一.什么是三维系统？

  三维系统是基于 Open_GL图形渲染平台之上，采用高质量的专业3D加速处理卡，配以响应的场景处理技术，来保证系统能够流畅地运行复杂的三维场景。

  二.三维系统的特点？

    三维系统调用的场景是用传统的3D建模工具（如3DMAX、MAYA等）建立的标准虚拟场景模型文件，即.MESH或.X文件。在专业图形加速平台上，根据摄像机的推、拉、摇、移的参数变化实时的三维填充和渲染。因此，场景模型和实时渲染是三维虚拟演播室的主要特征。三维虚拟场景中的景物具有真正的三维属性，它们是立体的，随着摄像机的推、拉、摇、移可以看到景物的侧面和背面。而且在三维场景的物体之间有景深效果，随着摄像机的推、拉、摇、移，物体间的空间位置关系有相应的变化，如同搭建的实景效果。

三. 虚拟演播室系统的二维、三维的区别

  由于二维、三维虚拟演播室的构建原理不同，因此它们的系统特点、产品结构、工作方式以及最终合成效果等方面有着本质的区别。

1.场景渲染方式

   二维系统是对平面图片进行处理，它是一个“预渲染”系统，见图1。把用建模软件设计好的场景实现渲染程一张或一组图片，再把这些图片装入图形工作站。CPU根据摄像机镜头的变化进行相应的缩放处理，然后传给视频处理模块。视频处理模块根据同步信号处理模块传来的外来同步信号，将变换后的图形当作视频处理，同时还要完成活动视频处理模块送来的外来活动视频的贴图处理。最后得到符合电视或网络标准的视频信号，送入数据缓冲区。完成视频信号输出。

    图1

三维系统不是对平面图片进行处理，而是调用标准的虚拟场景模型文件。也就是说，三维系统处理的是三维模型，在专业图形加速平台上根据摄像机推、拉、摇、移的参数变化进行三维填充和实时渲染。因此可以说三维系统是一个“实时渲染”系统，如图2所示。由于三维场景的实时渲染需要非常大的计算量，所以这类系统必须采用功能强大的图形工作站或专用的告诉图形处理器作为场景的生成装置。

  图2

在三维虚拟演播室系统的渲染核心中，CPU在对场景进行处理后，把用三维建模器生成的矢量图形文件的定点数据送入渲染核心的图形处理流水线中。这些顶点代表了场景各个三维物体的模型，并且包含多组不同的数据，如顶点坐标、颜色、纹理坐标等。渲染核心首先对这些顶点数据进行最基本的集合变化，如坐标变换、平移缩放等，另外还对场景中的光源进行处理，如点光源、单方向光源等。接下来要进行裁剪、三角形设置和光栅化。裁剪就是将变换并且带有光照效果的顶点数据，接下来要进行裁剪、三角形设置和光栅化。裁剪就是将视场外的无用资料去除掉；三角形设置就是用顶点创建许多三角形；二光栅化就是用像素填充这些三角形。之后进行场景中多纹理的混合处理，再其后就是对场景的光照和阴影进行处理。经过以上流程，就完成了对整个计算机图形的渲染过程。然后再对这个计算机图形进行视频处理，同样包括对活动视频的视频贴图处理和对同步信号的处理。最后才能输出符合电视标准的视频信号。

2.图形平台

二维虚拟演播室系统一般构建在二维视频处理卡纸上，利用视频卡上的DVE特技来实现对背景图片的简单缩放变换以及视频开窗显示。由于是基于视频卡处理，因此不可能具备3D加速功能，基本上类似于加油传感器的虚拟布景系统。 

  三维虚拟演播室系统构建在Open GL图形渲染平台之上，采用高质量的专业3D加速处理卡，能对是哪位场景进行实时的渲染。OpenGL目前有多于100个核心函数，它可以利用这些函数创造出各种交互式的是哪位效果。OpenGL具有跨平台和与硬件无关的特点，在包含几乎所有UNIX操作系统以及Windows操作系统的各种类型的工作站中，Open GL是主要的3D API(应用程序接口)。由于OpenGL基于客户机/服务器结构，所以既可以用软件也可以用硬件来进行3D的显示处理。加上它具有跨平台和功能全面的特点，因此目前它也是几乎所有专业应用软件采用的唯一3D API。所以，对于Open GL的支持就成了专业图形芯片的最主要任务。只有基于Open GL支持的专业3D加速处理卡才能完成三维场景的实时渲染。

  （图为SONY索尼PMW-EX260手持式存储卡摄录一体机）

  3.场景文件格式

如前所述，二维虚拟演播室系统调用的虚拟场景是一幅或一组平面图片。比如一套双机位的二维虚拟演播室系统，就需要为每个机位提供一幅相应角度的图片，见图三。而一旦摄像机离开了预先设定好的机位位置，就无法正确地提供相应的虚拟背景。见图1.4中“叉号”所示，摄像机1与摄像机2中间的移动过程是无法表现出来的。

   图三

而对于三维虚拟演播室系统，由于其调用的是标准的虚拟场景模型文件，所以根据摄像机的推、拉、摇、移的变化进行实时的渲染。

   因此一方面，可以随着摄像机角度及位置的变化看到具有真实感的虚拟场景，从而看到场景中虚拟物体的侧面以及背景，使整个场景更逼真；另一方面，允许主持人进入到虚拟场景中，三维场景中的虚拟景物既能作为真实人物的背景出现，也能作为前景出现，即我们常提到的“遮挡”功能。可以把一些虚拟物体调到主持人的前面，并且真实人物还能围绕虚拟景物运动。这大大增加了场景的真实感，同时也丰富了节目的拍摄手法。

了解完二维/三维虚拟演播室之间的不同，那么小编来给大家介绍一款机子吧！

【PMW-EX260机身设计以及功能和PMW-EX280很相近。所不同的是PMW-EX260采用的是最新研发的3片1/3英寸成像器件，灵敏度达到F10，信噪比54dB。其镜头具备20倍光学变焦，更适合电视新闻应用领域。】

特性

3片1/3英寸CMOS成像器

惊人的F10灵敏度、54dB信噪比

具备MPEGHD420以及HD42250Mbps高清格式

20倍光学变焦

采用专业SxS储存卡记录

通过适配器可采用记忆棒/SD/XQD卡进行记录

具备多片段连续记录功能

具备最长15秒预记录功能

具备3档ND滤镜

具备强大的升降格、静帧混合等特技功能

可通过PictureProfile对画面风格进行定制

可通过Apple/Android智能终端操控

具备Gen-Lock锁相及时码接口

具备HD/SD-SDI、HDMI输出接口

西安高清传媒科技有限公司主要以演播室系统集成、电视卫星转播车系统集成、视音频工作站、非线性编辑、硬盘播出等完整的系统设计、编、审、播、存系统集成服务为主，含括前期采访、后期制作、硬盘播出等视频节目制作设备的完整产品系列。

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