專利名稱：一種主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種在三維虛擬演播室中通過(guò)觸摸屏來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬場(chǎng)景動(dòng)畫可視化控制的互動(dòng)控制技術(shù)，是一種涉及電視臺(tái)互動(dòng)虛擬演播室播報(bào)，及其他領(lǐng)域的高端互 動(dòng)多媒體展示應(yīng)用的人機(jī)互動(dòng)虛擬演示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明是一種3D虛擬實(shí)時(shí)渲染引擎技術(shù)和可視化控制技術(shù)的結(jié)合，其中3D實(shí)時(shí) 渲染引擎技術(shù)是一種目前廣泛應(yīng)用于電視臺(tái)虛擬演播室的技術(shù)，它通過(guò)硬件將預(yù)先制作好 的3D動(dòng)畫、虛擬場(chǎng)景在播出時(shí)實(shí)時(shí)地渲染出來(lái)并通過(guò)摳像合成技術(shù)與主持人、嘉賓的畫面 相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)一種3D虛擬場(chǎng)景下的播報(bào)應(yīng)用。其特點(diǎn)是利用3D技術(shù)能實(shí)現(xiàn)各種絢目 的3D效果和虛擬三維物體的引入，并在同一節(jié)目中實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景的切換，而完成很多實(shí)景 演播室中不能達(dá)到的效果。該類3D虛擬演播室的應(yīng)用在廣電有如下特點(diǎn)1、可渲染用通用的三維軟件制作的場(chǎng)景3D虛擬演播室系統(tǒng)。除兼容二維外，可用通用的三維軟件如3d Studio Max及 Maya制作出來(lái)的帶有材質(zhì)、虛擬燈光與攝像機(jī)、動(dòng)畫等三維場(chǎng)景。通過(guò)異常強(qiáng)大的硬件渲染 器功能，可實(shí)時(shí)把三維物件或動(dòng)畫渲染成全Dl分辨率，32位彩色的視頻。2、可直通實(shí)況或預(yù)錄視頻當(dāng)把視頻與3D圖像相混時(shí)，3D虛擬演播室系列可使使用者把直通視頻粘貼到虛 擬場(chǎng)景中的物件表面。可支持多路實(shí)況直通視頻及多路AVI/MPEG視頻，全Dl分辨率或低 一些。并能做出諸如玻璃或水波紋等效果。3、可實(shí)現(xiàn)虛擬模塊積木式組合虛擬場(chǎng)景、虛擬大屏幕、虛擬物體、虛擬特效、外來(lái)視頻、動(dòng)畫文件相互獨(dú)立，可以 隨時(shí)積木式組合，并且均可以采用所見即所得的方式進(jìn)行任意的運(yùn)動(dòng)軌跡編輯，均可以實(shí) 現(xiàn)三維平移、旋轉(zhuǎn)和縮放，并保證正確的透視關(guān)系。4、可虛擬多個(gè)視頻窗口虛擬場(chǎng)景中可以添加多個(gè)虛擬大屏幕窗用于播放不同的視頻，其中可播放兩路外 視頻，并且不論虛擬大屏幕的位置如何，都能確保大屏幕中視頻畫面的廣播級(jí)質(zhì)量。虛擬大 屏幕中的視頻信號(hào)可接受分量視頻、數(shù)字視頻信號(hào)。5、獨(dú)特的虛擬攝像機(jī)讓你可以從任何角度展示場(chǎng)景虛擬攝像機(jī)可以用來(lái)拍攝遠(yuǎn)超出演播室范圍的場(chǎng)景部分，即無(wú)限藍(lán)箱功能。虛擬 攝像機(jī)所拍片段可以和真實(shí)攝像機(jī)所拍的無(wú)縫結(jié)合在一起。6、系統(tǒng)具有前景深度鍵功能通過(guò)該功能可以方便的實(shí)現(xiàn)主持人在三維虛擬場(chǎng)景中的穿越和遮擋；并且無(wú)需任 何操作就可以實(shí)現(xiàn)虛擬物體、虛擬視頻板和虛擬特效環(huán)繞主持人運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)遮擋。節(jié)目 主持人在虛擬背景層間可進(jìn)行穿越，使得合成的畫面更加真實(shí)?？蓪?shí)現(xiàn)刮風(fēng)、下雨、下雪、太空遨游、火山爆發(fā)等虛擬效果，使節(jié)目制作更加真實(shí)和奇特。7、系列系統(tǒng)具有多機(jī)位雙通道功能使得不同機(jī)位的輸出可以方便的進(jìn)行特技切換，實(shí)現(xiàn)淡入、淡出、劃像、DVE等效 果，也方便的實(shí)現(xiàn)了預(yù)監(jiān)功能。8、系列靈活性大、使用簡(jiǎn)便當(dāng)場(chǎng)景更換、機(jī)位變動(dòng)時(shí)，重新進(jìn)行攝像機(jī)與虛擬背景的定位非常簡(jiǎn)便，所有參數(shù) 由計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)定，操作人員僅需點(diǎn)擊鼠標(biāo)進(jìn)行確認(rèn)，前后僅需數(shù)分鐘即可完成；一旦定位完成，只需簡(jiǎn)單地按傳統(tǒng)的攝像方法對(duì)攝像機(jī)作推拉、平搖和俯仰操作， 即可實(shí)現(xiàn)虛擬節(jié)目制作。即使作多機(jī)位間切換，所需動(dòng)作僅僅是用鼠標(biāo)點(diǎn)擊攝像機(jī)的視窗 而已，且前景、背景、大屏幕窗口播出等多種視頻成份均可在同幀場(chǎng)逆程內(nèi)完成，保證了多 機(jī)位切換無(wú)閃爍、無(wú)跳動(dòng)、無(wú)黑場(chǎng)的無(wú)縫切換。一個(gè)操作人員，即使是他接觸時(shí)間不長(zhǎng)，也會(huì)方便地操作本系統(tǒng)。操作人員用鍵 盤、鼠標(biāo)和手柄既可執(zhí)行預(yù)設(shè)的節(jié)目單，也可進(jìn)行修改。9、系列可與其它A/V錄制/編輯設(shè)備集成任何的模擬或數(shù)字視音頻輸出都可與不同檔次的A/V錄制/編輯設(shè)備、特效、字 幕、制作切換臺(tái)集成，甚至連實(shí)時(shí)MPEG編碼器進(jìn)行壓縮數(shù)字視音頻的網(wǎng)絡(luò)傳輸(含因特 網(wǎng))。3D渲染引擎的常規(guī)控制技術(shù)是通過(guò)各家公司獨(dú)自編寫的控制軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)3D場(chǎng)景 的編排、控制與參數(shù)設(shè)定。安裝在后臺(tái)的控制機(jī)上，控制人員通過(guò)軟件與演播室中的主持人 配合完成場(chǎng)景的切換和各種3D效果的控制。因?yàn)槭苤朴诤笈_(tái)控制人員與前端主持人之間的協(xié)調(diào)同步問(wèn)題使該類虛擬演播室 節(jié)目在主持人的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮和整體節(jié)目的連貫性上都大受影響，主持人不得不隨時(shí)注意聽耳 脈中后臺(tái)導(dǎo)播的指令，并且時(shí)刻觀察旁邊的監(jiān)視器了解自己所處的位置，所做的動(dòng)作是否 到位，節(jié)目表現(xiàn)形式單一，僅僅是將背景和主持人合成在一起。本發(fā)明為主持人提供了可視化的控制手段，將節(jié)目場(chǎng)景的控制權(quán)從導(dǎo)播移交到了 主持人手中，主持人可通過(guò)觸摸屏中的藍(lán)色可視控制界面來(lái)進(jìn)行控制，從而大大提高了主 持人的能動(dòng)性，使節(jié)目場(chǎng)景的切換更為自然流暢，而且支持人和虛擬場(chǎng)景中的物體也可實(shí) 現(xiàn)交互，大大豐富了節(jié)目的表現(xiàn)力。本發(fā)明涉及的主要背景技術(shù)還包括1.虛擬演播室摳藍(lán)技術(shù)這是一種較為普遍地運(yùn)用于虛擬演播室的基礎(chǔ)技術(shù)，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)與傳統(tǒng)色鍵摳像技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物.它可以把現(xiàn)場(chǎng)視頻與計(jì)算 機(jī)生成的場(chǎng)景影像，按照一定的透視關(guān)系(在合成時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)視頻畫面中的藍(lán)色部分摳去) 實(shí)時(shí)無(wú)縫地進(jìn)行合成，虛擬出真實(shí)演員置身于虛擬場(chǎng)景中的畫面輸出，以滿足人們不斷提 高的欣賞要求.它的出現(xiàn)是對(duì)傳統(tǒng)演播室技術(shù)的一次重大變革.在虛擬演播室系統(tǒng)中，跟 蹤技術(shù)和色鍵技術(shù)的好壞，是一個(gè)系統(tǒng)性能好壞的關(guān)鍵。2.同步控制技術(shù)，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了用單一觸摸屏同時(shí)控制兩臺(tái)計(jì)算的功能，該技術(shù) 主要運(yùn)用于對(duì)兩個(gè)控制界面的同步操控。

發(fā)明內(nèi)容
1、一種主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的方法，其特征在于，利用藍(lán)色 MASK技術(shù)與可視化三維場(chǎng)景控制技術(shù)結(jié)合，達(dá)到在虛擬演播室節(jié)目錄制時(shí)整個(gè)虛擬場(chǎng)景的 控制與互動(dòng)完全交由主持人，主持人能夠看到控制界面的圖像并進(jìn)行操作，控制界面的圖 像在信號(hào)合成時(shí)被摳像，從而不出現(xiàn)在最終畫面中；2、一種主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的方法，其主要步驟包括1)控制界面圖象層的制作步驟，該層提供主持人在操作時(shí)的內(nèi)容組織及顯示，作 為可視化操作的圖象界面；2)藍(lán)色MASK層添加步驟，在圖象層上添加一層半透明的藍(lán)色MASK遮罩從而將圖 象層的內(nèi)容變?yōu)樗{(lán)色，使其在信號(hào)合成時(shí)被摳去而不出現(xiàn)在最終畫面中；3)操作層制作步驟，該層在圖象和藍(lán)色MASK層上，用于設(shè)置操作按鈕從而對(duì)三維 虛擬場(chǎng)景進(jìn)行控制，操作按鈕呈藍(lán)色；4)同步輸出步驟，對(duì)底層圖象層提供完全同步的兩路信號(hào)，一路信號(hào)添加藍(lán)色遮 罩和操作層，另一路信號(hào)輸出給渲染輸出設(shè)備提供未經(jīng)藍(lán)色處理的控制界面畫面的導(dǎo)入；3、如權(quán)利要求2主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的方法，所述的操作層 制作步驟，其中的操作按紐可以是矩形框、圓圈、圖片，其顏色呈藍(lán)色，該藍(lán)色的色度、飽和 度與MASK層的藍(lán)色有可視化的差異，但同樣可在信號(hào)合成時(shí)被摳像，在節(jié)目錄制時(shí)需要調(diào) 試以達(dá)到最佳效果；4、如權(quán)利要求2主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的方法，所述的圖像 層、藍(lán)色MASK層、操作層的制作都是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中圖像層的內(nèi)容可通過(guò)采入虛擬 場(chǎng)景作為參照?qǐng)D象，也可通過(guò)軟件直接制作組織；5、如權(quán)利要求2所述的每個(gè)圖像層、藍(lán)色MASK層、操作層組成一個(gè)組，對(duì)應(yīng)操作一 組虛擬場(chǎng)景，不同的圖像層、藍(lán)色MASK層、操作層組成多個(gè)組，分別對(duì)應(yīng)操作不同的虛擬場(chǎng) 景，不同組之間通過(guò)操作層上的按鈕同步切換；6、一種主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)包 括；1)控制界面制作軟件提供底層控制圖象的制作，藍(lán)色MASK層的疊加，以及操作 層的制作，并將對(duì)應(yīng)的三層內(nèi)容歸于一個(gè)組，該軟件放在觸摸屏工作站中；2)觸摸屏提供給主持人控制場(chǎng)景的終端設(shè)備，觸摸屏整體為藍(lán)色；3)三維場(chǎng)景制作工作站該工作站可以導(dǎo)入通用三維制作軟件制作完成的三維 場(chǎng)景文件，也可自行創(chuàng)建三維場(chǎng)景模版，并需要導(dǎo)出物體的屬性參數(shù)；4)播出控制工作站用于提供場(chǎng)景動(dòng)畫播放列表、場(chǎng)景動(dòng)畫預(yù)覽、場(chǎng)景的參數(shù)設(shè) 定；5)觸摸屏控制工作站用于控制界面的制作、編輯以及提供二維內(nèi)容的互動(dòng)功 能；6)實(shí)時(shí)渲染輸出引擎該引擎主要用于三維動(dòng)畫地實(shí)時(shí)渲染，播出控制工作站根 據(jù)接口協(xié)議驅(qū)動(dòng)渲染輸出引擎，即驅(qū)動(dòng)三維渲染引擎對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染，并輸出視頻；7、如權(quán)利要求6 —種主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的系統(tǒng)，其中所述的控制界面制作軟件完成了底層控制圖象層的內(nèi)容組織，內(nèi)容可以是通過(guò)采入實(shí)時(shí)渲染引 擎輸出的虛擬場(chǎng)景作為參照，也可以通過(guò)該軟件自行組織，同時(shí)也負(fù)責(zé)藍(lán)色遮罩的疊加工作可以對(duì)MASK的大小、色度、透明度進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到最價(jià)效果，該軟件在對(duì)操作層的制作時(shí)通過(guò)添加對(duì)象框、圖標(biāo)來(lái)設(shè)置控制按鈕；8、如權(quán)利要求6控制界面制作軟件生成的控制界面組為兩套內(nèi)容完全一樣的控 制界面，其中一套有藍(lán)色遮罩的疊加，以在節(jié)目錄制時(shí)將該界面的內(nèi)容在最終合成畫面中 摳去，另一部分將原有的畫面信號(hào)輸入到渲染引擎中用于與虛擬場(chǎng)景視頻信號(hào)地整合，作 為一路實(shí)時(shí)視頻信號(hào)出現(xiàn)在最終場(chǎng)景中；9、如權(quán)利要求10控制界面制作軟件生成的兩套控制界面分別放置于兩臺(tái)觸摸屏 控制計(jì)算機(jī)中，兩臺(tái)控制計(jì)算機(jī)都與觸摸屏相連，主持人控制的觸摸屏可同時(shí)控制兩臺(tái)計(jì) 算機(jī)；10、如權(quán)利要求10 —種主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的系統(tǒng)，其中所 述的觸摸屏的支架部分及連接線均被涂上特定的藍(lán)色，在觸摸屏外套上一層木制的藍(lán)色遮 罩，中間挖空部分略小于顯示區(qū)域，從而整個(gè)觸摸屏裝置在錄制時(shí)應(yīng)藍(lán)色而被摳去；社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益1.可視化虛擬互動(dòng)系統(tǒng)可改善目前虛擬節(jié)目形式單一，節(jié)目主持人可以通過(guò)可視 化的操作界面完成對(duì)整個(gè)虛擬場(chǎng)景的控制，可大大提高虛擬節(jié)目表現(xiàn)形式的豐富性。2.可視化虛擬互動(dòng)系統(tǒng)將控制權(quán)移交給主持人或節(jié)目參與者，在電視演播領(lǐng)域是 一個(gè)革命性的突破，人與虛擬場(chǎng)景的互動(dòng)依賴不再僅僅于后臺(tái)技術(shù)人員的配合控制，這將 大大節(jié)約節(jié)目錄制的人力成本，提供錄制效率。3.可視化虛擬互動(dòng)系統(tǒng)中各種控制手段的引入帶來(lái)了虛擬節(jié)目設(shè)計(jì)理念的創(chuàng)新， 可實(shí)現(xiàn)以往在虛擬演播室內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的節(jié)目類型，有利于虛擬演播室在價(jià)值的提升。4.可視化虛擬互動(dòng)系統(tǒng)除應(yīng)用于電視臺(tái)演播領(lǐng)域外，還可利用于其他的高端展示 場(chǎng)合，如各類高端展覽會(huì)、三維仿真實(shí)驗(yàn)室、軍事指揮中心等，各種控制手段的引入將對(duì)三 維虛擬技術(shù)的應(yīng)用和推廣起很大的推動(dòng)作用。


附圖1所示的是可視化界面的原理圖；附圖2所示的是控制界面的功能演示圖，用來(lái)說(shuō)明整個(gè)控制界面的應(yīng)用情況；附圖3所示的是觸摸屏外框制作圖，用來(lái)輔助闡述外框的制作細(xì)節(jié)；附圖4所示的是單觸摸屏工作站系統(tǒng)的系統(tǒng)配置圖，用于說(shuō)明對(duì)于只將控制界面 作為操作界面并不導(dǎo)入到最終場(chǎng)景中的系統(tǒng)的硬件架構(gòu)；附圖5所示的是雙觸摸屏工作站系統(tǒng)的系統(tǒng)配置圖，用于說(shuō)明對(duì)于需要將控制界 面的內(nèi)容導(dǎo)入到最終場(chǎng)景中的系統(tǒng)的硬件架構(gòu)；附圖6所示是控制模式一(只將控制界面作為操作界面)的工作原理圖；附圖7所示是控制模式二(需要將控制界面的內(nèi)容導(dǎo)入到最終場(chǎng)景中)的工作原 理具體實(shí)施例方式1.系統(tǒng)架構(gòu)1. 1. 1可視化虛擬互動(dòng)系統(tǒng)控制界面的制作
控制界面的制作是通過(guò)控制界面制作軟件來(lái)完成的，該軟件在制作時(shí)將控制界面分為三個(gè)層，包括在最底層的圖象層、中間的藍(lán)色MASK層、最上層的操作層。(如圖1所 示)°各功能如下1)圖象層該層提供主持人在操作時(shí)的參考內(nèi)容的制作及顯示，該層的內(nèi)容可以 是采入的虛擬場(chǎng)景視頻信號(hào)，從而主持人能夠直觀地了解到場(chǎng)景的變化，也可以是由控制 界面制作軟件獨(dú)立制作，提供給主持人操作時(shí)的一個(gè)參考界面；2)藍(lán)色MASK層該層在圖象層之上，是一層半透明的藍(lán)色MASK遮罩，使圖象層的 內(nèi)容看起來(lái)成藍(lán)色，因而整個(gè)控制界面在信號(hào)合成時(shí)被摳去而不出現(xiàn)在最終畫面中；3)操作層該層在圖象和藍(lán)色MASK層上，用于設(shè)置操作按鈕從而對(duì)三維虛擬場(chǎng)景 進(jìn)行控制，操作按鈕成藍(lán)色。在制作時(shí)先通過(guò)軟件制作生成圖象層的內(nèi)容(導(dǎo)入虛擬視頻場(chǎng)景或者自己生成 的二維參考圖像)將圖象層的背景顏色設(shè)置為藍(lán)色，然后加上藍(lán)色的MASK層，根據(jù)圖象層 內(nèi)的內(nèi)容大小，調(diào)節(jié)MASK層的大小，并將攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)觸摸屏進(jìn)行拍攝，啟動(dòng)后臺(tái)合成設(shè)備， 查看觸摸屏屏幕顯示區(qū)域被摳藍(lán)的情況。調(diào)節(jié)MASK層的色度和透明度使觸摸屏屏幕顯示 區(qū)域在最終的合成畫面中被完全摳去。啟動(dòng)虛擬場(chǎng)景，調(diào)整觸摸屏的位置使其被放置到對(duì)應(yīng)的地點(diǎn)。根據(jù)虛擬場(chǎng)景的實(shí) 際情況開始制作操作層的內(nèi)容，在對(duì)應(yīng)的位置添加對(duì)象框，通過(guò)監(jiān)視器查看對(duì)象框是否與 虛擬場(chǎng)景中預(yù)先設(shè)計(jì)的位置重合，并設(shè)置對(duì)象框的功能為對(duì)應(yīng)的動(dòng)畫指令。在每個(gè)對(duì)象框 上方用藍(lán)色的文字寫上該對(duì)象框的功能，使主持人能夠了解自己需要觸摸的對(duì)象框。其中 對(duì)象框的指令可以是播放場(chǎng)景中的下一個(gè)動(dòng)畫；回放當(dāng)前場(chǎng)景的上一個(gè)動(dòng)畫；動(dòng)畫的播 放、暫停、停止；任意一指定動(dòng)畫的播放。在制作完第一個(gè)控制界面后，我們將場(chǎng)景調(diào)整到下一個(gè)播放場(chǎng)景重復(fù)上面的制作 步驟，制作完成第二個(gè)控制界面。確保兩個(gè)控制界面與虛擬場(chǎng)景的控制完全吻合，并能在生 成畫面中完全被摳去。打開第一個(gè)控制界面，在操作層上添加一個(gè)對(duì)象框，對(duì)該對(duì)象框同時(shí)定義兩個(gè)功 能，一個(gè)是將控制界面的內(nèi)容切換到第二個(gè)控制界面；另一個(gè)是將后臺(tái)的虛擬場(chǎng)景切換到 第二個(gè)場(chǎng)景的初始畫面。從而主持人可對(duì)多個(gè)控制界面進(jìn)行操作并能隨意切換控制界面。 依次完成一個(gè)節(jié)目所需要的若干個(gè)控制界面，并按節(jié)目的流程設(shè)置好之間的切換按鈕。(如 圖2所示)這樣主持人能看到控制界面的內(nèi)容進(jìn)行互動(dòng)控制，而在最終的合成畫面中整個(gè)控 制界面因?yàn)槌仕{(lán)色而被摳去。對(duì)于要將控制界面的內(nèi)容輸入到虛擬場(chǎng)景中的情況，在完成以上的工作后，我們 將整個(gè)控制界面內(nèi)容包拷貝到另一個(gè)同步工作站中，并用軟件依次將所有的控制界面的藍(lán) 色MASK遮罩刪去，并將操作層上的對(duì)象框的邊框設(shè)置為無(wú)色，從而使底層控制界面的內(nèi)容 直接輸入到虛擬場(chǎng)景中。1. 1. 2觸摸屏的二次加工先將觸摸屏的移動(dòng)架涂上特定的藍(lán)色油漆，均勻的將每一部分涂染，等油漆干后 置于演播室中，打開攝象機(jī)啟動(dòng)后臺(tái)設(shè)備查看其是否完全被摳去。再制作一個(gè)正好套在觸摸屏上的木制罩子，將罩子的正面涂上相同的藍(lán)色油漆，罩子的正面挖出一個(gè)比觸摸屏顯 示區(qū)域略小的鏤空，罩在觸摸屏上攝象機(jī)能夠拍出顯示的內(nèi)容，不會(huì)拍進(jìn)觸摸屏四周的紅 外對(duì)管區(qū)域。最終確認(rèn)整個(gè)觸摸屏在拍攝的最終畫面會(huì)被完全摳去。(如圖3所示)1. 1. 3系統(tǒng)的工作流程
觸摸屏對(duì)虛擬場(chǎng)景的控制分為兩種模式1.控制模式一觸摸屏僅作為可視化的控制界面，為主持人提供控制平臺(tái)，觸摸 屏顯示的畫面不出現(xiàn)在最終的場(chǎng)景輸出畫面中。系統(tǒng)配置圖(如圖4所示)2.控制模式二 觸摸屏作為可視化的控制界面同時(shí)觸摸屏顯示的畫面也整合入 最終的場(chǎng)景輸出畫面中，主持人對(duì)兩種內(nèi)容同步交互控制。系統(tǒng)配置圖(如圖5所示)對(duì)于第一種模式，主持人所使用的觸摸屏顯示的畫面為全藍(lán)色的背景，預(yù)先設(shè)定 功能和位置的藍(lán)色矩形框以及藍(lán)色文字，主持人通過(guò)藍(lán)色內(nèi)容的深淺不同可以識(shí)別出矩形 框的位置來(lái)進(jìn)行操作(如圖6所示)。在節(jié)目錄制時(shí)主持人點(diǎn)擊矩形框，觸摸屏控制工作 站將控制信號(hào)通過(guò)內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)向播出控制工作站發(fā)送信息，播出控制工作站接收到指令 后按預(yù)先設(shè)定的協(xié)議向渲染引擎發(fā)出指令，渲染引擎按指令播放特定的場(chǎng)景、動(dòng)畫并同時(shí) 輸出一路SDI視頻信號(hào)直接接入導(dǎo)控臺(tái)系統(tǒng)。在實(shí)際的錄制過(guò)程中觸摸屏上會(huì)顯示多個(gè)矩 形框和文字來(lái)對(duì)應(yīng)不同的場(chǎng)景播放功能，并且需要將觸摸屏的放置位置、高度與作好的虛 擬場(chǎng)景對(duì)應(yīng)起來(lái)，如一檔游戲搶答節(jié)目，我們?cè)谟|摸屏上顯示兩個(gè)矩形框并分別標(biāo)上文字 A和文字B，調(diào)整觸摸屏位置使兩個(gè)矩形框與虛擬場(chǎng)景中的A、B兩個(gè)按鈕位置對(duì)應(yīng)起來(lái)，參 加游戲的人在點(diǎn)擊矩形框時(shí)整個(gè)合成畫面的效果就如同點(diǎn)擊虛擬場(chǎng)景中的按鈕，并觸發(fā)了 對(duì)應(yīng)答對(duì)或答錯(cuò)的場(chǎng)景動(dòng)畫。(如圖6所示)對(duì)于第二種模式，主持人所使用的觸摸屏通過(guò)RS232分別與兩臺(tái)觸摸屏控制工作 站相連(如圖5所示)，兩臺(tái)觸摸屏工作站的系統(tǒng)軟件內(nèi)容完全一樣。因此可以通過(guò)觸摸 屏同時(shí)控制兩臺(tái)工作站，兩臺(tái)工作站的唯一區(qū)別是其中一臺(tái)工作站的VGA輸出信號(hào)輸入到 觸摸屏中，這臺(tái)工作站輸出的信號(hào)內(nèi)容是加上了一個(gè)半透明藍(lán)色遮罩的控制界面。另一臺(tái) 控制工作站的信號(hào)輸出到渲染引擎中，不加任何遮罩，因此畫面中呈現(xiàn)原有的樣子，在合成 的場(chǎng)景中把該信號(hào)作為一路視頻信號(hào)整合于其中。由于兩個(gè)控制界面除顏色外完全相同， 因此在主持人對(duì)控制界面的操作會(huì)完全同步的出現(xiàn)在最終的合成場(chǎng)景中。從而完成了二維 控制界面與三維虛擬場(chǎng)景的圖像整合。如主持人操控圖像層里通過(guò)制作軟件制作的電子報(bào) 紙，通過(guò)觸摸屏對(duì)報(bào)紙進(jìn)行放大、縮小、批注等操作，圖象層的畫面被采入到最后的合成場(chǎng) 景中，整個(gè)節(jié)目最終呈現(xiàn)主持人在一個(gè)虛擬的背景中對(duì)空中的報(bào)紙做著批注、放大、縮小的 互動(dòng)效果來(lái)講解報(bào)紙的內(nèi)容。(如圖7所示)。
權(quán)利要求
一種主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的方法，其特征在于，利用藍(lán)色MASK技術(shù)與可視化三維場(chǎng)景控制技術(shù)結(jié)合，達(dá)到在虛擬演播室節(jié)目錄制時(shí)整個(gè)虛擬場(chǎng)景的控制與互動(dòng)完全交由主持人，主持人能夠看到控制界面的圖像并進(jìn)行操作，控制界面的圖像在信號(hào)合成時(shí)被摳像，從而不出現(xiàn)在最終畫面中。
2.一種主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的方法，其主要步驟包括1)控制界面圖象層的制作步驟，該層提供主持人在操作時(shí)的內(nèi)容組織及顯示，作為可 視化操作的圖象界面；2)藍(lán)色MASK層添加步驟，在圖象層上添加一層半透明的藍(lán)色MASK遮罩從而將圖象層 的內(nèi)容變?yōu)樗{(lán)色，使其在信號(hào)合成時(shí)被摳去而不出現(xiàn)在最終畫面中；3)操作層制作步驟，該層在圖象和藍(lán)色MASK層上，用于設(shè)置操作按鈕從而對(duì)三維虛擬 場(chǎng)景進(jìn)行控制，操作按鈕呈藍(lán)色；4)同步輸出步驟，對(duì)底層圖象層提供完全同步的兩路信號(hào)，一路信號(hào)添加藍(lán)色遮罩和 操作層，另一路信號(hào)輸出給渲染輸出設(shè)備提供未經(jīng)藍(lán)色處理的控制界面畫面的導(dǎo)入
3.如權(quán)利要求2主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的方法，所述的操作層制作 步驟，其中的操作按紐可以是矩形框、圓圈、圖片，其顏色呈藍(lán)色，該藍(lán)色的色度、飽和度與 MASK層的藍(lán)色有可視化的差異，但同樣可在信號(hào)合成時(shí)被摳像，在節(jié)目錄制時(shí)需要調(diào)試以 達(dá)到最佳效果。
4.如權(quán)利要求2主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的方法，所述的圖像層、藍(lán) 色MASK層、操作層的制作都是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中圖像層的內(nèi)容可通過(guò)采入虛擬場(chǎng)景作 為參照?qǐng)D象，也可通過(guò)軟件直接制作組織。
5.如權(quán)利要求2所述的每個(gè)圖像層、藍(lán)色MASK層、操作層組成一個(gè)組，對(duì)應(yīng)操作一組虛 擬場(chǎng)景，不同的圖像層、藍(lán)色MASK層、操作層組成多個(gè)組，分別對(duì)應(yīng)操作不同的虛擬場(chǎng)景， 不同組之間通過(guò)操作層上的按鈕同步切換。
6.一種主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)包括1)控制界面制作軟件提供底層控制圖象的制作，藍(lán)色MASK層的疊加，以及操作層的 制作，并將對(duì)應(yīng)的三層內(nèi)容歸于一個(gè)組，該軟件放在觸摸屏工作站中；2)觸摸屏提供給主持人控制場(chǎng)景的終端設(shè)備，觸摸屏整體為藍(lán)色；3)三維場(chǎng)景制作工作站該工作站可以導(dǎo)入通用三維制作軟件制作完成的三維場(chǎng)景 文件，也可自行創(chuàng)建三維場(chǎng)景模版，并需要導(dǎo)出物體的屬性參數(shù)；4)播出控制工作站用于提供場(chǎng)景動(dòng)畫播放列表、場(chǎng)景動(dòng)畫預(yù)覽、場(chǎng)景的參數(shù)設(shè)定；5)觸摸屏控制工作站用于控制界面的制作、編輯以及提供二維內(nèi)容的互動(dòng)功能；6)實(shí)時(shí)渲染輸出引擎該引擎主要用于三維動(dòng)畫地實(shí)時(shí)渲染，播出控制工作站根據(jù)接 口協(xié)議驅(qū)動(dòng)渲染輸出引擎，即驅(qū)動(dòng)三維渲染引擎對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染，并輸出視頻
7.如權(quán)利要求6—種主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的系統(tǒng)，其中所述的控 制界面制作軟件完成了底層控制圖象層的內(nèi)容組織，內(nèi)容可以是通過(guò)采入實(shí)時(shí)渲染引擎輸 出的虛擬場(chǎng)景作為參照，也可以通過(guò)該軟件自行組織，同時(shí)也負(fù)責(zé)藍(lán)色遮罩的疊加工作可 以對(duì)MASK的大小、色度、透明度進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到最價(jià)效果，該軟件在對(duì)操作層的制作時(shí)通 過(guò)添加對(duì)象框、圖標(biāo)來(lái)設(shè)置控制按鈕。
8.如權(quán)利要求6控制界面制作軟件生成的控制界面組為兩套內(nèi)容完全一樣的控制界面，其中一套有藍(lán)色遮罩的疊加，以在節(jié)目錄制時(shí)將該界面的內(nèi)容在最終合成畫面中摳去， 另一部分將原有的畫面信號(hào)輸入到渲染引擎中用于與虛擬場(chǎng)景視頻信號(hào)地整合，作為一路 實(shí)時(shí)視頻信號(hào)出現(xiàn)在最終場(chǎng)景中。
9.如權(quán)利要求10控制界面制作軟件生成的兩套控制界面分別放置于兩臺(tái)觸摸屏控制 計(jì)算機(jī)中，兩臺(tái)控制計(jì)算機(jī)都與觸摸屏相連，主持人控制的觸摸屏可同時(shí)控制兩臺(tái)計(jì)算機(jī)。
10.如權(quán)利要求10—種主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制的系統(tǒng)，其中所述的 觸摸屏的支架部分及連接線均被涂上特定的藍(lán)色，在觸摸屏外套上一層木制的藍(lán)色遮罩， 中間挖空部分略小于顯示區(qū)域，從而整個(gè)觸摸屏裝置在錄制時(shí)應(yīng)藍(lán)色而被摳去。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種主持人可視化的三維虛擬演播室互動(dòng)控制系統(tǒng)和控制方法，該可視化控制系統(tǒng)解決了在虛擬演播室節(jié)目中，主持人只能從屬于被動(dòng)的地位，無(wú)法直觀地對(duì)整個(gè)虛擬場(chǎng)景進(jìn)行交互和控制的問(wèn)題。在現(xiàn)有的虛擬演播室中，主持人只能通過(guò)觀察旁邊的監(jiān)視器來(lái)了解自己在整個(gè)虛擬場(chǎng)景中所處的位置，后臺(tái)導(dǎo)控人員通過(guò)耳麥向主持人傳遞命令告之其做出觸發(fā)場(chǎng)景動(dòng)畫的動(dòng)作，導(dǎo)控人員同時(shí)觸發(fā)場(chǎng)景動(dòng)畫，因此在整個(gè)過(guò)程中主持人與后臺(tái)控制人員的銜接是個(gè)難以解決的問(wèn)題，該系統(tǒng)通過(guò)在不影響整個(gè)虛擬場(chǎng)景錄制的前提下，提供給主持人可視化的控制界面，所有的場(chǎng)景動(dòng)畫觸發(fā)完全由主持人操控，大大提升了節(jié)目的錄制效果，而控制界面并不出現(xiàn)在最終的合成輸出畫面中影響整個(gè)虛擬場(chǎng)景。該系統(tǒng)主要特點(diǎn)在于對(duì)控制界面的藍(lán)色化多層處理以及雙界面同步控制功能，具體的實(shí)現(xiàn)方法見具體實(shí)施方式
。該系統(tǒng)可應(yīng)用于電視臺(tái)虛擬演播室以及其他虛擬交互演示場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H04N5/222GK101827207SQ20091004710
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者應(yīng)旭峰 申請(qǐng)人:應(yīng)旭峰