[发明专利]一种用于视频节目制作的三维场景构建方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及数据显示技术领域，具体涉及一种用于视频节目制作的三维场景构建系统。

背景技术

天气紧密关系到人们的商务或休闲出行计划与安排。不仅如此，随着全球化程度的加深，人们也希望能够紧跟全世界范围的最新动态，同时对相关知识能有更深入的了解，特别是对于从事与气象紧密相关行业的人来说，及时、高效且全面地，并以一种更为直观的方式来获取相关信息尤为重要。所以在日常生活中，人们对于全国甚至全世界各地的天气变化的关注度越来越高，在这种背景下，气象类节目必须紧跟时代需求，应用高新技术来辅助节目制作和播报，增加节目内容以及制作和播报形式的趣味性、互动性、直接性和丰富性等等，以最佳形式呈现符合人们需求的气象内容信息。

目前，全国乃至全世界范围内的气象类节目的制作和播报环境普遍采用传统的虚拟演播室。在虚拟演播室中，主持人只能依靠观看返送屏幕来观察自己与虚拟场景的相对位置，在播报过程中会分散主持人的注意力，加大内容播报的失误率，同时还可能出现走位与虚拟内容不匹配的情况，影响整体的播报效果。并且在虚拟演播室中，节目的制作和播报还需要进行实时或者后期的抠像合成，对主持人的衣着和配饰等都有限制。

AR全景仿真演播室利用多面LED屏搭建环境，结合红外动捕系统来确认摄像机的实时位置，保证摄像机拍摄到的画面永远是物理透视关系正确的三维空间，镜头呈现更为丰富；并且能够对虚拟内容进行实时三维缝合，主持人身处演播室中就可以直观的看到虚拟场景的内容；在可视化环境中，还可以轻松准确地进行无缝配合和互动，走位更为灵活自然，提升整体的播报效果；此外，LED屏自发光，对演播室布光的要求低，对主持人的衣着和配饰都没有限制，还可以自由添加真实道具与虚拟场景进行各种互动；不仅如此，还能够为主持人提供环境光，让主持人与虚拟场景更自然地融合到一起，增加真实感；最后，系统立体的透视效果可以让内容以更加有趣和丰富的方式呈现给观众。

传统的虚拟演播室利用投影的方式来呈现场景，亮度低，精度低，对环境要求高；在虚拟演播室中还需要进行抠像合成，不管是实时还是后期抠像，对主持人的衣着和配饰都有限制；主持人只能依靠观看返送屏幕来观察自己与虚拟场景的相对位置，在播报过程中会分散注意力，增大内容播报的失误率，同时还可能出现走位与虚拟内容不匹配的情况，影响整体的播报效果。

发明内容

为了解决上述情况，利用AR全景仿真演播室，解决我国现有气象类节目制作与播出时虚拟内容不能直接可见的问题，从而让节目制作更加简便、主持人的播出以及互动更加真实自然，最终让老百姓以直观又有趣的方式及时了解到天气情况和灾害预报等与自己切身相关的气象信息，顺利开展日常生活、生产以及商务活动。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于视频节目制作的三维场景构建方法，该方法包括以下步骤：

1)摄像机采集多个LED显示屏的显示画面和节目主持人图像，所述多个LED显示屏的显示画面构成三维虚拟显示空间；

2)定时读取所述摄像机的坐标位置发送到与所述多个LED显示屏相应的通道服务器；

3)各通道服务器基于所述摄像机的坐标位置向相应的LED显示屏输出相应的显示画面，各显示画面与摄像机的拍摄位置相匹配；

4)将所述摄像机采集的包括三维虚拟显示空间及节目主持人的合成画面显示在返看屏；

其中，各通道服务器输出的显示画面都具有相应的空间位置坐标。

根据本发明的实施例，优选的，在所述三维虚拟显示空间具有一个虚拟摄像机，该虚拟摄像机所在位置与真实摄像机位置相匹配，使得基于虚拟摄像机位置得到的显示画面与实际摄像机所在位置得到的显示画面相同；

所述各通道服务器根据所述虚拟摄像机的坐标位置确定向相应的LED显示屏输出显示画面。

根据本发明的实施例，优选的，所述通道服务器根据摄像机的位置通过算法计算得到校准后的摄像机镜头坐标位置，并根据该摄像机镜头坐标位置向相应的LED显示屏输出相应的显示画面。

根据本发明的实施例，优选的，通过红外定位系统的红外摄像头读取位于摄像机顶部的多个红外标记点的位置，确定所述摄像机的坐标位置。

根据本发明的实施例，优选的，在所述合成画面之外构建一个AR前景，在步骤5)中将所述合成画面以及所述AR前景三维缝合得到完整的三维显示画面，显示在所述返看屏上。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于视频节目制作的三维场景构建系统，该系统包括：摄像机、多个LED显示屏、红外定位系统、动捕电脑以及返看屏；