[发明专利]一种增加虚实结合度的虚拟体育系统

说明书

技术领域

本发明涉及电视节目制作的技术领域，特别是涉及一种增加虚实结合度的虚拟体育系统。

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(三维模型)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。

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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种增加虚实结合度的虚拟体育系统方法及装置，以满足当前体育赛事直播的需求，获得更好的虚实结合度。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了一种增加虚实结合度的虚拟体育系统方法，包括：

第一图形工作站，包括摄像机信号接收模块、三维图形获取模块、混合输出模块，所述摄像机信号接收模块用于接收摄像机采集的前景信号；所述三维图形获取模块用于接收当前赛事直播的三维图形数据；所述混合输出模块用于依据所述三维图形数据及前景信号进行混合输出；

色键器，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，所述赛事直播的三维图形数据通过在预置的三维场景中导入实时计算的赛事直播中的相关数据获得，所述第一图形工作站还包括：

三维场景渲染模块，用于渲染三维场景并保存；

所述的系统还包括：

第二图形工作站，包括计算模块和传送模块，所述计算模块用于实时计算赛事直播中的相关数据；所述传送模块用于将所述赛事直播数据发送至播出控制器；

播出控制器，包括模板信息关联模块、播控信息生成模块和传输模块，所述模板信息关联模块用于关联所述三维场景及对应的赛事直播数据，获得用于当前赛事直播的三维图形数据；所述播控信息生成模块用于接收用户发出的播出指令，生成相应三维图形数据的播出控制信息；所述传输模块用于将所述播出控制信息发送至第一图形工作站。

优选的，所述合成输出的显示形式为三层叠加的画面，其中，最上层和最底层为摄像机采集的实时图像，中间层为虚拟三维图形数据。

优选的，所述虚拟三维图形数据具有固定的显示位置。

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，所述的系统，还包括：

摄像机定位模块，用于对摄像机进行定位，标定当前摄像机的内参数和外参数。

优选的，所述摄像机定位模块位于第一图形工作站和/或第二图形工作站中。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明采用将渲染的虚拟三维图形和摄像机信号混合输出的模式，将混合输出的信号作为色键的背景，同时将当前摄像机采集的前景信号作为色键的前景信号，针对虚拟三维图形的体育场地进行抠像，这样摄像机采集的运动员以及裁判等人员可以在虚拟三维图形的上面，同时虚拟三维图形又可以在场地的上面，即虚拟三维图形位于两层摄像机前景信号的中间，从而达到了“以假乱真”的虚实结合效果。

再者，本发明通过分离用于摄像机定位和三维场景渲染的图形工作站，即采用两个图形工作站分别处理摄像机定位和三维场景渲染，从而提高控制的灵活性，同时这种各司其职的工作模式也提高了渲染的效率以及直播的安全性。

附图说明

图1是本发明的一种增加虚实结合度的虚拟体育系统方法实施例的步骤流程图；

图2是本发明的一种增加虚实结合度的虚拟体育系统装置实施例的结构框图。