一种AR/VR虚拟现实融合演播室人物空间定位

技术领域

本发明涉及AR/VR演播室技术领域，具体为一种AR/VR虚拟现实融合演播室人物空间定位。

背景技术

AR/VR是一种全新的人机交互技术，利用摄像头，传感器，实时计算和匹配技术，将真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到同一个画面或空间而同时存在。用户可以通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，还能突破空间、时间以及其它客观限制，感受到在真实世界中无法亲身经历的体验。

虚拟演播室系统应用摄像机跟踪技术，获得真实摄像机数据，并与计算机生成的背景结合在一起，背景成像依据的是真实的摄像机拍摄所得到的镜头参数，因而和演员的三维透视关系完全一致，避免了不真实、不自然的感觉。由于背景大多是由计算机生成的，可以迅速变化，这使得丰富多彩的演播室场景设计可以用非常经济的手段来实现，由于它本身所具有的无穷魅力以及其不可低估的发展前景，迄今已被越来越多的节目制作及有关人员所关注。

现有的虚拟现实融合演播室出现环境反光会造成前景物体和演员身上有些蓝色的干扰成分，对透明或半透明物体更易造成干扰和摄像机运动范围不足，演员在蓝色范围的背景内活动范围有限的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种AR/VR虚拟现实融合演播室人物空间定位，克服了现有技术的不足，结构设计简单，有效的解决了AR/VR虚拟现实融合演播室出现环境反光会造成前景物体和演员身上有些蓝色的干扰成分，对透明或半透明物体更易造成干扰和摄像机运动范围不足，演员在蓝色范围的背景内活动范围有限的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种AR/VR虚拟现实融合演播室人物空间定位，包括真实摄像机(前景)、数字化视频延时模块、图像合成模块(色键控制)、直接播出或存储模块、摄像机位置分析与控制模块、虚拟摄像机模块、CCU系统、跟踪单元模块、主控工作站单元、图形工作站单元、色键器单元、切换面板单元、延时器模块。

作为本发明的一种优选技术方案，所述虚拟摄像机模块包括图形计算机(背景)和素材库(背景)。

作为本发明的一种优选技术方案，所述真实摄像机(前景)的输出端与数字化视频延时模块的输入端为单向电连接，所述真实摄像机(前景)的输出端与摄像机位置分析与控制模块的输入端为单向电连接，所述数字化视频延时模块的输出端与图像合成模块(色键控制)的输入端为单向电连接，所述图像合成模块(色键控制)的输出端与直接播出或存储模块的输入端为单向电连接，所述虚拟摄像机模块的输出端与图像合成模块(色键控制)的输入端为单向电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述真实摄像机(前景)的输出端与CCU系统的输入端为单向电连接，所述真实摄像机(前景)的输出端与跟踪单元的输入端为单向电连接，所述CCU系统的输出端与切换面板单元的输入端为单向电连接，所述切换面板单元的输出端与延时器模块的输入端为单向电连接，所述延时器的输出端与色键器单元的输入端为单向电连接，所述跟踪单元的输出端与主控工作站单元的输入端为单向电连接，所述主控工作站单元的输出端与图形工作站的输出端为单向电连接，所述图形工作站单元的输出端与色键器单元的输入端为单向电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述图形工作站单元是采用有浅蓝色网格图案的深蓝色背景板，拍摄时，系统会对网格进行定位追踪，通过对每一幅画面中许多像素点亮度信号进行计算，可以得出画面的移动和比例的变化，用这个测量值和运动参数建立一个关于像素子集的联立方程的图形识别技术。

作为本发明的一种优选技术方案，所述色键器单元是采用像素级深度键技术把构成虚拟场景中的每一个像素都赋予相应的Z轴深度值。

本发明实施例提供了一种AR/VR虚拟现实融合演播室人物空间定位，具备以下有益效果：

1、通过设置图形工作站单元和机械传感器，达到了不需要对摄像机进行改造，无需镜头校准，便于摄像师操作，摄像机可以不用轨道进行移动；一个跟踪器可同时用于多个摄像机的同时，达到了摄像机运动范围充足，演员在蓝色范围的背景内活动范围较大的目的，解决了摄像机运动范围不足演员在蓝色范围的背景内活动范围有限的问题。

2、通过设置色键器，达到了对前景进行非常复杂的消蓝控制，即遏制肖弱蓝色成分，又不使前景产生颜色失真的目的，解决了AR/VR虚拟现实融合演播室出现环境反光会造成前景物体和演员身上有些蓝色的干扰成分的问题。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明AR/VR各单元连接结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1-2所示，一种AR/VR虚拟现实融合演播室人物空间定位，包括真实摄像机(前景)、数字化视频延时模块、图像合成模块(色键控制)、直接播出或存储模块、摄像机位置分析与控制模块、虚拟摄像机模块、CCU系统、跟踪单元模块、主控工作站单元、图形工作站单元、色键器单元、切换面板单元、延时器模块、机械传感器模块。

其中，虚拟摄像机模块包括图形计算机(背景)和素材库(背景)。

其中，真实摄像机(前景)的输出端与数字化视频延时模块的输入端为单向电连接，真实摄像机(前景)的输出端与摄像机位置分析与控制模块的输入端为单向电连接，数字化视频延时模块的输出端与图像合成模块(色键控制)的输入端为单向电连接，图像合成模块(色键控制)的输出端与直接播出或存储模块的输入端为单向电连接，虚拟摄像机模块的输出端与图像合成模块(色键控制)的输入端为单向电连接。

其中，真实摄像机(前景)的输出端与CCU系统的输入端为单向电连接，真实摄像机(前景)的输出端与跟踪单元的输入端为单向电连接，CCU系统的输出端与切换面板单元的输入端为单向电连接，切换面板单元的输出端与延时器模块的输入端为单向电连接，延时器的输出端与色键器单元的输入端为单向电连接，跟踪单元的输出端与主控工作站单元的输入端为单向电连接，主控工作站单元的输出端与图形工作站的输出端为单向电连接，图形工作站单元的输出端与色键器单元的输入端为单向电连接。

其中，图形工作站单元是采用有浅蓝色网格图案的深蓝色背景板，拍摄时，系统会对网格进行定位追踪，通过对每一幅画面中许多像素点亮度信号进行计算，可以得出画面的移动和比例的变化，用这个测量值和运动参数建立一个关于像素子集的联立方程的图形识别技术。

其中，主控工作站控制图形工作站、识别网格设备并安装定位软件等，由该工作站完成摄像机的定位。

其中，色键器单元是采用像素级深度键技术把构成虚拟场景中的每一个像素都赋予相应的Z轴深度值。

工作原理：图形工作站单元和机械传感器，使得不需要对摄像机进行改造，无需镜头校准，便于摄像师操作，摄像机可以不用轨道进行移动；一个跟踪器可同时用于多个摄像机的同时，达到了摄像机运动范围充足，演员在蓝色范围的背景内活动范围较大；色键器，达到了对前景进行非常复杂的消蓝控制，即遏制肖弱蓝色成分，又不使前景产生颜色失真,利用在系统中加装的机械传感器可以弥补图形识别方式的不足，测量摄像机运动参数非常精确；摄像机运动不受限制，演员在蓝色布景范围内的活动自由度大。

最后应说明的是：在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。