U-Studio星空3D虚拟演播室系统方案
1.3U-Studio 3D星空虚拟演播室设备组成
U-Studio3D 星空全景虚拟演播室是华宇铭通公司2014年倾心打造的一款基于外置硬件切换台U-Plusr 、支持三机位同步切换、采用计算机图形跟踪系统与摄像机机电传感跟踪系统相结合、渲染系统根据场景虚拟摄像机轨迹或者采集摄像机平摇（Pan）、俯仰（Tilt）和变焦（Zoom）的参数，实时生成与前景运动一致并经色键抠像合成以及添加字幕图文包装层输出的新一代双通道特技台虚拟演播室系统；用户可定制加装机电传感跟踪的摄像机机位，最大限度提升系统性价比。
U-Studio3D 星空虚拟演播室系统工作模块
U-Studio3D 星空全景虚拟演播室系统的构成可以大致分为如下几大模块：
a.特技切换台：采用U-Plus外置特技切换台完成摄像机机位信号、模型、图文字幕的切换、叠加工作，受控于U-Studio图形工作站串口信号；
b.在线包装模块：独创在虚拟演播室中内嵌字幕图文包装通道，可以实现在虚拟节目画面中添加三维模型、三维字幕、图文等多种元素，节省了另外配置下游字幕图文包装设备的成本，同时确保包装模型元素、虚拟场景和主持人有正确的空间透视关系，要着重指出的是，U-Studio 3D虚拟演播室的字幕及在线图文包装功能不是仅仅使用一些字幕或图文的贴片，而是所有的字幕、图文、物件均实时渲染，基于真实光照模型，采用光线跟踪算法，和虚拟场景自然融合达到炫目亮丽的视觉效果，这点在其它同类型设备上是没有的。
北京华宇铭通科技有限公司提供
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c.机电跟踪传感系统：通过在云台上加装进口高清度编码器将摄像机的运动数据（包括水平、俯仰、变焦）等参数实时记录下来，（编码器精度高达每转360°输出100000个脉冲信号）
再通过数据采集设备由高速USB传送给虚拟渲染机进行运算，使摄像机拍摄到的前景和虚拟背景进行同时联动，U-Studio最多支持多达三个机位的机电跟踪。
对于配备了机电传感跟踪的机位，只需调整包括摄像机变焦的最大、最小点在内的五个点，就可以拟合出摄像机镜头的变化规律；下次使用时可以直接调用系统保存好的镜头文件，并且还拥有很完善的文件管理功能，不同的文件供不同型号的镜头使用。
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d.虚拟摇臂运动跟踪模块：采用先进的计算机图形运动跟踪算法，根据预设的虚拟摄像机轨迹关键帧，实时渲染生成动态虚拟背景和动态键屏蔽信息，并与前景键和填充数据信息进行合成处理，实现前景抠像人物与虚拟场景具备合理空间透视关系的完美结合；虚拟摄像机镜头进行广域航拍的全运动过程中，真实摄像机拍摄的前景人物实现同步联动、精准定位和合理的屏蔽关系，真实与虚空间结合得天衣无缝。
e.图文字幕模块：在虚拟合成效果后添加三维的图文字幕，海量贴近用户使用的字幕模板，只需调用后修改内容即可完成播出。
f.视频输入模块：将两路色键输出的视频信号进行10bit广播级数位采集输入处理； g.双路色键：运用领先的色键抠像算法，将两路前景数据流进行实时的抠像处理并产生相应前景画面的键和填充数据信息；
h.活动视频采集模块：实时采集输入的活动视频信号，并作10bit广播级数位处理，以用于建立虚拟场景视频窗口；
i.同步信号发生器：可生成16路黑场同步信号，给虚拟系统内所有需要同步的设备进行同步，如U-Studio图形工作站、切换器以及预留给多个机位摄像机的三个同步信号输出口；
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j.音频调音台模块：对演播室现场音频实时采集并作相应延时处理输出，以保证虚拟演播室视音频信号音画同步，无需配备外置音频延时器。
1.4 U-Studio 3D星空虚拟演播室产品类型介绍
根据用户需求和使用场合的不同分为U-Studio 3D无轨虚拟演播室和U-Set 3D 传感虚拟演播室两大系列的产品，这两个产品系列的特性我们可以根据以下列表做个清晰的了解。U-Studio 3D无轨虚拟演播室产品示意图
产品名称 型号 特性 4U工控机箱，主流商用PC配置，1个摄像机机位，虚拟摇臂航拍效果，多路本地虚拟视频开窗，高U-Studio 3D-1i-HD 清色键抠像，集成在线包装、图文字幕，特技切换，软件调音台可选配U-Plus虚拟专用外置全功能控制台。 4U工控机箱，主流商用PC配置，2个摄像机机位，U-Studio 3D无U-Studio 3D-2i-HD 轨虚拟演播室 虚拟摇臂航拍效果，支持1路外视频开窗多路本地视频开窗，高清色键抠像，集成在线包装、图文字幕，特技切换，软件调音台标配U-Plus虚拟专用外置全功能控制台。 4U工控机箱，主流商用PC配置，3个摄像机机位，虚拟摇臂航拍效果，支持最多3路外视频开窗多U-Studio 3D-4i-HD 路本地视频开窗，高清色键抠像，集成在线包装、图文字幕，特技切换，软件调音台，标配U-Plus虚拟专用外置全功能控制台。 4U工控机箱，主流商用PC配置，2个摄像机机位，虚拟摇臂航拍效果，支持1路外视频开窗多路本地视频开窗，高清色键抠像，集成在线包装、图文字幕，特技切换，软件调音台，配备Libec云台、角架等传感跟踪设备，标配U-Plus虚拟专用外置全功能控制台。 4U工控机箱，主流商用PC配置，3个摄像机机位，虚拟摇臂航拍效果，支持最多3路外视频开窗多路本地视频开窗，高清色键抠像，集成在线包装、U-Set Engine 3D-2i-HD U-Set 3D 传感虚拟演播室 U-Set Engine 3D-4i-HD 图文字幕，特技切换，软件调音台，配备Libec云台、角架等传感跟踪设备（支持多达三路摄像机的传感跟踪），标配U-Plus虚拟专用外置全功能控制台。 北京华宇铭通科技有限公司提供
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U-Studio星空3D虚拟演播室系统方案
U-Studio虚拟演播室的实际应用中结构非常简单、方便，下面我们以型号为U-Studio 3D 4I的产品系统拓扑图。
U-Studio虚拟演播室产品示意图
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