[发明专利]一种用于体育比赛的图形生成系统

说明书

技术领域

本发明涉及电视节目制作的技术领域，特别是涉及一种用于体育比赛的图形生成系统。

背景技术

虚拟体育系统是从由虚拟演播室技术发展而来，它属于虚拟演播室技术的很重要的一个分支。虚拟演播室是近年发展起来的一种独特的电视节目制作技术。它的实质是将计算机制作的虚拟三维模型与摄像机现场拍摄的物体活动图像进行数字化的实时合成，使物体图像与虚拟背景能够同步变化，从而实现两者的融合，以获得完美的合成画面。虚拟演播室技术是在传统色键抠像技术的基础上，充分利用了计算机三维图形技术和视频合成技术，根据摄像机的位置与参数，使三维虚拟场景的透视关系与前景保持一致，经过色键合成后，使得前景中的图像看起来完全处于计算机所产生的三维虚拟场景中，而且能在其中运动，从而创造出逼真的、立体感很强的电视演播室效果。相应地，虚拟体育技术就是将静态或动画3D图像迭加到体育竞赛直播节目的画面上。不管摄像机是否移动，都能让图形固定在某个位置不动，让视觉上觉得这些3D图形是直播画面的一部份。

虚拟体育系统的关键技术包括：三维图形生成技术和摄像机定位技术。现有技术中，这两个技术通常在一个图形工作站中完成，即在一个图形工作站中，通过实时获取摄像机跟踪用的传感装置返回相关的摄像机参数，将背景图形的三维图元按照当前摄像机参数进行渲染，以使当前的虚拟三维图元就和当前真实摄像机相匹配。

现有技术中，色键合成通常是将摄像机采集的前景图像与计算机产生的三维虚拟场景简单叠加，即其合成画面的显示仅仅有前景图像和三维场景两层，然而，在虚拟体育系统的直播画面中，往往需要将虚拟三维场景置于两层前景图像之间，例如，需要显示为，运动员以及裁判等人员在虚拟物体上面，同时这些虚拟物体又是在草地或者水面等场地上面，而采用现有技术则很难达到这种虚实结合的效果。

然而，在实际中可能出现的一种情形为在赛事直播时，一方面要渲染三维场景播出，另一方面要实时计算当前越位线这些需要人工干预的项目的实时三维数据，从而影响渲染的效率和直播的安全性。

此外，在赛事直播时，往往还需要相关技术人员针对不同的比赛修改相应的显示模板，不仅使得操作繁琐，还有可能因为技术人员的误操作影响直播。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于体育比赛的图形生成系统，以提高控制的灵活性、渲染的效率，以及，直播的安全性。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了一种用于体育比赛的图形生成系统，包括：

摄像机，用于采集前景图像的视频信号，并传送至色键合成器、第一图形工作站和第二图形工作站；

传感装置，用于获取摄像机的定位信息以及传感器参数，并传送至第一图形工作站和第二图形工作站；

第一图形工作站，包括渲染模块和信号混合输出模块，所述渲染模块用于依据所述摄像机的定位信息以及传感器参数渲染三维图形的播出模板，所述播出模板中包括描述不同播出属性的多个替换单元；所述信号混合输出模块用于依据所述播出控制信息将相应的直播显示数据及前景信号进行混合输出；

第二图形工作站，包括数据处理模块和数据传输模块，所述数据处理模块用于依据所述摄像机定位信息以及传感器参数计算赛事直播中的相关显示数据；所述数据传输模块用于将所述直播显示数据传输至播出控制模块；

播出控制模块，包括与所述第二图形工作站连接的关联子模块和播控信息生成子模块，所述模板关联子模块用于建立模板中替换单元与对应直播显示数据的关联关系，获得已配置好播出属性的三维图形显示数据；所述播控信息生成子模块，用于在控制播出时，生成相应三维图形显示数据的播出控制信息；以及，与所述第一图形工作站连接的传送子模块，用于将所述播出控制信息发送至第一图形工作站；

色键器，与第一图形工作站连接，用于将所述混合输出信号作为色键背景，将相应的前景信号作为色键前景进行合成输出。

优选的，所述的系统，还包括：

转换器，连接在所述传感装置与第一图形工作站及第二图形工作站之间。

优选的，所述传感装置与第一图形工作站及第二图形工作站之间采用双轴线传输。

优选的，所述播出控制模块采用以太网与所述第二图形工作站和第一图形工作站连接。

优选的，所述色键器通过数字视频线与第一图形工作站连接。

优选的，所述三维图形播出模板根据不同种类的比赛设置。

优选的，所述播出控制模块的关联子模块包括：

命令接收单元，用于接收预先配置的命令；