虛擬演播室是一種全新的電視節(jié)目制作工具，虛擬演播室技術包括攝像機跟蹤技術、計算機虛擬場景設計、色鍵技術、燈光技術等。虛擬演播室技術是在傳統(tǒng)色鍵摳像技術的基礎上，充分利用了計算機三維圖形技術和視頻合成技術，根據攝像機的位置與參數，使三維虛擬場景的透視關系與前景保持一致，經過色鍵合成后，使得前景中的主持人看起來完全浸盡于計算機所產生的三維虛擬場景中，而且能在其中運動，從而創(chuàng)造出逼真的、立體感很強的電視演播室效果。

虛擬演播室的產生，給視頻節(jié)目制作、電視廣播帶來了一場革命。

三維虛擬演播室的跟蹤技術有4種方式可以實現，網格跟蹤技術、傳感器跟蹤技術、紅外跟蹤技術、超聲波跟蹤技術，其基本原理都是采用圖形或者機械的方法，獲得攝像機的參數，包括攝像機的X、Y、Z、（位置參數）Pan、Tilt、（云臺參數）Zoom、Focus（鏡頭參數） 由于每一幀虛擬背景只有20ms的繪制時間，所以要求圖形工作站實時渲染能力非常強大，對攝像機的運動沒有更多的限制，一般適合專業(yè)電視臺，對節(jié)目制作要求較高的用戶使用。

一種方法是預生成三維背景，即要首先制作好背景的三維模型，然后預先定義好攝像機的運動和參數設置，根據這些數據生成每臺虛擬攝像機的視圖畫面，后運用色健將前景和相應的虛擬背景結合起來。這種方式可以生成比較真實的虛擬背景，對圖形工作站實時渲染能力要求不高，攝像機只可以切換機位（攝像機機位必須事先與背景調整好比例和透視關系），不可以做其他的運動，這樣的虛擬演播室適合學校以及電教中心，投資較小，要求不高的用戶使用。

虛擬演播室原理

1、虛擬背景渲染主機：

完成虛擬背景的渲染輸出工作，同時采集傳感跟蹤系統(tǒng)攝像機的運動參數，終的渲染輸出相應的包括背景信號和作為前景遮擋的鍵信號。

控制攝像機切換模塊，當虛擬背景進行不同視角背景切換的時候，同時發(fā)出控制信號給攝像機切換模塊，切換至相應視角的前景攝像機。

控制色鍵，通過計算機軟件調整和保存色鍵的狀態(tài)各項參數。

2、攝像機傳感跟蹤系統(tǒng)：采用機械光電傳感跟蹤方式，采集攝像機平搖、俯仰、鏡頭推拉六個方位的動作信息。

3、色鍵：完成攝像機前景和虛擬背景的實時合成輸出。

4、切換器：完成攝像機前景信號的切換工作，受控于渲染主機串口信號。

5、同步信號分配器：完成外來同步信號的分配，分別將同步信號分配給背景渲染引擎、色鍵、切換模塊以及預留給用戶攝像機的三個同步信號輸出口。

6、延時器：對前景信號進行延時一幀的處理，使得前景信號和渲染主機生成的背景信號同步。