超高清虚拟演播室系统技术探讨
发布时间:2021-01-30 03:09
本文对新一代超高清虚拟演播室系统进行了技术探讨,主要从虚拟产品的仿真渲染能力、镜头跟踪水平、信号指标实现和操控技术等方面展开需求分析,并结合当前适用的先进技术提出了相关实现方法和建议,有助于拓展电视台节目制作方式和厂家产品研发思路。
【文章来源】:广播与电视技术. 2020,47(08)
【文章页数】:4 页
【部分图文】:
可注册的内容示意
亍?为完成这一功能需求,可以考虑采用制播分离的系统架构。首先,需要提供制作工程到播出工程的注册机制。利用设计器完成节目工程制作后,可以利用注册机制,指定其中需要被客户端访问并编辑的内容。包括但不限于:虚拟相机位置、场景光照、材质纹理、物体姿态以及动画函数等。其次,需要定义控制接口与指令,用于客户端与服务端的信息通信。最后,可自动生成可视化的播控调度界面。当然,在不同的电视台,虚拟演播室的配置方案也有所不同,除了最基本的一台图形工作站接一路摄像机的方案(通常图5可注册的内容示意图6一对多系统连接图
广播与电视技术〔2020年·第47卷·第8期〕254KUHDStudioConstruction4K超高清演播室建设图1光线追踪场景做出无中生有、虚实结合的画面内容,其仿真能力和视觉效果的重要性不言而喻。虚拟场景的渲染和部分合成工作由虚拟演播室系统中的图形工作站完成。在传统产品中,通常采用基于OpenGl或Direct3D的渲染引擎,用于复杂三维场景模型以及光照纹理的渲染输出,因此在渲染过于复杂的虚拟场景时,通常采用降低图形照明度、阴影,纹理和建模结构的办法以减少渲染时间。随着显卡图形实时处理能力与软件算法技术的不断提升,以前需要在后期花时间才能制作的场景有了实时渲染的可能。最令人期待的是光线追踪效果。在光线追踪环境下,将从人的视觉出发,追踪光线,模拟真实的光路和成像过程,而每一个物件不是独自对光照进行映射渲染,而是相互作用,这更符合我们实际生活的场景。如图1,展示的是一个高数量面片构建的室内场景,在这个场景中,车、玻璃、地板、家具使用了PBR材质,在光照影响下多次反射、彼此影响,构建成一个整体的室内光照系统,所有特效贴近自然规律的算法,充分还原真实视觉体验。基于新的渲染技术路线,需要达到支持上千万面片的三维场景渲染的能力,可以利用动态材质贴图技术实现实时反射效果,并且可以更加精细地实现法线贴图、光线衰减、阴影遮罩,以及运用动态模板缓冲实现阴影体积技术,进一步增强虚拟场景的生动性与真实感。另外,诸如FBX的导入与细节呈现,丰富的粒子特效等,都是未来虚拟场景中提升视觉效果的重要技术手段。综上要求,显然超高清虚拟演播室系统的图形工作站需要构架于包含优质算法和出色渲染能力的新一代三维引擎,并需要高端显卡的GPU处理能力。目前,Unrea
【参考文献】:
期刊论文
[1]基于光线追踪的实时渲染技术分析[J]. 赵亮. 数字技术与应用. 2019(04)
[2]数字技术在虚拟演播室节目制作中的应用与研究[J]. 张淑洁. 科技传播. 2017(03)
本文编号:3008120
【文章来源】:广播与电视技术. 2020,47(08)
【文章页数】:4 页
【部分图文】:
可注册的内容示意
亍?为完成这一功能需求,可以考虑采用制播分离的系统架构。首先,需要提供制作工程到播出工程的注册机制。利用设计器完成节目工程制作后,可以利用注册机制,指定其中需要被客户端访问并编辑的内容。包括但不限于:虚拟相机位置、场景光照、材质纹理、物体姿态以及动画函数等。其次,需要定义控制接口与指令,用于客户端与服务端的信息通信。最后,可自动生成可视化的播控调度界面。当然,在不同的电视台,虚拟演播室的配置方案也有所不同,除了最基本的一台图形工作站接一路摄像机的方案(通常图5可注册的内容示意图6一对多系统连接图
广播与电视技术〔2020年·第47卷·第8期〕254KUHDStudioConstruction4K超高清演播室建设图1光线追踪场景做出无中生有、虚实结合的画面内容,其仿真能力和视觉效果的重要性不言而喻。虚拟场景的渲染和部分合成工作由虚拟演播室系统中的图形工作站完成。在传统产品中,通常采用基于OpenGl或Direct3D的渲染引擎,用于复杂三维场景模型以及光照纹理的渲染输出,因此在渲染过于复杂的虚拟场景时,通常采用降低图形照明度、阴影,纹理和建模结构的办法以减少渲染时间。随着显卡图形实时处理能力与软件算法技术的不断提升,以前需要在后期花时间才能制作的场景有了实时渲染的可能。最令人期待的是光线追踪效果。在光线追踪环境下,将从人的视觉出发,追踪光线,模拟真实的光路和成像过程,而每一个物件不是独自对光照进行映射渲染,而是相互作用,这更符合我们实际生活的场景。如图1,展示的是一个高数量面片构建的室内场景,在这个场景中,车、玻璃、地板、家具使用了PBR材质,在光照影响下多次反射、彼此影响,构建成一个整体的室内光照系统,所有特效贴近自然规律的算法,充分还原真实视觉体验。基于新的渲染技术路线,需要达到支持上千万面片的三维场景渲染的能力,可以利用动态材质贴图技术实现实时反射效果,并且可以更加精细地实现法线贴图、光线衰减、阴影遮罩,以及运用动态模板缓冲实现阴影体积技术,进一步增强虚拟场景的生动性与真实感。另外,诸如FBX的导入与细节呈现,丰富的粒子特效等,都是未来虚拟场景中提升视觉效果的重要技术手段。综上要求,显然超高清虚拟演播室系统的图形工作站需要构架于包含优质算法和出色渲染能力的新一代三维引擎,并需要高端显卡的GPU处理能力。目前,Unrea
【参考文献】:
期刊论文
[1]基于光线追踪的实时渲染技术分析[J]. 赵亮. 数字技术与应用. 2019(04)
[2]数字技术在虚拟演播室节目制作中的应用与研究[J]. 张淑洁. 科技传播. 2017(03)
本文编号:3008120
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/3008120.html