專(zhuān)利名稱(chēng)：一種分離模式的虛擬體育系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電視節(jié)目制作的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種分離模式的虛擬體育系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
虛擬體育系統(tǒng)是從由虛擬演播室技術(shù)發(fā)展而來(lái)，它屬于虛擬演播室技術(shù)的很重要 的一個(gè)分支。虛擬演播室是近年發(fā)展起來(lái)的一種獨(dú)特的電視節(jié)目制作技術(shù)。它的實(shí)質(zhì)是將 計(jì)算機(jī)制作的虛擬三維模型與攝像機(jī)現(xiàn)場(chǎng)拍攝的物體活動(dòng)圖像進(jìn)行數(shù)字化的實(shí)時(shí)合成，使 物體圖像與虛擬背景能夠同步變化，從而實(shí)現(xiàn)兩者的融合，以獲得完美的合成畫(huà)面。虛擬演 播室技術(shù)是在傳統(tǒng)色鍵摳像技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用了計(jì)算機(jī)三維圖形技術(shù)和視頻合成技 術(shù)，根據(jù)攝像機(jī)的位置與參數(shù)，使三維虛擬場(chǎng)景的透視關(guān)系與前景保持一致，經(jīng)過(guò)色鍵合成 后，使得前景中的圖像看起來(lái)完全處于計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的三維虛擬場(chǎng)景中，而且能在其中運(yùn) 動(dòng)，從而創(chuàng)造出逼真的、立體感很強(qiáng)的電視演播室效果。相應(yīng)地，虛擬體育技術(shù)就是將靜態(tài) 或動(dòng)畫(huà)3D圖像迭加到體育競(jìng)賽直播節(jié)目的畫(huà)面上。不管攝像機(jī)是否移動(dòng)，都能讓圖形固定 在某個(gè)位置不動(dòng)，讓視覺(jué)上覺(jué)得這些3D圖形是直播畫(huà)面的一部份。虛擬體育系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括三維圖形生成技術(shù)和攝像機(jī)定位技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù) 中，這兩個(gè)技術(shù)通常在一個(gè)圖形工作站中完成，即在一個(gè)圖形工作站中，通過(guò)實(shí)時(shí)獲取攝像 機(jī)跟蹤用的傳感器返回相關(guān)的攝像機(jī)參數(shù)，將背景圖形的三維圖元按照當(dāng)前攝像機(jī)參數(shù)進(jìn) 行渲染，以使當(dāng)前的虛擬三維圖元就和當(dāng)前真實(shí)攝像機(jī)相匹配。然而，在實(shí)際中可能出現(xiàn)的一種情形為在賽事直播時(shí)，一方面要渲染三維場(chǎng)景播 出，另一方面要實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前越位線這些需要人工干預(yù)的項(xiàng)目的實(shí)時(shí)三維數(shù)據(jù)，從而影響 渲染的效率和直播的安全性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種分離模式的虛擬體育系統(tǒng)，以提高控制的 靈活性、渲染的效率，以及，直播的安全性。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種分離模式的虛擬體育系統(tǒng)，包 括第二圖形工作站，包括攝像機(jī)定位模塊，用于對(duì)當(dāng)前攝像機(jī)的進(jìn)行初始定位，接口模塊，用于在所述第二圖形工作站與第一圖形工作站之間形成通信接口 ；第一圖形工作站，包括渲染模塊，用于依據(jù)所述攝像機(jī)的定位信息渲染三維場(chǎng)景 模型。優(yōu)選的，所述第二圖形工作站還包括計(jì)算模塊，用于實(shí)時(shí)計(jì)算模塊賽事直播中的相關(guān)顯示數(shù)據(jù)；所述的系統(tǒng)還包括分別與所述第二圖形工作站和第一圖形工作站連接的播出控制模塊，包括關(guān)聯(lián)模塊，用于將三維場(chǎng)景模型與對(duì)應(yīng)的直播顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，獲得播出用的虛擬圖形數(shù)據(jù)；播 控信息生成模塊，用于依據(jù)用戶操作，生成虛擬圖形數(shù)據(jù)的播出控制信息；以及，傳送模塊， 用于將所述播出控制信息發(fā)送至第一圖形工作站。優(yōu)選的，所述第一圖形工作站還包括前景信號(hào)采集模塊，用于接收攝像機(jī)采集的前景信號(hào)；信號(hào)混合輸出模塊，用于依據(jù)所述播出控制信息將相應(yīng)的虛擬圖形數(shù)據(jù)及前景信 號(hào)進(jìn)行混合輸出。優(yōu)選的，所述的系統(tǒng)，還包括與所述第一圖形工作站連接的色鍵器，用于將所述混合輸出信號(hào)作為色鍵背景， 將相應(yīng)的前景信號(hào)作為色鍵前景進(jìn)行合成后輸出。優(yōu)選的，所述接口模塊為網(wǎng)絡(luò)接口。優(yōu)選的，所述播出控制模塊采用以太網(wǎng)與所述第二圖形工作站和第一圖形工作站 連接。優(yōu)選的，所述色鍵器通過(guò)數(shù)字視頻線與第一圖形工作站連接。優(yōu)選的，所述攝像機(jī)的定位信息包括標(biāo)定獲得的攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)和攝像機(jī)外參數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過(guò)分離用于攝像機(jī)定位和三維場(chǎng)景渲染的圖形工作站，即采用兩個(gè)圖形 工作站分別處理攝像機(jī)定位和三維場(chǎng)景渲染，從而提高控制的靈活性，同時(shí)這種各司其職 的工作模式也提高了渲染的效率以及直播的安全性。


圖1是本發(fā)明的一種分離模式的虛擬體育系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明的一種分離模式的虛擬體育系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明實(shí)施例主要應(yīng)用在基于虛擬演播室技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展起來(lái)的虛擬體育技術(shù) 中。虛擬體育技術(shù)就是將靜態(tài)或動(dòng)畫(huà)3D圖像迭加到體育競(jìng)賽直播節(jié)目的畫(huà)面上。不管攝 影機(jī)是否移動(dòng)，都能讓圖形固定在某個(gè)位置不動(dòng)，讓視覺(jué)上覺(jué)得這些3D圖形是直播畫(huà)面的 一部份。虛擬體育系統(tǒng)具有實(shí)況賽事跟蹤功能，可以展示草地、田徑場(chǎng)、足球場(chǎng)、雪地、水域 或者3D空間內(nèi)的實(shí)際距離、高度和速度，同時(shí)可以在廣告牌上、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)內(nèi)和(或)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)周 邊展示廣告，并且可以將新的電視廣告或動(dòng)畫(huà)電視廣告覆蓋在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際廣告上。虛擬體育 系統(tǒng)也可以用于賽事分析，在回放過(guò)程增加分析信息，讓觀眾更直觀的看到比賽情況。參考圖1，示出了本發(fā)明的一種分離模式的虛擬體育系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)框圖，具 體可以包括以下部件第二圖形工作站11，包括攝像機(jī)定位模塊，用于對(duì)當(dāng)前攝像機(jī)的進(jìn)行初始定位；接口模塊12，用于在所述第二圖形工作站與第一圖形工作站之間形成通信接口 ；第一圖形工作站13，包括渲染模塊，用于依據(jù)所述攝像機(jī)的定位信息渲染三維場(chǎng)
4景模型。在實(shí)際中，所述接口模塊可以分別設(shè)置在第一圖形工作站與第二圖形工作站的內(nèi) 部，也可以單獨(dú)設(shè)置，本發(fā)明對(duì)此無(wú)需加以限制。本發(fā)明即采用這種分離的圖形工作站各司其職的工作模式，提高了控制的靈活 性，渲染的效率以及直播的安全性。參考圖2，示出了本發(fā)明的一種分離模式的虛擬體育系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)框圖，具 體可以包括以下部件第二圖形工作站21，包括攝像機(jī)定位模塊和計(jì)算模塊，所述攝像機(jī)定位模塊用于 對(duì)當(dāng)前攝像機(jī)的進(jìn)行初始定位；所述計(jì)算模塊用于實(shí)時(shí)計(jì)算模塊賽事直播中的相關(guān)顯示數(shù) 據(jù)；接口模塊22，用于在所述第二圖形工作站與第一圖形工作站之間形成通信接口 ；第一圖形工作站23，包括以下模塊渲染模塊，用于依據(jù)所述攝像機(jī)的定位信息渲染三維場(chǎng)景模型；前景信號(hào)采集模塊，用于接收攝像機(jī)采集的前景信號(hào)；信號(hào)混合輸出模塊，用于依據(jù)所述播出控制信息將相應(yīng)的虛擬圖形數(shù)據(jù)及前景信 號(hào)進(jìn)行混合輸出；與所述第一圖形工作站23連接的色鍵器對(duì)，用于將所述混合輸出信號(hào)作為色鍵 背景，將相應(yīng)的前景信號(hào)作為色鍵前景進(jìn)行合成后輸出；以及，分別與所述第二圖形工作站21和第一圖形工作站23連接的播出控制模塊25，包 括關(guān)聯(lián)模塊、播控信息生成模塊和傳送模塊；其中，所述關(guān)聯(lián)模塊用于將三維場(chǎng)景模型與對(duì) 應(yīng)的直播顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，獲得播出用的虛擬圖形數(shù)據(jù)；所述播控信息生成模塊用于依 據(jù)用戶操作，生成虛擬圖形數(shù)據(jù)的播出控制信息；所述傳送模塊用于將所述播出控制信息 發(fā)送至第一圖形工作站。在本實(shí)施例中，攝像機(jī)采集的前景信號(hào)會(huì)進(jìn)入第一圖形工作站，同時(shí)，第一圖形工 作站會(huì)根據(jù)當(dāng)前攝像機(jī)的定位信息渲染三維場(chǎng)景模型，第二圖形工作站即可以根據(jù)當(dāng)前攝 像機(jī)的定位信息和傳感器參數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算賽事直播中的相關(guān)數(shù)據(jù)，如在體育賽事直播中的比 分?jǐn)?shù)據(jù)、出場(chǎng)陣容數(shù)據(jù)、發(fā)球距離等，然后在播出控制模塊中會(huì)將相應(yīng)的三維場(chǎng)景模型和對(duì) 應(yīng)的賽事直播顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以獲得當(dāng)前賽事直播的虛擬圖形數(shù)據(jù)。依據(jù)播出控制模 塊傳送的播出控制信息，第一圖形工作站即會(huì)將虛擬圖形數(shù)據(jù)的背景信號(hào)和攝像機(jī)采集的 前景信號(hào)進(jìn)行混合輸出。其中，攝像機(jī)的定位信息是指攝像機(jī)成像的幾何模型參數(shù)，具體可以包括攝像機(jī) 內(nèi)參數(shù)和攝像機(jī)外參數(shù)。外參數(shù)包括攝像機(jī)的位置、姿態(tài)等幾何信息，內(nèi)參數(shù)包括攝像機(jī)的 焦距，主點(diǎn)、以及鏡頭變形參數(shù)等光學(xué)參數(shù)，在本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)選的是，還可以進(jìn)一步采用色鍵器將第一圖形工作站混合 輸出的信號(hào)作為色鍵背景，將相應(yīng)的前景信號(hào)作為色鍵前景進(jìn)行合成后輸出，以獲得更好 地虛實(shí)結(jié)合的效果。在具體實(shí)現(xiàn)中，優(yōu)選的是，所述接口模塊可以為網(wǎng)絡(luò)接口，相應(yīng)地，所述播出控制 模塊也可以采用以太網(wǎng)與所述第二圖形工作站和第一圖形工作站連接；所述色鍵器可以通過(guò)數(shù)字視頻線與第一圖形工作站連接。 以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種分離模式的虛擬體育系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng) 用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理 解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā) 明的限制。
權(quán)利要求
1.一種分離模式的虛擬體育系統(tǒng)，其特征在于，包括第二圖形工作站，包括攝像機(jī)定位模塊，用于對(duì)當(dāng)前攝像機(jī)的進(jìn)行初始定位，接口模塊，用于在所述第二圖形工作站與第一圖形工作站之間形成通信接口；第一圖形工作站，包括渲染模塊，用于依據(jù)所述攝像機(jī)的定位信息渲染三維場(chǎng)景模型。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二圖形工作站還包括計(jì)算模塊，用于實(shí)時(shí)計(jì)算模塊賽事直播中的相關(guān)顯示數(shù)據(jù)；所述的系統(tǒng)還包括分別與所述第二圖形工作站和第一圖形工作站連接的播出控制模塊，包括關(guān)聯(lián)模塊， 用于將三維場(chǎng)景模型與對(duì)應(yīng)的直播顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，獲得播出用的虛擬圖形數(shù)據(jù)；播控 信息生成模塊，用于依據(jù)用戶操作，生成虛擬圖形數(shù)據(jù)的播出控制信息；以及，傳送模塊，用 于將所述播出控制信息發(fā)送至第一圖形工作站。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一圖形工作站還包括前景信號(hào)采集模塊，用于接收攝像機(jī)采集的前景信號(hào)；信號(hào)混合輸出模塊，用于依據(jù)所述播出控制信息將相應(yīng)的虛擬圖形數(shù)據(jù)及前景信號(hào)進(jìn) 行混合輸出。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述第一圖形工作站連接的色鍵器，用于將所述混合輸出信號(hào)作為色鍵背景，將相 應(yīng)的前景信號(hào)作為色鍵前景進(jìn)行合成后輸出。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接口模塊為網(wǎng)絡(luò)接口。
6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述播出控制模塊采用以太網(wǎng)與所述第二 圖形工作站和第一圖形工作站連接。
7.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述色鍵器通過(guò)數(shù)字視頻線與第一圖形工 作站連接。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像機(jī)的定位信息包括標(biāo)定獲得的攝 像機(jī)內(nèi)參數(shù)和攝像機(jī)外參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種分離模式的虛擬體育系統(tǒng)，包括第二圖形工作站，包括攝像機(jī)定位模塊，用于對(duì)當(dāng)前攝像機(jī)的進(jìn)行初始定位，接口模塊，用于在所述第二圖形工作站與第一圖形工作站之間形成通信接口；第一圖形工作站，包括渲染模塊，用于依據(jù)所述攝像機(jī)的定位信息渲染三維場(chǎng)景模型。本發(fā)明可以提高控制的靈活性、渲染的效率，以及，直播的安全性。
文檔編號(hào)H04N5/265GK102118567SQ20091024429
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者馬菲瑩 申請(qǐng)人:新奧特(北京)視頻技術(shù)有限公司