搭建一个蓝箱替代实景演播区背景，进行高均匀度的布光。摄像机拍摄主持人在蓝箱上的前景视频信号，并输入到虚拟演播系统主机中。同时摄像机跟踪系统采集到的摄像机运动参数被送到虚拟场景生成系统中，系统根据这些参数实时生成相应的虚拟场景，使背景与前景的空间透视关系保持一致。将前景信号进行色键处理，把蓝箱换成电脑制作的虚拟场景，再与前景掩膜合成后形成节目输出。这样，制作人员就可以在一块场地、一台虚拟设备上分别制作多个不同风格的节目，且场景可以随时、任意的修改。２虚拟演播室的主要技术从系统架构上看，虚拟演播室技术包括摄像机跟踪技术、三维场景造型与掩膜生成技术、背景蓝箱技术、色键抠像合成技术、灯光技术等几个主要部分。２．１摄像机跟踪技术摄像机跟踪技术是虚拟演播室中的一项关键技术，是指在节目拍摄过程中实时获取摄像机在演播室中的实际位置参数和动作参数。包括摄像机镜头参数、云台运动参数、摄像机空间位置和角度参数。借助参数判断摄像机、前景人物、虚拟场景之间的相对位置关系，帮助系统实现真实摄像机与虚拟摄像机的锁定。使虚拟场景产生对应的变化，与前景真实地结合在一起。目前应用较多的跟踪技术有机械传感、图形识别、红外线跟踪、超声波定位等方式。２．２三维场景造型与掩膜生成技术虚拟演播室中的背景图像可以是来自录像机的动态图像，也可以是静止图像，使用最多的是由计算机创作的三维虚拟场景。虚拟演播室的三维场景是立体的,景物具有纵深方向的厚度。它能同时提供虚拟后景和虚拟前景,拍摄主