天昶虚拟演播室方案

天昶虚拟演播室方案

MONARCH虚拟演播室

VOA 200 系统方案

西安天昶实业有限公司

天昶虚拟演播室方案

目 录

1．总体需求分析.............................................. 3

2．印度蒙纳克简介............................................ 5

3．MONARCH产品简介——MONARCH虚拟直播系统3.3版............. 6

4．MONARCH虚拟演播室系统功能介绍 ............................ 7

5．MONARCH虚拟演播室系统亮点 ............................... 20

6．MONARCH应用类别及图例 ................................... 21

7．MONARCH虚拟演播室系统VOA 200 系统配置与指标............. 23

8．MONARCH虚拟演播室系统 VOA 200 价格 ...................... 25

9．MONARCH虚拟演播室系统设计原则 ........................... 26

10．虚拟演播室系统系统连接图................................ 29

11． 系统技术支持及服务..................................... 30

12． 部分用户列表及获奖证书................................. 33

附件A .虚拟演播室蓝（绿）箱设计 ............................ 42

附件B .虚拟演播室灯光系统设计 .............................. 49

天昶虚拟演播室方案

1．总体需求分析

传统演播室的工作流程中，场景需要实际搭建，在实景制作、不同栏目之间的实景更换、

实景修改等方面都存在着很大的局限性。同时，搭建实景拍摄无法在背景中加入很多动感的

元素，整个节目画面比较呆板，无法给予电视观众视觉上的享受和视觉冲击力。另一方面是

搭建实景演播室会使得工作量增加、材料浪费严重、工作效率降低、不利于消防安全等。因

此现在很多用户在设计演播室方案时，都会开始考虑使用虚拟演播室来制作节目。

随着计算机技术、图文图像技术、传感跟踪技术、色键处理技术水平的高速发展，虚拟

演播室技术的功能日趋完善，系统日趋稳定，现虚拟演播室系统已经被越来越多的应用于电

视制作机构的各类栏目的制作和创作中。

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

的虚拟三维场景与电视摄像机现场拍摄的人物活动图像进行数字化的实时合成，使人物与虚

拟背景能够同步变化，从而实现两者天衣无缝的融合，以获得完美的合成画面

只要利用摄影棚中的一小部分空间搭配蓝或绿背景，加上摄影灯光，把人物的全身、或

半身景拍下即可。然后通过虚拟设备合成，使得前景中的主持人看起来完全浸尽于计算机所

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。

1、用于多档栏目制作

虚拟演播室系统可以导入不同类型的虚拟场景，如：新闻、访谈、体育、气象、课

件制作、专题报道等。可以打破传统制作手段，自由创作三维虚拟场景，充分发挥人们的无

限创意。这样，势必减少演播室数量需求，减少传统设备需求。

2、提升节目制作效率

在虚拟演播室系统中，能对三维场景以及场景中物体的形状、位置、纹理、虚拟灯光效

果、特技、动画等等属性都可以进行实时的调整。在时效性栏目中，快速直观的修改和编辑

三维场景可以让用户在很短的时间内完成背景的调整，大大提升了节目制作的效率和效果。

3、栏目改版

天昶虚拟演播室方案

我们许多电视节目制作机构在栏目改版的时候犯难，虚拟演播室系统可以很好的为用户

解决这个问题。引入的多种多样的三维元素、动感的效果、强烈的视觉冲击力、仿佛身临其

境的特技效果... ...，给我们的栏目改版提供一个最可靠的制作工具。

4、加入广告内容

传统演播室如要加入指定的广告内容往往是件困难的事，虚拟演播室系统可以允许在三

维场景中的任意位置，添置各种形态，各种变幻，静动结合的广告内容。

天昶虚拟演播室方案

2．印度蒙纳克简介

印度蒙纳克创新科技私营有限公司（MONARCH INNOVATIVE TECHNOLOGIES PVT. LTD.,)

于1996年成立，总部位于印度孟买，是一家致力于信息技术领域的系统集成商、软件开发

商和设备供应商。是印度首家提供专业应用软件和数字成像技术的公司。公司一直把拥有技

术核心竞争力作为企业的生命所在。并基于中间件技术开发及推广应用了一系列的行业系统

软件产品，使公司成为独家专业应用软件和数字成像技术的独立开发商与供应商。

如今, MONARCH公司已拥有超过150名的专业工程师. 产品覆盖领域十分广泛。我

们创新性的产品和服务使我们在国内外拥有了超过15000个优质用户,同时也保证了我们在

技术领域中长久的领先地位。

在作为世界软件强国的印度，MONARCH是一家十分知名，极具影响力的公司，在广

播电视专业使用的虚拟演播室系统研发领域有着不可取代的地位，已成为印度最具竞争力的

行业解决方案提供商。同时,MONARCH公司在印度以及其他国家的用户遍及各行各业，并保

持强劲的增长势头。

MONARCH公司的虚拟演播室系统已经成功的在Asian News International , ETV ,NE

TV-Guwahati, NE Bangla-Kolkata,ITN等印度国内多家电视台，以及其他国家的50 多家电

视台和频道投入使用。

MONARCH公司已经成功地将Virtual Magic Studio 、Virtual On Air以及Virtuososo

系列产品推向了印度国内及国外市场。

天昶虚拟演播室方案

3．MONARCH产品简介——MONARCH虚拟直播系统3.3版

如何在有限的时间内，不用花费大量的精力和财力，就能轻松地搭建出富有创意的演播

室，制作出精彩新颖又充满无限魅力的节目？Monarch innovative Technologies Pvt. Ltd.,

公司推出的创新虚拟演播室系统——VOA 200 ，一个先进的、实用的、高度集成的、真三维、

全场景的虚拟演播室完整解决方案，可以轻而易举地让您的梦想成真。

MONARCH无轨虚拟场景解决方案使虚拟演播室系统去除了烦琐的硬件配置和大规模的数据

运算，凭借简单的设置和直观的用户界面，使之成为一套功能强大的广播电视节目制作工具。

只要利用摄影棚中的一小部分空间搭配绿色或蓝色背景，加上摄影灯光，把人物拍下，通过

系统集成的色键器，对摄像机获得的信号与虚拟演播室系统信号进行处理，即可实现演播主

体与虚拟场景的合成。从此，不再受狭小空间和景物的限制，使用MONARCH无轨虚拟演播室

系统，充分发挥您的想象力和创造力，便可满足任何电视节目现场演播室、后期制作及应用

的需要。并且，MONARCH无轨虚拟演播室系统具有颠覆传统的业界最优的性价比。通过极快

速的启动时间和极低的成本，MONARCH无轨虚拟演播室系统能为新闻电视广播、体育、财经、

现场访谈、气象、远程教育、娱乐节目、广告、游戏秀以及许多其他应用领域提供理想的硬

件和软件解决方案。

天昶虚拟演播室方案

4．MONARCH虚拟演播室系统功能介绍

1、无轨虚拟演播室系统

MONARCH无轨虚拟演播室系统 VOA 200 可支持2路视频信号输入，并由系统模拟出第3个全景

摄像机位。因此，用户只需2台摄像机就能达到三讯道演播室效果。在3D场景中能提供2个特写机位和1个全景机位。

镜头推拉及特技效果图例

为什么MONARCH无轨虚拟演播室系统不需要使用传感器？

系统采用虚拟摄像机进行定位。在制作3D场景时，已经为每一路摄像机信号输入画面预留了

相应的空间。虚拟摄像机移动或演员移动时，不需要使用传感器做任何测量。在真实摄像机本身保持不动的情况下，通过制作3D场景动画，改变场景中各个景物的相对角度和位置，便可简单快捷地完成场景定位。定位后，只需简单地按照传统的摄像方法对虚拟摄像机进行镜头推拉、左右上下摇移等操作，真实摄像机拍摄的人像就能和三维虚拟场景同步变化运动，实现虚拟节目制作。当场景更换、机位变动时，只需在计算机里重新进行虚拟摄像机与虚拟背景的定位即可，所有参数由计算机自动重新计算调整，前后仅需数分钟即可完成。整个前景、虚拟场景等多种虚拟节目成份均在同帧场逆程内切换完成，保证了多机位切换时前后景同步、画面平滑、不抖动、无撕裂。且各个机位之间可以任意切换，可随意调整机位切换的速度即虚拟摄像机推拉摇移的快慢。所有机位均可自行定义每个机位摄像机三维空间运动，可以简单方便地定义每个机位虚拟摄像机的三维动画，产生摇臂的运动拍摄效果。包含摄像机在三维空间的位置、拍摄角度、拍摄焦距和运动方式等变化定义，以及运动过程的时长定义。

2、广播级的在线输入输出接口

MONARCH无轨虚拟演播室系统，是一套完整的真三维双机位双通道模拟三机位全数字的广播电

视虚拟场景解决方案。系统具有广播级标清SDI输入输出接口，YUV分量输入输出接口，复合信号

天昶虚拟演播室方案

输入输出接口，及S-VIDEO信号输入输出接口；还具有模拟非平衡音频输入输出接口以及平衡音频

输入输出接口等，保证了高质量的信号传送及处理，同时也提供连接的便利性。系统采用的板卡为

MONARCH公司为专业广播电视使用而自主研发的，支持MPEG-2、AVI及网络视频流输出，I-frame

码率为8-50Mbps之间可调。系统所采用的先进技术在国内外获均得了众多的专利和荣誉。

3、高端的图形工作站

MONARCH无轨虚拟演播室系统采用高端的图形工作站配置，保证系统的高效、稳定运行，图像

的渲染色彩绚丽真实，图像不抖动、无撕裂、不拖尾。在虚拟摄像机的移动过程中不出现马赛克、

不模糊。使制作完成时输出的图象质量达到广播级的要求，能够非常完美的应用于广播电视节目的

制作。通过真实摄像机的信号直接输入到系统中，无须再做多余的调整，便可直接输出合并后完整

的图像效果。

4、高品质三维虚拟场景实时渲染系统

MONARCH无轨虚拟演播室系统采用高性能的图形工作站，加上多个高品质的3D图形处理卡的并

行协同运算，使得系统具有强大的无与伦比的实时高清三维渲染能力，配以MONARCH公司自主开

发的高清三维虚拟场景优化渲染引擎技术，能够使复杂而逼真高清三维虚拟场景顺畅运行，使得

高清虚拟场景细腻逼真。

MONARCH无轨虚拟演播室系统所拥有的高性能的图形工作站，可进行高精度的16X反锯齿处理，

还可采用最新的AA反锯齿处理，图像的渲染色彩为32bit真色彩，使得虚拟场景的画面细腻真实，

场景中的物体边缘及线条光滑无毛刺，使画面精细、逼真。

MONARCH无轨虚拟演播室系统，拥有1536MB硬件渲染缓冲，可运行大规模、精细的复杂场景。

具有200多亿个像素/秒的像素填充率，三角形生成速率超过10万个/秒，贴图分辨率为

256X256~4096X4096，可进行上千万个三角面以及大型（高分辨率）纹理贴图的三维场景实时渲染，

可进行无约束的高清大场景实时渲染，做到特写镜头场景不出现马赛克、不模糊；全景时场景画

面不爬行、无麻花状条纹。

5、多通道、高精度色键抠像系统

MONARCH无轨虚拟演播室系统，采用目前国际一流的高清色键抠像技术，可实现头发丝、半透

明物体、阴影等画面的精细抠像处理合成，使人或物体的边缘更加自然。系统配置了2路色键器，

可同时分别对2路视频信号进行色键处理。并且，每路输入信号单独配置的色键器给您提供了2种

天昶虚拟演播室方案

不同级别的颜色设定，可有效去除背景上的阴影，无颜色溢出或空间影响，可使主持人很好地和虚

拟背景结合在一起。每个色键器都拥有强大的色键参数，能保证在不移动真实摄像机的状态下实现

前景主持人和虚拟背景的同步推拉、摇移及切换制作出各种华丽的摇臂效果。

MONARCH虚拟演播室系统抠像过程图例

与其它虚拟产品对比，MONARCH无轨虚拟演播室系统使用的色键器，有哪些优势？

在一些多通道虚拟演播室中，各通道是通过切换器来共享一台色键器的，在此情况下，由于各

通道摄像机拍摄的方向、光照和背景画面有所差异，那么相应各通道色键器的参数调整应是不同的，

在一台色键器情况下，无法做到所有通道的抠像效果都很好，只能是顾此失彼。

MONARCH无轨虚拟演播室系统配有2路一流的高品质色键器，对每个通道均可单独抠像，可以

对每个通道进行单独的色键参数调节设置并保存，而不互相干扰，很好地解决了不同摄像机在不同

方向拍摄的画面光照不一致、背景有差异而造成抠像不理想的问题，所有通道均有各自理想的抠像

效果。此外，它使用非常简便。通过选择相应的背景色和简单的调节即可得到理想的抠像效果。当

然，系统也对使用者提供了各种高级参数调节功能和精细调节。

6、具有可任意调节的电视墙

MONARCH无轨虚拟演播室系统，支持2个Full D1分辨率实况视频输入和2个媒体箱作为在标

准高清画面中AVI、MPEG和MOV格式的预录来源。当其中一个视频播放时，另一个文件将在第二个

天昶虚拟演播室方案

媒体箱中处于待命状态。通过两个媒体箱之间的切换，可以同时播放并分别控制多个活动视频。而

这一过程只要通过鼠标或键盘快捷键即可实现。电视墙的信号来源可外部信号输入（如摄像机、录

像机、播放器、工作站等）。

电视墙的大小、形状、位置可以自由编辑。视频或动画可以单祯或连续循环的方式播放。同时，

电视墙能以任意曲面方式开窗，使电视墙的视频画面能无缝地显示在场景中任意曲面的物体上，如

虚拟电视屏幕上、门、地板、窗户，甚至内凹曲面、圆柱、圆锥等，可产生更虚幻的效果，有更强

的视觉冲击力和感染力，更加吸引人。此外，我们还可以控制电视墙大屏中视频信号何时开始播放、

暂停、结束及其信号源和内容。

由于电视墙开窗的位置、大小是在制作3D场景时预设好的，因此，在机位切换和虚拟摄像机

的推拉、摇移的过程中，不会出现电视墙播放画面跳跃的现象。即，不同的机位看到的视频开窗器

运动状态、相对位置都保持了正确的三维透视关系。

7、三维遮挡及无限蓝箱

MONARCH无轨虚拟演播室系统，具有三维遮挡及无限蓝箱功能。

三维遮挡的作用就是可以指定虚拟场景中的某个物体作为遮挡物体（如桌子、讲台等工作台

等），根据拍摄的人物的走动的前后位置，可控制该遮挡物体在拍摄人物的前面或者后面，营造主

持人在场景中穿插走动的效果，丰富了整体画面的层次感，使得整个节目的效果活泼而富有趣味，

并增加了真实感。

无限蓝箱即是如果摄像机把蓝幕以外的画面也拍摄进来时，可以把蓝幕以外的无法抠像的杂景

用虚拟场景覆盖，以产生完美的画面。虚拟摄像机还可以运动地拍摄超出演播室范围的虚拟场景画

面，并和演播室内的场景画面无缝结合。这一功能可以把演播室的面积作进一步的扩展。

8、独立的镜头特效生成系统

MONARCH无轨虚拟演播室系统，配置的镜头特效生成系统模块是一款专为广播电视节目制作2D

天昶虚拟演播室方案

和3D实时动画和设计虚拟效果的工具。这一模块能使用户拥有更大的创作自由度，可在短时间内

制作出虚拟应用可以在3D现实演播室场景的复杂动作，实现摄像机镜头的远近推拉、左右上下摇

移、倾斜、以及缩放甚至大摇臂、航拍等操作，真实的表演能和三维虚拟场景同步变化运动。

虚拟场景在3DMAX中设计出来后，可连同纹理和位置一起导入系统的镜头特效生成系统模块中，

实时呈现出来。在镜头特效生成系统模块中可对场景加入标准定向、位置和点光来源，以增强虚拟

场景的画面感。

镜头特效生成系统具有强大的实时编辑功能。使用这一模块不再需要配置传感器，您便可以轻

松设计和建立虚拟动作和虚拟摄像机的位置。系统最多能够建立并驱动8个虚拟摄像机位置，还可

对已经加载的三维场景中的摄像机位置及移动轨迹进行实时编辑，能够非常方便的使用户根据节目

的需要随时调整摄像机的位置和运动轨迹。这一功能可以模仿真实的摄像机动作，例如：缩放、平

移、转向或带有清晰定义轨道的动作的组合。整个切换操作极其简便，只需要用鼠标或快捷键简单

操作便可实现传统切换台的功能。系统配有类似非线性编辑那样的时间轴，可让您建立多个关键祯

并驱动这些动作。这些关键帧中的每一个都能在3D场景中被分配为一个虚拟摄像机的机位。而整

个动画将保存成一个虚拟场景模板。在虚拟演播室中可以将模板打开，并以非线性方式在虚拟场景

中从任何位置移动到其他位置。

在镜头特效生成系统中，您可以方便地设置场景、动画、遮挡键、视频开窗、视频素材，在节

目制作中可以方便地在场景和各种特技效果间自由切换。

9、阴影与镜像效果功能

阴影和镜像效果是MONARCH无轨虚拟演播室系统所独有的高级附加功能。

镜像是一种抢眼的视觉效果，给虚拟场景带来了全新的环境层面，在一个全新的标准下传递一

种真实的感觉。在MONARCH无轨虚拟演播室系统中，您可以获得一个实时的像镜子一般的目标映象

或者是像照相机在发光表面（例如，反光地板、桌面、镀铬的表面）上拍摄到的画面。镜像的透明

度可以进行控制，它可以让您在虚拟场景上建立一个栩栩如生的幻想。

实时阴影与镜像效果图

天昶虚拟演播室方案

阴影是一种深度幻象，它可以让一个扁平的表面看上去变得三维立体化，并有助于确定现场表

演、3D对象与背景之间的空间关系。在MONARCH无轨虚拟演播室系统中可轻松地建立并修改4个实

时阴影。使用阴影时，它通过将真实的元素与虚拟的元素完美的结合在一起（就像他们身处在同一

空间中一般），可以增加对比度，并能协助将目光引入特定区域。此外，系统还提供了一种透视阴

影，给虚拟场景带来了更加逼真的元素。通过旋转、拉伸以及扭曲，您可以将阴影投射成那些类似

于阳光或多重光远投射出来产生的阴影。

10、可升级的场景编辑器

场景编辑器具有强大的场景编辑功能，可随意对场景中的三维物件进行增减，添加各种灯光，

运动贴图，动画再编辑，粒子效果（如烟花、火焰等）等等功能。，并可实时将各类影视片段，图

片等作为场景贴图添加。

(虚拟场景特技效果) （实时滚动字幕与LOGO叠加）

11、实时的字幕叠加与更新

MONARCH无轨虚拟演播室系统内置动态前景覆盖模块，可瞬间覆盖32位影像与文字，可用多种

语言的字体建立并显示实时滚动字幕。可实时地进行字幕、LOGO的叠加、修改，并有淡入、淡出，

天昶虚拟演播室方案

字幕游走等特技及编辑功能，并能实现通过另一部安装有影像艺术软件－客户端的服务器与主机联

网进行在线实时更新。

12、非破坏性媒体库

MONARCH无轨虚拟演播室系统，配置了独创的非破坏性素材库管理功能，可自动组织分散在不

同硬盘中的不同种类的文件，避免了在使用过程中有可能出现的破坏性的编辑，同时便于使用者整

理和使用各种素材文件。

13、虚拟场景制作

场景的制作并不复杂，有3DS MAX场景建模经验的美工通过简单的培训即可自行制作虚拟场景，

我们的技术人员随时将为您提供这方面的服务。MONARCH无轨虚拟演播室系统，带有3DS MAX导出

插件，您可直接从3DS MAX导出场景模型文件和动画模型文件及其贴图。

此外，我们已随机备有几十种虚拟场景模型文件，用户对对这些虚拟场景模型文件可作简单的

修改，以形成符合自己要求的虚拟场景模型。

我们还拥有一支专业的3D场景设计团队，可根据用户的需求量身创作极富创意的虚拟场景模

型；也可按需协助用户对现有场景进行修改，以满足不同的节目风格和栏目定位，从而彻底解决了

用户在虚拟场景制作方面的后顾之忧。

14、PPT文档的播放

MONARCH无轨虚拟演播室系统支持PPT文件的播放，让您轻松实现办公会议，远程教育类节目

的需求。

15、Alpha AVI技术

MONARCH无轨虚拟演播室系统采用独创的Alpha AVI技术，可在Alpha通道播放AVI视频格式

的特效台标、字幕及虚拟三维模型。

16、实时视频信号捕捉系统

无需使用录像机便可实时将输入视频信号捕捉并存储在系统硬盘中。

天昶虚拟演播室方案

17、高度的系统集成化

MONARCH无轨虚拟演播室系统不但集成了高性能的广播级色键器、多通道视频输入输出接口、

真三维场景实时渲染系统，还集成了切换台，调音台、字幕机、输入、输出预监、流媒体、实时电

视墙等，极大减少了信号线连接的繁琐，也减少信号的损失，提供极高的视音频质量，并极大地提

高了系统的稳定性和可操作性，使得安装、操作简单方便。

18、高度的安全性和扩展性

MONARCH无轨虚拟演播室系统具有极好的安全性和扩展性。系统的独立通道的设计结构，每个

通道分别独立运行，互不干扰，因此每个通道设备可以互为热备份，系统性能稳定可靠。系统的升

级扩展如同搭积木一样方便，可不断加入各种新的功能模块，且增加某些模块功能只需要增加一套

板卡和加密狗即可，对系统的安全性、稳定性没有丝毫影响。不断增加和丰富的虚拟演播室功能，

能进一步满足不同的需求。

19、操作简便的用户界面

MONARCH无轨虚拟演播室系统，采用简单易行的操作方式，大幅度减少了操作者的学习时间，

操作人员只需像平常使用电脑一样拖放鼠标，便可以实现系统功能的所有操作。简单易用的图形用

户界面减少了操作者培训时间，鼠标指针经过界面切换台上各个虚拟摄像机位时可预览虚拟摄像头

的位置和运动轨迹。

天昶虚拟演播室方案

操作界面图示

（红色框3部分为媒体库界面） （红色框8部分为切换台界面）

天昶虚拟演播室方案

（如图为媒体资源区，包括媒体-1、媒体-2、PPT文档播控与实时信号）