CN102239689A - 实况远程传送系统和装置 - Google Patents

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Abstract

一种远程呈现系统，包括用于生成图像的投影仪，用于观测投影仪生成图像并生成反射图像的投影屏幕，以及用于观测投影屏幕生成的反射图像的箔片。该箔片生成部分反射图像并使其朝向到观众，观众将该部分反射图像感知为位于观看舞台的虚拟图像或全息图像。该系统可能包括用于通过箔片拍摄个体人物的摄像机，该摄像机位于该箔片的摄像机侧并且靠近观看舞台，该个体人物位于该箔片的个体人物侧并且位于拍摄舞台上。该系统可能包括用于为投影仪和箔片提供支撑的框架，使用张力调整器将投影仪和箔片连接到该框架，该张力调整器能够至少沿该箔片的一个边缘随意调整张力从而使箔片基本上保持平坦和光滑。该系统可能包括视频墙，该箔片反射该视频墙生成的图像。该系统可能包括用于向观众反射显示设备生成图像的抛物面镜，从而生成反射图像，观众将该反射图像感知为位于抛物面镜和观众之间的全息图像。

Description

实况远程传送系统和装置
背景技术
视频电话的起源和性能已有详细的记载。概括起来，相互距离很远的两人或多人之间的双向互动很大程度上依赖于通信链路和易于达到所需互动水平的设备。
通信链路可以是简单的铜导线、更坚固的宽带光缆、卫星甚至是无线电波。
在最基本的形式中，视频电话设备包括位于各个连络终端的电话听筒、摄像机和可视屏幕，所述电话听筒配置有语音处理和对话放大没备，所述摄像机和可视屏幕使得参与用户能够看见对方。视频电话正如个人电脑那样必须配备有网络摄像机、电话通讯软件和互联网连接。
最近，思科(Cisco)和泰莱里斯(Teleris)等公司研发和改进了临场感技术。临场感(TP)定义为使远距离的两人或多人在电话通讯(“Tele”)原理的基础上交流对话的实时通信系统，通过最小延迟带来的身临其境式体验加强所述电话通讯，实现：(a)利用大视频显示屏幕(通常是高清标准)显示参与者的高质量真人大小头肩运动图像，(b)在通话中使参与者保持目光对视，(c)通过智能唇形同步音频(“临场”)增强通话效果。
TP系统通常利用互联网通信线缆没施作为信号通道。也可以利用卫星，但是鉴于互联网连接使双方或多方视频通话感受到信号延迟短至40毫秒(身临其境式体验接受范围)，卫星信号的延迟水平在200毫秒或更久，因此用户体验到一种可感知的信号延迟。无线电波提供较低的延迟，但是信号仅能在有限的距离内传输——通常仅能达到数英里。
TP系统装置通常包括显示图像的视频监视器，记录、放大和播放语音/声音的音频设备，拍摄显示视频图像的摄像机以及使声音和视像最好以在至少两个远程地点之间进行点对点传输格式“打包”(加密和压缩)的编码器。
TP系统通常同时可以为2-18个人提供身临其境式体验。一般一台显示器用于显示一个人的头肩图像。但最近65寸大或更大的显示器用于在单个屏幕上至多可以显示位于同一地点的3个人。通常，沿着会议室的墙壁以2、3或4个单位将显示器分组排列，屏幕如同“坐在”桌旁一样面对桌面。
发明内容
本发明的目标是为更大和/或更公开环境提供更真实或身临其境般的临场感体验。这包括在容纳更多参与者的更大会议室中提供TP，以及用于现场舞台环境(剧院、会议厅、博物馆、商业展览)甚至是商店和橱窗前零售展示的TP。
本发明包括TP过程中使用的整套装置的一些改进。可选择性地或者从总体上进行改进，因此产生的性能提高根据具体案例可能细小也可能显著。
首先，显示器使用的视频平板屏幕是决定体验规模和身临其境感的最大制约因素。原因是显示器在视觉效果中提供有限的真实感同时也消耗了较多的“数据带宽”来取得该有限的效果。其有限的真实感通过视频显示器显示为平面二维图像。这对于熟悉于观看传统电视屏幕的观众是常见和公知的。
TP供应商确实尝试通过在装饰有统一背景的房间中布置屏幕来最大限度地增加视频目标相对于其简单背景环的亮度，从而缓解二维的影响。此外，近期的TP系统使用50寸高清(HD)视频显示器，产生了具有高对比度的清晰的真人大小头肩图像。
每个显示器需要一个位于远程端向显示器提供视频信号的摄像机以及一个记录声音或语音信号(统称为信号源或SF)的麦克风。每个SF依次需要一定的来自通信链路的数据空间或带宽，从而将SF传输到播放视频显示器和声音系统。所需的数据空间量就其本身而言取块于两个关键因素——“未打包”(未压缩)格式信号的数据大小和随后“打包”或压缩SF的方式。利用视频和音频编码器实现数据打包。
编码器配件存在多种形式。一般地，编码器包括将视频和音频加密和压缩(统称为编码)成能够随后在互联网、卫星或无线电波上传输的数据包的软件。编码器通常集成到盒式外壳内，与普通小型网络计算机机箱的外壳类似。编码器外壳可以具有多个输入和输出，对多个数据流或SF进行输入(下载)和输出(上传)。参见附图1.1来理解如何在播放流中安置编码器，参见图1.2来观察编码器单元的内部工作。
编码器的设计和配置是为了处理特定种类的音频和视频流。本发明主要涉及最普通的视频流，如广播逐行倒相或NTSC(BP NTSC)，720水平线逐行(720P)、1920垂直线×1080水平线逐行(1080P)和1920垂直线×1080水平线隔行(1080i)的高清信号。其他视频标准，如2K和4K分辨率也能够得益于本发明，但我们需要考虑的是我们的发明能够解决利用当前广泛使用的视频标准的问题。
在视频中，一个场是许多静态图像中的一个，连续地显示这些静态图像可以在屏幕上产生动态的效果。两个视场构成一个视频帧。在视频显示器上显示视场时，它们是“交错的”，这样一个视场的内容将用在屏幕的所有奇数线上，另一个视场将显示在偶数线上。将视场转换成静态帧图像需要所谓的逐行去交错处理，其中复制或插值缺失的线以重建可能包含在弃场中的信息。然而，由于每个视场仅包含一个完整帧一半的信息，去交错图像不具有一个完整帧的分辨率。
为了增大视频图像的分辨率，因此，产生了新的方法：为每个帧拍摄全帧图像。由这类帧构成的视频称为逐行扫描视频。
逐行或去交错扫描是显示、存储或传输动态图像的一种方法，其中依次描绘每个帧中的所有线。这与传统电视系统中使用的交错相反，其中仅仅交替描绘每帧中的奇数线，然后是偶数线(每个图像现在称为一场)。
该系统起初称为“顺序扫描”，1936年应用在英格兰亚历山德拉宫(AlexandraPalace)的贝尔德(Baird)240线电视传输中。也在1920年使用30线的贝尔德(Baird)的试验传输中有所应用。(可称为240p25和30p25)
Figure BPA00001330614900031
上图比较了逐行扫描(480p)和隔行扫描(480i)，也表明了与隔行相关的行间抖动。隔行图像利用逐行图像一半的带宽。中心左侧的图像精确地复制逐行图像的像素，而隔行导致细节抖动。实际隔行视频使这些细节模糊从而避免抖动，但参见中心右侧的图像，获得这些柔化(或抗锯齿)是以图像清晰度为代价。线倍频器不能将右边已经隔行扫描的图像恢复成左边逐行图像的全面质量。
1080p
有时在市场推广产品中将1080p归入“完全高清”，而2K/4K数码影院技术已经商用，超高清视频还处于研发阶段。
播放标准
ATSC和DVB支持1080p视频，但仅在每秒24，25和30帧的帧率(1080p24，1080p25，1080p30)以及其1000/1001-速率慢版本(例如每秒29.97帧而不是每秒30帧)。较高的帧率，如1080p50和1080p60，仅能以更多的带宽发送或者使用更高级的编码器(例如，H.264/MPEG-4AVC)。更高的帧率，例如1080p50和1080p60，被预测为产业未来的播放标准。
一种新型高清逐行扫描格式仍不适用于创建图像，但当前已处于以每秒50或60帧的速度在1080p执行操作的研发阶段。由于这种格式将当前1920×1080隔行的50或60场的数据率加倍，从1.485千兆比特每秒增至标称的3千兆比特每秒，所以它需要全新的播控设备，包括摄像机、存储、编辑和节目收集链路。
图像转换率(Ian注释：Hz)
当前正在使用的图像转换率(或帧率)的统一标准有：24Hz、25Hz、30H、50Hz和60Hz。与对NTSC信号颜色反相兼容的相关技术细节导致产生了其他变形：24/1.001Hz、30/1.001Hz和60/1.001Hz。
图像转换率从根本上影响其捕获的运动在屏幕上显示的“流畅性”。基于这个原因，动态图像素材有时大致分为两组：所谓的胶片基材，其中摄像机以每秒24次(24Hz)的速度捕获场景图像，以及视频基材，其中以每秒50或60次的速度捕获图像。
50和～60Hz素材很好地捕获运动，并且在屏幕上看起来十分流畅。原则上，24Hz素材能够成功地捕获运动，然而由于其通常以至少两倍的捕获速率在影院和射线管电视中显示(以避免闪烁)，认为其不能够传输“流畅”运动。然而，正是稍慢的图像转换率形成了独一无二的艺术效果，所以其仍就继续用于放映影片。
编码器的工作原理是采集数据率一般为每秒1485兆位(m/bit或者MB)的视频信号，比如通过HD SDI连接SMPTE 292m以每秒50帧的速度(电影协会专家认可的视频标准)拍摄的1080i摄像机发出的视频信号，并将该信号充分压缩从而使其可以在宽带因特网线路上传输。
因特网线路本身具有不同的容量。典型的家庭线路的速度是2-8兆比特。企业线路不同于速度可以达到E3(34m/bit)的家庭类型，其速度为DS3(45m/bit)155m/bit乃至更高。然而，以上速率不是恒定值，而是最大值。
相比之下，传统的道路标准可作为一个很好的类比。在限速为每小时70英里的高速公路上车流量较少时，在该高速公路确实可能保持70MPH的速度。然而，不仅是繁忙的交通负荷，若干因素在无形中促使平均可达速度远不及此。
用道路做比喻是要说明，尽管在车流量少时的任意超速可以弥补发生堵塞时的较低速度，从而可以设定道路交通的平均速度值更高，在数据高速路上通常没有应用到这类补偿因素。线路的速率是该线路的最大速率，因此如果确实发生数据中断(在公共因特网连接上不可避免)，信号不可避免地受到影响。
此外，当一个人在道路上行进时并不需要从起点到终点都保持70MPH高速。而一些小路具有较低速度。因此，公共因特网高速路是一样的。一条快达10MB的公共线路在到达其终点前可能在某点发生阻塞，从而再次使信息受到影响，在TP应用中，表现为对于逼真的身临其境式的互动体验来说无法接受的声音/视频/图像缺失——即暂时黑屏或一阵失音。
当前的TP方案是，利用编码器将SF压缩到小至可用，并且管理线路网络使其能够达到商用带宽要求的始终如一地快速运行。结果是，对于编码器，通常原始BP NTSC信号从大约每秒550m/bits压缩到1.5-2m/bits，将720p压缩到每秒3m/bits以及将1080p信号压缩到每秒4至8m/bits。TP网络通常是10MB，可承载多达4个BP NTSC或720系统的SF，如果使用更多屏幕或1080信号则是E3标准，在有多于4个要求1080流的环境中则是DS3线路。
通过托管或虚拟专用网(VPN)提供线缆上信号的一致性。这意味着SF数据流(上传和下载)要求能够一直保证所需最小m/bit传输速度的专用线路。由此，TP用户必须付费以为其独家使用建立网络(专用虚拟网)，其中该用户通常聘用一名技术管理员。
一旦SF被传输到其广播目的地，另一个编码器就在其播放到视频显示器和声音系统前一点上解压缩SF。
编码器在传输中将信号压缩至其原始数据率一部分所产生的影响是原始数据完整性的某些元素丧失，或者在某种程度上质量降低。高清信号的压缩通常导致图像颜色饱和度变淡、对比度降低以及由于镜头在细节处的明显失焦导致在整个主体周围的产生颤动模糊，例如眼眶或者视频图像具有高对比度的位置。
传统TP系统不会反过来被视频质量的下降影响，因为它的设计主要是针对在会议桌周围坐着、使用50寸播放显示器的参与者——一种适于最低限度移动的目标和仅受限于统一装饰的背景的头肩的颜色/对比度变化。
优选用于在24平方米或更大区域播放图像的TP系统对设备性能或使用的所有元素要求不同方式。
首先，使用显示器可能适用于会议室。而50寸等离子显示器的视频信号不适于显示真人大小的人体图像。一个方案是使用最新一代的HD103寸显示器。如果垂直排列，这些显示器能够显示来自单个SF的实际大小图像。然而，还是会受到使用显示器固有的限制，图像看起来是平面的并且由于仅24寸的有限屏幕宽度不能显示任何横向运动。目前的大显示器还非常昂贵。此外，如果会议中需要向观看的听众展示多个图片，则每个图片需要一个显示器，导致需要多个显示器以及多个编码器、更大的因特网带宽的进一步开销和潜在更高整体IT花销。
一种更实际的方式是使用以张力固定在一个框架内的半透明箔片屏形成光滑平坦的表面，还配置有可反射的前后投影屏和放大光源从而在“佩尔幻象”布置中显示视频图像。这种配置在舞台视频显示领域具有很多有据可查的优点。结合TP，使用箔片和投影的优势更加显著。
随着箔片屏工艺及其安装过程的发展，“虚拟”人物的佩尔幻象图像变得更为真实，其中高分子反光箔片材料极薄达11微米以形成具有表面面积达到36米宽×8.1米高的大屏幕，其特征是表明光滑且不会产生表面变形，例如折痕或褶皱。其结果是，当屏幕用作舞台照明器具的一部分时，观众几乎看不见这个屏幕，而屏幕却能将图像(实物或视频)“反弹”(反射)到舞台上，该图像与原始图像几乎没有分别。
箔片制备的新进展更使电影拍摄得到发展(摄像机、灯光和布景设计)并且播放技术变得更好(投影仪分辨率和亮度)。如穆西恩(Musion)系统等企业完善了“虚拟”图像技术，使投影到使用箔片的舞台上的视频与原始的视觉形象几乎没有区别。穆西恩(Musion)的技术依赖于几种产品和设备工艺，包括根据观众到投影图像的距离优化投影镜头的投射。
使用箔片，具有10000流明亮度和1920×1080像素的标准高清投影仪能够投影虚拟人物或宽达5米的其他物体的真实图像，观众观看的最佳观看距离是至少5米的距离。观看的观众越少，投影仪的投射越短(或者使用更窄的投射镜头)，要求的像素数更严格，并且图像要相应地缩小——理想是对应3米观看距离的最佳宽度是3米。
宽度5米的1920×1080图像投影像素的像素尺寸比宽度在1米左右的1920像素等离子屏幕大得多。结果是对于单一SF，用户使用16×9HD投影仪的观看区域是宽5米×高2.8米——在舞台范围内足够看得见，具有代表性的有会议、商展和其他现场观众展示。
此外，如果投影仪放置在如马斯(Maass)专利××××公开的6米X4米箔片型佩尔幻象装置内，不仅在观众看不见视频源的情况下用视频的方式播放逼真的SF视频图像，并且现场主持人能够与这些同一舞台上或相同区域中的虚拟人物和图像互动。这些体现大大增加了TP体验的真实感或亲临感。
然而，除了显示器，用于会议室的TP系统确实削弱了真实效果，这是由于虚拟人物进行任何左/右移动时都会使显示的运动模糊。当前TP编码系统将HD SF从1.5千兆比特每秒压缩到仅5或6兆比特每秒。非TP编码系统较少地压缩信号。在体育播报中(此处高速运动更为常见)使用的编码器将信号压缩到20-30兆比特每秒之间。然而代价是这种在TP中使用的大信号将导致SF的信号延迟更为严重，从而才能渲染SF和观众或现场舞台演员之间的即时低延迟互动的真实感。此外，单一SF的30兆比特需求将要求更大的可用网络带宽。
一个方案是限制SF的活动。如果SF是娱乐演员或者依赖于表现式活动表演的展示者，这将是不现实的。一种折中方式是使用可变比特率编码器，能够在SF/现场交互必须要求低延迟响应时间的情况下(例如问答环节)，将其从低比特率切换，当运动视频质量非常重要而无需实际SF互动时(在实际表演或展示期间)，将其从高比特率切换。在后者中，除了要分配给演出的互动因素(观众摄像机、定位摄像机)，在不使用时可临时切换宽带，将所有可用带宽集中到传输最真实的图像体验。
最方便的实现方式是利用可切换缩放器(Spyder或Encore)以及相关设备。展示或演出期间在适当时刻按下控制按钮(由展示者、演员或其他特定的演出控制器管理)。控制按钮连接到管理编码器下载/上传数据输入(SF)的网络路由器。
不围绕桌子，而是在舞台上实现真实TP体验的另一个挑战是实时定位设备。图2示出的显示器/屏幕的定位是用于：
a)播放舞台(BS)，与来自SF源舞台(SS)的TP虚拟人物(表演者)互动的现场演员(对照者)；
b)SF源舞台，与现场表演者SF-SS互动的虚拟对照者；
c)在SF源舞台上与面向播放舞台的TP观众互动的现场表演者；
d)BS上的平视显示提示器，按照特定观众区域为现场对照者或表演者的实际站立位置和视平线提供参考，同时对照者或演出者在表演中能够读取文本或其他任何视频图像。这包括观众摄像机选择的观众的视频图像(参见下面的摄像机)。
对于发明的目的，对照者也可包括与TP虚拟人物互动的多个角色。提出的方案可扩展到通过从BS到SS或从SS舞台到BS的TP多重输入虚拟图形。
用于现有TP定位的传统方法是使用附带高清摄像机的大尺寸高清1080等离子或LCD显示器。从而显示器服务于两个目的：拍摄并显示来自任意舞台的TP虚拟图像。显示器置于舞台左/右观众看不见而对照者和表演者(C&P)可以看见的位置。其目标是提供(C&P)之间实时目光交流、读取C&P肢体语言并根据彼此的舞台位置进行定位。
其限制性在于C&P可见的移动仅限于摄像机镜头画面的容量或/和显示屏大小。如果显示器垂直安置，舞台前后的移动特别受影响，因为65寸显示器上16×9屏幕仅测量沿其短边的60cm。此外，连接到显示器上拍摄TP SF的摄像机通常设计为提供在会议室环境中拍摄的图像——受控的灯光以及坐在桌子周围有限移动的参与者。因此，它们的镜头不适于最好地拍摄在较大的以更戏剧化方式照明的舞台式区域中活动的C&P。
显示器可替换为通过投影显示TP信号的传统前后投影屏幕。由于前面解释的技术和花费的原因，该方案优选使用多个显示板。从实际观点看，舞台上的一组视频屏幕也不便于安装或放置在不引人注意的地方。
传统的投影具有一些缺点，而——不仅是投影路径设置。为了获得最佳参照，显示器基座或此情况下的投影屏幕应当对应于舞台平面。照亮舞台入口平面周围大屏幕而设置的投影路径妨碍了现场演员或在这些重要演出区域工作的实际后台辅助人员，不论是从前面还是从后面照亮屏幕。
另一种替代方案是使用光滑、半透明、防静电、易清洁的阻燃箔片，所述箔片固定在以数种不同方式放置、使用各种视频源的框中。
箔片框可以由适于方便舞台滑行的轻质聚合物、钢、碳纤维或铝制成，因此其能够连到传统的舞台吊景系统或简单的用于在天花板隐藏平板的运动电机上。框能够进行调整，可以反复重新拉紧箔片从而在操作中获得无褶皱和平坦的表面。箔片的防静电易清洁表面帮助箔片保持光滑和最佳画面清晰度。
如图3.1和3.2中所示，可以将箔片框连接到各种称为佩尔幻象的配置的后投影屏幕的前面。FP/RP屏幕显示来自投影仪(优选1080HD)的源视频图像，或者箔片直接显示也能连到箔片框上的视频或LED幕墙的图像。如图3.3所示。
该框可以直接连接到等离子或LCD显示器。如此悬挂的103寸等离子屏幕面向箔片，反射箔片另一侧的图像——单一编码器信号相比投影仪和反射屏幕小得多的投影路径距离时，这也足够显示人物的原来大小。
显示器能够朝上放置，面向一个向下45度角的箔片，在彻底保护的舞台地板下完全水平，如图3.4所示。这种配置允许用于仅为射至箔片的光线保留的区域中的舞台地板。
另一个实施例是可调节的移动舞台布景——部分下沉，在舞台地板上更垂直倾斜，屏幕、框和显示器从观众或TP源演员视线中隐藏，作为看不见的黑色或者作为舞台布景/场景的一部分。类似的，箔片框和显示器可以快速滑动，在可能忙碌的舞台入口之上或远处进行操作。
总之，使用具有足够图像质量、亮度和大小的高清屏幕显示器，通过箔片放映成为佩尔幻象的图像，为在舞台和舞台周围以及舞台入口的现场演员创造大量额外的舞台地板空间和便利。
另一方面，箔片框能够与远程投影到其上的视频源分离工作。这种配置在图4.1中示出。在本实施例中，功率强劲但沉重的投影仪或LED幕墙更长时间地固定安装在舞台布景上方或下方，设置其底架和投影路径以避免舞台演员运动带来的干扰。
所有上述配置也提供另一个放置用于TP SF拍摄的摄影机镜头的优点。使用显示板或传统投影屏幕，摄影机镜头必须放置于显示器的外围边缘的附近。使用透明箔片允许摄像机放置在任何位置，包括如图4.2中直接在屏幕背后。如果在安装时正确的准备，箔片应当具有光滑统一的表面，不阻挡通过穿过箔片拍摄获得图像的TP摄像机的镜头视线。此外，对现场演员或观众可以看见的虚拟图像的露出摄像机一侧也无论如何不会影响镜头视线。
这一特征在双向实时视频通信和/或有限大小的TP会议室或区域设计中为需要准确的目光对视的演员提供视线指导具有实际用途。SS或BS上的现场演员能够透过透明箔片屏看到“硬拷贝”参考以及虚拟图像。这种硬拷贝参考可以是设计为准确地引导视线精确方向的光线或信号。
作为改进的TP系统的一部分，另一种箔片配置具有显示图像的独特优势。不是向C&P或现场观众呈现箔片的舞台后部(在相反侧)，而图像出现在箔片前一段距离，同时没有屏幕将虚拟图像和现场演员分开。这使纬度定位更准确(舞台上对照者和表演者之间的视场的前后深度，与观众相关的左右定位)。
使用抛物面反射镜显示虚拟图像的技术是已知的。从特定角度观看图像时(虽然限制到很窄的前向视角)，它仍然看起来是浮在空气中。如果源图像是3维图像，即使在静止时，飘浮的图像也呈现三维。抛物面镜的限制因素是镜子自身的大小——受到抛物面“凹处”或镜子工艺中使用的铸造工具有限尺寸的限制。
虚拟图像和箔片装置位置之间的距离(即图像在箔片前多远处出现)取决于镜子的深度或者凹处的凹度以及其实际尺寸和源视频屏幕和镜中心的距离。图5.1示出各种形状和大小的抛物面凹处，其通过直接视频源配置，例如显示器或LED屏幕以及投射到面向抛物面中心区的后投影屏幕的投影仪。
为了高效的提供高真实感和临场体验，虚拟图像应当是高清视频，并且如果是人物图像，应当是真人大小。令人遗憾的是当前能够用作抛物面镜并可商用的固态聚合物模具通常最大直径是2-2.5米，深度是1-1.5米。利用实际投影方式可获得的图像尺寸最大在80厘米-1米之间——不足以显示真人大小虚拟人物。一种解决方案是使用箔片真空吹制来塑形构成外壳，从而采取并保持在抛物面反射器中使用的形状。这通过在结构前端垂直固定一个箔片实现，很像一个屏幕面对着显示器。箔片边缘被封上，使箔片后方盒子的真空最终将箔片抽吸成预先确定的“抛物面”形状。凹处的箔片深度能够根据调整可变真空压力变化。
使用中能够通过真空保持箔片形状，但另一种更好的形成永久使用的抛物面形状的方法是同时在盒子中注入凝固液体材料(例如用于灭火的液态聚苯乙烯泡沫)，在真空抽压下保持箔片的正确抛物面形状。一旦泡沫凝固，则永久保持该形状。将泡沫染为黑色，因此箔片表面表现为闪亮的反射黑抛物面镜。
利用箔片的优点不仅是方便制造和可能比同样大小的固态聚合物凹处更轻。关键优点是尺寸。优选地，宽度在6-8米之间的透明/半透明阻燃抗静电箔片能够提供使抛物面镜反射尺寸达2米高×2米宽的虚拟图像的必要板尺寸。图5.1示出从103寸显示器源投影的抛物面箔片镜。图5.2示出后投影配置。
不同的配置适用于各种不同有益于TP互动人物的应用。对于舞台应用，能够有效的使用镜子来面向现场舞台演员。视角是现场演员能够简单地指导自己与远处并且在大的舞台区域中适当左右移动的虚拟图像互动，而观众无法看见从箔片抛物镜发射的虚拟图像。
在其他应用中，例如零售商店橱窗或博物馆，将抛物面镜设置为面向观众。
连接到显示器的传统TP摄像机不提供最好的临场式TP体验需要的特征。信号图像获取逼真虚拟图像的位置和运动最佳位置非常有限——带宽仅1.5米，镜头和物体最大距离达8英尺(2.5米)。摄像机不带有能够电动控制从而在各种光照条件下进行调整的可调光圈(如应用在戏剧舞台上或在拍摄不同纹理和颜色的物体时使用)。缺乏光圈调节导致图像看起来太暗或者呈现泛白的情况。不正确或不均匀的光照使TP图像有些不真实。对特定颜色类(纯红或如棕色等包含红色的颜色)，照明度不足也会导致颤动模糊。利用更亮的布光配置和更快的快门速度来校正。
缺少缩放调整(机械、电子或其他)限制了镜头能够拍摄的场区域，因此限制了摄像机的位置(到舞台入口的忙碌的最佳位置)。现有TP的缩放特征不足以拍摄大于103寸显示器的区域。受限的运动降低真实感，特别是对于活动的文娱演出的表演，向C&P提出讨厌的活动界限，这种限制一般可能会妨碍表演的自发性。
通过在屏幕后一定距离的透明箔片，摄像机的拍摄更有效，从而摄像机的摆放更灵活。能够与多个专业变焦镜头配合、具有可调快门速度和多个视频标准的摄像机在拍摄可视光照的区域中更有效，因此演员的活动和自发性具有更多自由。
普通标准高清摄像机是索尼(Sony)型号HDW X750，HDW 790和F900R，所有这些都是单线HD SDI，以1.485千兆比特每秒处理10比特422种颜色流；F23既是单线也是双线HD SDI，以2.2千兆比特每秒处理12比特444种颜色流。这些产品使用每秒50/60隔行帧的HD SDI信号产生优质的图像结果。逐行摄像机包括松下(Panasonic)AJ-HDC27HE720P Varicam和红(Red)摄像机——能够实现4k的分辨率。然而由于逐行信号相比隔行每帧需要更高的数据容量，通常这些摄像机每秒仅能拍摄25帧或者在美国29.97帧逐行。50帧逐行的高清TP尚未商用，因为信号数据流太大，传统编码器无法管理和压缩。
相比隔行视频，逐行信号提供更高清晰度，特别是对于静态图像，隔行视频的边缘通常更模糊不清楚。传统TP系统在50寸屏幕上显示坐像。活动是受限的，因此使用1080P作为视频标准的TP编码器(例如Cisco TP)图像更清晰。逐行HD不太适于处理双向物体运动。这是由于在相同帧速率，逐行视频使用的带宽是隔行信号的两倍。其结果是，虽然只有50/60fps隔行信号一半的水平分辨率，隔行信号(通常是50i/60i-50/60帧每秒(fps))每秒具有更多的活动视场，视觉上在相同帧速率似乎提供了更平滑的运动。这是因为显示视频场的过程中，隔行信号只消耗逐行信号带宽的一半。
此外，利用箔片佩尔幻象技术显示逼真的虚拟人物时，逐行HD的真实感比隔行信号看起来更弱。逐行HD图像对观众来说显得更加扁平——如同二维电影图像。这是因为图像是整体构成，而不是隔行的。至少每秒50帧的隔行HD信号是使用箔片投影的运动虚拟图像的理想视频标准。这是因为50帧每秒的隔行信号相比逐行25P具有两倍的时基频率(尽管带宽相同)。然而利用至少25帧每秒的逐行信号更有利于生成文本和图片，特别是静态图片，因为逐行在一个单元时间(每二十五分之一秒)里显示视频的整个帧而隔行每五十分之一秒仅显示整个帧的一半，导致在逐行信号中有效地倍增了水平分辨率从而为静态图像形成光滑、清晰的轮廓边缘。因此用于TP人物拍摄的摄像机应当为HD-SDI。移动的越快，帧率速度应当越高。因此用于拍摄运动的特定HD摄像机能够达到500帧每秒。对于舞蹈表演和其他会发生突然动作的情况，120帧每秒的HD SDI信号是最为理想的。要求实时编码(压缩)的数据率将高于50或60帧每秒，但最终压缩到SF编码器将是20M/bit每秒。因此高速帧速率将通过使用图像最优编码的编码器传输。为较少活动的表演者使用较低影像帧速率。
总之，利用光敏高质量广角变焦镜头、具有可调快门速度、帧速率在25-120隔行帧每秒之间可调、能够拍摄达到60fp s逐行的摄像机，将满足大多数视频图像的演出要求的关键范围，从静态文本和图片到虚拟表演者甚至运动演员的流图像。
期望摄像机具有连接到“魔术臂”的远程移动头，机械电动移动魔术臂使其停止在方便安装的位置。期望能够通过LAN远程控制摄像机特征和调整，并可编程序进行环境预设(例如根据编程的对象内容/光照输入预没快门速度)。
根据摄像机在TP系统中的功能调整其位置。如果摄像机向舞台上虚拟演员提供SF，与现场演员相关的镜头的位置应当与观众的视线对应，如图6.1所示。克服优化视觉质量挑战的最重要任务可能是输入播放舞台的源舞台表演者。作为舞台表演的主角，表演者将是确定整体表演真实感的关键。
舞台前/后的立体呈现是一种错觉。在观众视线正好低于舞台地平线并且拍摄现场演员的摄像机镜头距离物体至少5米之外并根据观众视角设置角度时可以最为有效地实现这种错觉。举例来说，当虚拟演员在舞台上四处游走，观众能够恰巧瞥到其鞋底时视角最理想。然而，应当注意的是摄像机通过箔片拍摄、设计用于在成对反射TP房间中显示的环境中，镜头必须清除遮盖反射“回弹”屏幕周围的投影坑的辅助器材。
倾斜的观众得益于观看舞台上以相应角度说同样倾斜的演员。参见穆西恩(Musion)专利申请GB 0625525.1关于使用可调高度观众席的舞台装置的视频映射的权利要求11-14。
摄像机镜头的帧大小确定作为SF发送的视场区域。一般来说，为了在帧尺寸范围内优化对象内容的视场区域视图和真实质量——这里称为平射，应当以与前面描述的投影镜头投射类似的方式对应于观众的观看距离。一旦确定了平镜，摄像机被“锁定”，即在操作中不会移动其底座。
因此能够使用宽5米×高2.8米的16×9平射拍摄坐在距离虚拟图像5米或更远的观众——是传统TP摄像机覆盖的视场区域的4倍多，该摄像机向TP编码器提供与显示屏相同大小的信号。
对于特别稳定和清晰的图像，平射和投影投射都被限制到较小尺寸——例如3米宽×1.7米高——因此将投影仪的最大亮度集中到较小的空间内以及用于构成1.68米高图像的1920×1080像素面板。该技术特别有利于为大图像一边的屏幕转播实时视频而需要拍摄舞台上的TP虚拟图像的演示或表演。当放大到较大屏幕一侧的图像像素数越高、图像越亮，图像看起来越稳定和逼真。这种技术也用于利用低至3-4M/bit每秒的编码压缩投影规定带宽限制的HD图像。
下一个摄像机位于舞台上指向观众的某一位置。该摄像机的目的是为虚拟表演者提供最大的视觉上普通观众反馈并且优化表演者和观众之间的视线对视，共同的或者分别的。精确的位置取决于多个因素。最主要的因素应考虑优化镜头位置从而向SS上的现场表演者(BS上的虚拟表演者)提供最明确的可能观众视图。此外，摄像机视图应当尽可能准确地复制BS虚拟表演者相对观众的透视图——因此期望在合适的视线位置放置镜头。在大量观众出席的情况下，可以使用多于一个摄像机。实际上对大量观众，可利用多种方式。
第一种方式是安装一个或多个使用魔术臂的遥控头摄像机，魔术臂可以使这些摄像机在固定的安装点活动。摄像机可能配有集成到底座的灯，协助照亮拍摄对象。摄像机配置有变焦没备，能够在至少10米范围中进行向前/向后远程调整。摄像机能够根据光强远程调整光圈和快门速度，通过改变它们的速度减小在拍摄过程中的颤动模糊。摄像机能够处理逐行或隔行HD视频信号。显示观众坐图需要逐行信号。摄像机可配有实时记录声音的麦克风。摄像机可识别和跟踪信号或目标(例如红外或紫外光，或黑白图案条形码)。一旦镜头记录了信号，预先编程的设置控制摄像机视图。
因此在成百甚至上千的观众中，当选择一名观众实时与舞台上(现场或虚拟的)的表演者或对照者互动时，利用观众管理系统以摄像机镜头能够识别的方式突出这名观众的准确位置。摄像机的程序控制使变焦镜头以及任何辅助灯光或声音记录设备主要聚焦在这名观众身上，向现场或虚拟演员反馈在视线上清晰并准确参考的图像。
用于观众的灯光或声音记录设备可能是预设的。为了在需要时照亮观众/个别观众，长期安装照明设备并使其保持通电状态。摄像机和麦克风类似设置。图7.1示出在礼堂中如何设置光线、摄像机和声音。图7.2表示如何配置小型TP会议室。该配置示出在礼堂各处安放的灯光和录音机。灯光的角度朝向观众而远离舞台，尽量不将观众图像反馈给演员同时不妨碍箔片投影图像的观众图像和体验。
另一种方式是使用更适于促进通过箔片投影方式呈现在舞台上的远程TP虚拟演员和执行箔片投影的舞台上出现的现场对照者或演员之间的互动体验的观众座位安排。每个观众席区或单独座位将配有使观众与舞台人员互动的设备——例如提问——这样，被选择时，为了便于拍摄最佳活动视频图像，观众参与者周围的座位区域被自动照亮，附近的声音记录没备和远程头摄像机(位于每个座位或座位台的魔术臂上)开始传输合适的观众信号输入(ASF)。
然后将ASF发送到一个或多个位于BS或SS上的参考屏幕。BS屏幕可以是传统显示面板，其位于舞台前方(投影坑)直接面对现场演员或对照者。SS屏幕也可以是传统显示面板，其靠近面向SS现场演员(BS上的虚拟演员)的SF摄像机的镜头。然而这两种情景的缺点是屏幕固定在固定点，其定位与舞台上观众参与者和现场演员或对照者之间的定位没有任何相似之处。
位于BS的屏幕能够根据观众相对舞台人员的角度机械地向舞台左右移动。然而，无论安放在舞台前或舞台上，如果观众看不见显示器外框，则观众参与者的图像不能置于现场舞台演员或对照者满意的视线水平。这干扰了寻求临场式体验。
在箔片的舞台后部安装可移动的视频屏幕能够方便地解决这个问题，箔片根据从放大光源(使用RP或FP，LCD，LED或通电灯光的投影仪)发射光线的平面的角度倾斜；箔片配置的前表面反射从视频屏幕发射的光；将视频屏幕配置为投影图像从而形成图像的光撞击远离观众的舞台后部的箔片(因此观众看不见)，从而屏幕反射的光生成虚拟图像，虚拟图像呈现在屏幕后，或者演员舞台的前方。
视频屏幕可以是传统LCD/TFT显示面板。其可以连接到支撑箔片屏幕的桁架并以大体上水平的方式放置，屏幕下转朝向箔片(与前面描述的103寸面板固定到箔片的方式相似)。来自显示器的视频信号作为直接飘浮在观众参与者之上或其中的佩尔幻象呈现给现场演员或对照者，而观众完全看不见图像。这与前面摄像机通过箔片拍摄同时虚拟图像遮挡了摄像机的存在的原理类似。
显示器/屏幕可以利用滚轮沿桁架在舞台左右机械移动。可远程调节屏幕的角度使反射的佩尔幻象围绕观众或高或低的位置。舞台上的现场演员或对照者之间相对于观众参与者位置的位置和视角可以参考显示器/屏幕的位置。屏幕上的图像可以是观众参与者的特写镜头，产生虚拟观众的幻影，突出或放大成为在现场观众相同座位区/座位呈现的佩尔幻象图像。使用通过箔片的ASF将通信方“拉近”，使得舞台上的现场演员和对照者能够感受之前不可能的脸部细节和观众互动强度(包括视线对视)。
使用多个屏幕可以使沿着桁架的运动范围不影响与箔片同时操作的其他视频或发射光线。如果从舞台前方拍摄舞台人员，会极大增强这种效应带来的观众成员的身临其境的影响，图像实时传输到一般位于舞台任一侧或观众区一侧或上方的中转屏幕。这种配置使观众在表演中能够更好地观看到现场演员的身体/脸部细节。
面对SS上现场演员的视频屏幕也可以是传统的50/60/82/103寸显示面板，其位置靠近拍摄转播为BS上虚拟演员的SS现场演员的摄像机镜头。这种配置可用于观众数量较少的地点，能够同时清晰地看到每个观众。
对于摄像机镜头在一定距离外(例如大于5米)拍摄SS现场演员的较大数量的观众或环境，，必须采用将ASF投射到位于摄像机镜头上方的背投屏幕(RPS)的图像投影仪。RPS可以是任意大小，但为了提供比显示器更大的可用性，应当具有至少3m×2m的表面面积，依据观众观看区和传送ASF的摄像机镜头画面的形状垂直或水平安置。投影仪优选为1080HD，能够通过内置于投影仪的DVI/HDMI和HDSDI分别处理逐行和隔行信号。
RPS上出现的ASF能够包含一个或多个图像。一个图像可以包含从舞台TP摄像机传送的全部观众。另一个图像可以包含从位于靠近参与者的特定观众座位区上或其中的辅助摄像机传送的个别观众。使用合适的视频处理设备，例如Encore或Spyder，视频图像能够作为可缩放画中画呈现在RPS上——即在全部观众图像中呈现参与者的图像。为帮助保持视平线的接触，RPS上参与者图像的精确位置可以参考观众中参与者相对于出现在BS上的虚拟演员的舞台位置的位置。
另一方式是将拍摄现场表演者SF的SS摄像机安置到固定在框架内的光滑透明箔片后的BS，并且以相对地板大约45度角安装。镜头置于屏幕的中心点，大致对应观众的中心点。在演播室地板或天花板上安置反射投影屏幕(RP或FP)。投影屏幕发射ASF图像的方式与传统RP屏幕相同。然而，将拍摄摄像机镜头置于观众区的中心而不是边缘，显著提高了位置反射和观众参与者与SS之间的视平线接触。
最后的配置是TP会议室体验中首选的设置。在此特定实施例中，固定在框架内的箔片与地板成45度角安装，大致在屋子中心，大约将屋子一分为二。投影仪如图7.2安装，将远程SF的虚拟图像投影到舞台上。舞台3面由暗色墙和天花板组成。合适的TP摄像机安置在屋子一端，箔片的舞台后部，与虚拟图像相同的视场区域，面向现场人员/观众参与者。面向摄像机的较远的墙可以使用黑色材料窗帘覆盖，或者投射距离较短时(其中要求照亮现场舞台人员的灯光将散射到墙上，使得黑色材料变为灰色)，背景和地板配置可以优选为蓝屏/绿屏。这是因为如果过度照亮黑色窗帘而使其变为灰色，将会影响虚拟图像的清晰度，特别是图像轮廓的周围——模糊得使虚拟图像不真实。
准备蓝屏或绿屏空间对使用的及时准备和实际考虑提出挑战。首先，在某些情况下覆盖相关墙、天花板和地板表面的时间和开销可能是繁重的。此外，颜色悦目的环境可能分散现场演员或观众参与者注意力。进一步实际的考虑是如果屏幕刷成蓝色，那么全部或部分包含蓝色的物体在拍摄时将变得不可见(或者使用箔片投影时变成透明)。因此用于拍摄呈现的穿着蓝衣服的对象或对象上的蓝色将失去形状和真实性。绿屏空间也存在同样问题。
由于这种方式昂贵且不实际，另一种方式通过沿对面墙上安置银灰色幕布来构成虚拟蓝屏，当由一圈紧密排列的蓝色LED灯环绕的摄像机镜头拍摄时，该幕布的作用是自动去除背景并隔离前景中的对象。幕布看起来并不明显，并且即使高功率摄影灯发散出大量光照时仍可作为突出前景对象的方法(在佩尔幻象投影中是理想的)。能够满意地拍摄穿蓝色或绿色衣服的对象。
本方式特别适合有限空间的拍摄房间，例如深度小于12米。
一种合适的光照配置照亮箔片舞台后方的空间从而为虚拟图像提供立体效果。一种更重要的照明设备置于箔片的舞台前方以正确地照亮拍摄的现场人员。这种照明设备可以是自由放置的，如图×××中公开的配置。优选地，通过桁架固定灯，可能是箔片框架的延伸。两个以这种方式配置具有摄像机和覆盖在TP配置中的视频源的房间将提供与真人大小的巨大电话亭类似的体验，在至少两个远程方之间提供现场实时互动通信。
最后的参考摄像机位置为现场和虚拟舞台演员和对照者之间互动提供必要的参考。每个舞台至少需要一个摄像机和显示屏幕。这些摄像机的目的是提供舞台上人员活动的精确定位。前面详细描述了如何将其安置。基于有限的因特网带宽的需要，这些信号的帧速率/数据率/编码将进行最大限度的压缩，因为观众看不见这些图像。可以在任何方便的地方放置摄像机，但是最好放置于视平线。屏幕显示器可包括传统显示面板、背投屏幕、光学透明反光箔片或箔片抛物面镜。黑色幕布是拍摄每个现场舞台人物的最佳背景并且在某些环境中也可以使用银灰色配置。
TP的临场式体验通过选择、安装和编码正确的光照配置完成。光照的关键区域是舞台和BS上的背景(从而为现场和虚拟人员提供立体感和对比度)，舞台上的现场人员(对现场观众视图和用于SF到SS的TP摄像机)，BS的现场观众以及SS的现场表演者。
每个应用都可利用一系列照明。整体目标是呈现会场整体的身临其境的氛围环境，舞台上具有冲击力的颜色混合和对比以及准确照亮现场舞台人物和观众而形成的清晰逼真的SF和ASF。
传统的TP照明能够充分地照亮坐着的现场参与者，使摄像机镜头能够将清晰的HD图像转播到HD显示屏幕。为了照亮源演播室中的现场演员，必须使用更周到的方式。用于照明目的的人体图像主要分为两个部分(头部到腰部，腰部到脚部)，但为头后面、脸(充满阴影)和头发添加了左右控制作为独立元件。照亮人体图像达到“全息”效果需要满足以下条件：
亮度足以均匀地拍摄对象细节，而没有暗斑(否则图像变得无形或消失)或者过亮斑(图像变白)。光照应当在整个对象上选出突出形状和光线穿过物体的路径的不同纹理以及阴影。背光应当在物体轮廓的周围形成光圈从而使图像到达最佳清晰度。
当作为虚拟演员呈现在BS上时，演员上的光照色温应当是自然的肤色并且尽可能地接近于在BS上现场人员的相似皮肤类型的肤色的色调和色温。
照亮4-5米的演播室需要包括以下组件：
5x  ETC Source4(50或者25-50变焦)椭圆反射聚光灯*支架高度(14ft)
4x  ETC Source4(50或者25-50变焦)椭圆反射聚光灯*短脚/凸形(镜头高度配合演播室舞台高度)
1x  ETC Source4(36或者25-50变焦)椭圆反射聚光灯*飞行/悬挂作为中心背光
*可接受的替代方案：任何750瓦的HPL或1千瓦/1.2千瓦钨轮廓/具有特定波束角的椭圆反射聚光灯
2x  在演播室舞台门柱上的4组4ft基诺弗洛(KinoFlo)(钨显像管)
2x  固定支架上的2千瓦菲涅尔灯，每个通过4×4发散框(F2/1/2差分)
2x短脚/凸形上的650瓦菲涅尔灯
选择的大小旗帜和查理(Charlie)条。
以上的支架、铰链等。
各种黑/白聚乙烯/泡沫核心板和支撑。
ND0.3和ND0.6滤波器。
新罕布什尔州弗罗斯特(Hampshire Frost)，F1/1/4差分和F2/1/2差分滤波器。
4-9路2kW灯光减弱，如果可用的话。
照亮舞台上现场人员的关键是有能力使灯光的色温、亮度和角度与传输到现场舞台的人物匹配。有数种方法能够获得这种效果。一种选择是首先以正确角度装配照亮现场人员的数个静态灯(泛型)。然后需要通过色片对这些灯进行颜色校正使其匹配全息图像的色温。另一种方法是使用移动的灯来照亮现场人员。
使用移动染色灯会更容易对照亮现场人物进行调整，因为使用普通灯照明的一个主要问题是降低在现场人员上的灯光强度时其发射的色温将发生变化，使色温严重不匹配。如果使用移动灯，在灯光强度减小时，它们能够保持恒定的色温，因此更容易匹配。移动染色灯还具有使用青色、紫红色、黄色、偶尔使用色温橙色(cto)的集成混色系统。这些效果使其特别适合平衡现场和全像人员之间的色温。
用于TP现场舞台元素照明的另一个元素是构建虚拟立体舞台的重要性，从而全像人员看来好像从背景中突出出来，因此变得理加逼真。同样可能使用普通照明执行此功能。也就是，用地板上安装的帕灯向上照亮舞台背景，同时保证这些灯光不会照到全息人员后面的区域，因为这种照明会压制全息投影并降低整体效果。还需要注意保证在系统的整个视角中光照水平是一致的。为了使这项任务更加容易，使用摇头染色和聚光灯能够外加LED棒型和帕型装置。使用移动灯和LED技术的优点在于能够改变背景上的强度、位置、颜色和纹理以避免全息人物在现场环境中固定位置。LED照明能够提供静态变色设备来改变强度；这再次表现了与移动灯相同的功能。
TP体验的另一个重要元素是照明TP现场观众元素。最实用的方法是在观众上方位置悬挂数个桁架，在这个位置能够以适当的水平充分地正面照亮和背面照亮观众，从而无论特写镜头还是广角镜头中都能够挑选出人物。也可以使用跟踪聚光灯来单独地照亮全息人物特别感兴趣的一名观众(即问答环节)。一种更实际的方法是在桁架上多点悬挂移动聚光灯，提供的照明类型与跟踪聚光灯相同。
舞台照明优选体现为如下基本设备：
照明台
2x Mac 500’s
2x Mac 600’s
2x Mac 300’s
1x像素线
1x具有6×16a一相输出的32安三相功率分配箱
8x 16安-16安线缆
4x 16安分离器
8x 10米3头XLR线缆
2x 10米5头DMX线缆
4x 5米5头DMX线缆
基本规格/黑色图形版
摄像机：根据需要的索尼HDW750或HDW790或F900/3或R拍摄1080/50i或1080/60i/59.94i
标准镜头
遮光斗
偏振滤波器
三角架(高低脚)
电池套件/电源套件
20英寸(或更大)HD CRT显示器
演播室要求的色度背景设备
对黑色衣服对象的注意事项：
-如果图像必须在开始以立体(未照亮)轮廓出现建议蓝/绿屏
-增加2x6x4白色聚乙烯用于建模
-增加2x 2千瓦菲涅尔用于以上
-增加记忆照明台并减弱所有“对象”灯光(不是色度屏幕设备)
佩尔幻象——拍摄指南
概述
穆西恩(Musion)实景拍摄的目标是产生能够最好满足穆西恩(Musion)演示系统的技术和美学要求的逼真高清视频图像。它也应当为投影捕获最合适的内容。相关元素包括：真实“黑色”背景；改善投影图像的有效光照；正确的色平衡；无闪光/遮光感的最小颤动模糊；代表观众的视线的正确的摄像机高度；适合投影图像的演员、内容和已知优势的有效“戏服”控制；与图形或其他元素真实互动；充分利用在穆西恩(Musion)演示中“工作”的已知元素。
制作用于前期录制或实况TP传输的合适图像的方法基本是类似的。
演播室
预订专业演播室及其辅助设备和有经验的工作人员会使大家专注于项目并最终产生更加满意的结果。
某些对象具有特定的要求，例如汽车摄影——但多数是舞台上不同数量的人物。下面假设基本场景是宽4-5米的舞台。
为了创建良好的黑色背景，有必要使“舞台”和背景黑色幕帘之间距离最大化。10米左右的效果很好，同时无需通过摄像机菜单设定引入太多负面的主黑色控制(暗部变形)。
应当避免广角镜头的筒失真(过大的角度)，因此摄像机/舞台的距离需要达到大约10米。22-25毫米镜头(2/3寸镜片)覆盖4米宽的或动区域并减少了失真。
为了模拟观众平均视线，摄像机通常必须设置的很低。结果是，以上述距离，背景需要8.5米高。
为了轮廓光设置到理想角度，舞台的每一侧至少需要2米的空间。
因此，演播室的理想大小是大约20米(长)×10米(宽)×9米(高)。后墙覆盖黑色幕帘。地板的可见部分覆盖黑色幕帘。舞台是半亚光(例如“斑色”舞场地板)或高光表面(风格决定)。
为照明提供充分的电力供应。
钢板或类似舞台使对象在空间界限内活动，并且应当匹配表演舞台或投影区域中较小者的尺寸。应当向对象说明投影范围并设置供其观看的标记，而摄像机看不见该标记。虽然演播室舞台不需要同演出舞台同样高，差别是在计算摄像机高度中的重要图形。舞台还避免在演播室地板上设置摄像机达到正确的高度。
由于很多拍摄包括记录声音，应当使用合适的隔音和声处理演播室。要记住声音在表演中会以很高的水平重现，每个外来的声音都会被听见。专业的录音师应当使用高质量麦克风通过合适的长杆话筒或个人/无线麦克风记录声音。
摄像机设备/设置
穆西恩(Musion)当前以全高清(1920×1080)拍摄实景。对记录的序列，使用HD Cam或者HD Cam SR提供用于实况传输的HD-SDI信号(正持续的发展和更新)。
通常使用的摄像机是：
-索尼HDW-750P(用于59.95i的HDW750)/HDW790P(用于59.94i的HDW790)
-索尼HDW-F900/R(所有帧率)
-HDC-F950(对HDCamSR的所有帧率)
使用隔行帧率(50i/59.94i)，因为其能够产生最逼真的动作。逐行扫描图像看起来太像“百叶窗”和电影一般。
1/60秒的快门用于降低颤动模糊，而不使快门假象变得太明显。慢速移动的对象能够测试更高的快门速度。
使用少量的暗部变形(主黑色-1或-2)使黑色阈值高于视频干扰等级。提升显示器亮度来显现干扰以及调整的效果。避免对象阴影区域的变形。
相对广角变焦镜更青睐于标准镜头(例如Canon HJ21或22)。只要摄像机/舞台距离不受固定焦距影响，也可使用定焦镜头。过广镜头角度的影响包括：作手势时放大的手部；根据摄像机的高度放大的头或腿；朝向或远离摄像机移动时呈现放大或缩小；弯曲的地板线。对于10米远的距离，22-25毫米镜头在4米宽的范围内大体上可以减小失真。
使用高质量偏振摄像机滤波器来控制来自地板或对象的镜面反射(通过试验定位)。
根据演播室舞台高度和观众视线，摄像机的高度可能会非常低，全套三角架(高的、婴儿和踩镲(HiHat))可供使用。由于拍摄是锁定的，摄像机头需要有效的摇摄和斜摄锁。
显示器
高清摄影的质量需要以很高的精确度来进行评估，特别是对于大屏幕投影。镜头聚焦中的位置不当或微笑偏差在9英寸的LCD显示器上并不明显。要在至少20英寸的HD-SDI CRT显示器上(理想的1级或2级)检测光照等级和平衡、焦距和细节的重要参数。当前LCD不具有作为投影图像可靠指导的分辨率或对比度范围。必须重点解决最小的细节：头发、化妆、衣服、鞋子、小道具，因为在黑背景上投影真人大小时不能隐藏任何东西。
光照
尽管建议光照遵循基本没定的计划，还应当用胶片(DoP)制作最后的“样子”，反映导演的想法以及该项目在前期制作阶段讨论的概念。然而，应当考虑到某些准则。
稍微增强背光/轮廓光可以增强投影图像的亮度和清晰度。还会促进图像的三维立体感。
一种“环绕”灯光技术效果很好。降低正面光和补光相对侧光和轮廓光的水平突出三维效果。
在摄像机视线附近固定设置的“眼光”提亮深陷的眼睛而不过度照亮身体。
可以通过调整高架基诺弗洛(KinoFlo)设备的高度和位置来提亮乌亮的头发。
地面菲涅尔聚光灯能够帮助补亮松垮衣服或纽扣解开夹克导致的深阴影。
如果光照太平坦，则会造成纸板剪影的感觉(明显的二维图形)。
视频采集不像高亮区——保证明亮区域保持细节并且不会过亮。除非很小心地控制否则避免使用DCC。
特别注意对象的腿和脚。确保明确地限定二者——即使是坚持更换鞋子使其可见的程度。
在某些情况下——主要是音乐，设计需要外加染色。这在轮廓光和侧光使用有限范围内的独特颜色时最具效果。为了作用明显，浓色光源的强度必须足以在已有轮廓光之上显示。如过不是很严格，PAR 64板是对光照设备的有效补充。
视线
重要的是了解以二维拍摄对象。主题对象的眼睛“在房间中跟随你”，因此拍摄的对象直视摄像机镜头与每个观众进行目光接触。贡献者必须经常练习在实况环境下不扫视房间。
至关重要的是获得正确的相对视线高度。如果高度错误，呈现给主要观众的对象会向前或向后倾斜。
可以通过公式确定摄像机拍摄高度。需要考虑演出舞台的高度、被选观众的视线、演播室舞台高度和摄像机与观众的相对距离。
附图说明
参考数字标记
图1.1
10麦克风
12摄像机
14监视器/显示器
16扬声器
18具有视音频输入和视音频输出的编码箱
20在互联网、卫星或无线电波上降输
22具有视音频输入和视音频输出的编码箱
24麦克风
26摄像机
28监视器/显示器
30扬声器
图1.2
32编码箱
34滤波器、限幅器、门、压缩
36滤波器、基于时间的校正器
38EQ延迟
40基于时间的校正器
42编码器
44解码器
46多线传输复用器
48信号源连接
50多线传输解调器
52到其他编码箱的双向通信连接(例如连接器：TCP IP)
图2.1
54色度键控的银帘线
56用于显示图形/文件或在投影仪中使用画中画的参考显示器
58可选摄像机
60人物62舞台64投影仪
66投影屏幕
67投影仪发出的光
68箔片
70全息图像
72用于停止来自箔片的摄像机闪光的黑色幕帘(亚光)
74显示器(用于在拍摄人物旁加入画中画的小型显示器)
76舞台
78用于色度键控的LED环
79黑色幕帘
80摄像机
图3.3
82黑帘线
84感知到的全息图像
86舞台
88支柱
90其背部的视频墙
92固定在框架中的Musion视线箔片
94前遮挡(顶)
96装配点
98前遮挡(底)
99视线
100观众
图4.2
102舞台
104人物
106视线
108视线箔片
110摄像机拍摄线
112在地板上阻挡箔片和摄像机镜头/图像的强光/闪光的黑色材料
114平视显示器
116来自平视显示器的图像
118来自平视显示器的佩尔幻象图像
120摄像机
图5.1
122支柱
123支柱
124抛物面镜
126掩蔽128遮罩
130用于升降、左右、内外移动显示设备的可调臂，将图像聚焦到需要的位置
132显示设备：显示器(CRT/LCD/等离子)；投影(屏幕)
134感知的全息图像
136视线138遮罩
140人物
图6.1
142人物
144视线
146摄像机拍摄线
148摄像机
150感知的全息图像
152投影屏幕
154遮罩
156箔片
158视线
160遮罩
162遮罩
164镜子
166投影仪
168人物
170通过镜子反射的投影仪的光
图7.1
172摄像机
174黑色幕帘
176感知的全息图像
178侧显示器
180摄像机
182平视显示器
184箔片
186来自投影仪的光
188光源
190来自光源的光
192来自光源的光
194可选观众长话筒
195可选观众长话筒
198光源
200来自光源的光
202侧扬声器
204遮罩
205可选前罩上的麦克风
206遮罩
208座位
210可选座位背后的麦克风
212可选座位背后的麦克风
214座位
216座位
218长话筒操作器
220长话筒
222摄像机
224光源
图7.2
226银黑色度键控帘
228光源
230来自光源的光
232来自光源的光
234光源
236可选侧参考显示器
238可选侧参考摄像机
240投影屏幕
242座位
246人员的背光
248舞台
250人物
252来自投影仪的光
254安装在框架上的光源
256安装在框架上的光源
258其中固定有箔片的框架
260投影仪
262铺在地板上的黑色地垫
264舞台
266光源
268可选额外键控光源
270来自光源的光
272黑色幕帘
274座位
276摄像机
278光源
280用于色度键控的蓝/绿镜头
具体实施方式
概述
穆西恩(Musion)实景拍摄的目标是产生能够最好满足穆西恩(Musion)演示系统的技术和美学要求的逼真高清视频图像。它也应当为投影捕获最合适的内容。相关元素包括：真实“黑色”背景；改善投影图像的有效光照；正确的色平衡；无闪光/遮光感的最小颤动模糊；代表观众的视线的正确的摄像机高度；适合投影图像的演员、内容和已知优势的有效“戏服”控制；与图形或其他元素真实互动；充分利用在穆西恩(Mus ion)演示中“工作”的已知元素。
制作用于前期录制或实况TP传输的合适图像的方法基本是类似的。
演播室
预订专业演播室及其辅助设备和有经验的工作人员会使大家专注于项目并最终产生更加满意的结果。
某些对象具有特定的要求，例如汽车摄影——但多数是舞台上不同数量的人物。下面假设基本场景是宽4-5米的舞台。
为了创建良好的黑色背景，有必要使“舞台”和背景黑色幕帘之间距离最大化。10米左右的效果很好，同时无需通过摄像机菜单设定引入太多负面的主黑色控制(暗部变形)。
应当避免广角镜头的筒失真(过大的角度)，因此摄像机/舞台的距离需要达到大约10米。22-25毫米镜头(2/3寸镜片)覆盖4米宽的或动区域并减少了失真。
为了模拟观众平均视线，摄像机通常必须设置的很低。结果是，以上述距离，背景需要8.5米高。
为了轮廓光设置到理想角度，舞台的每一侧至少需要2米的空间。
因此，演播室的理想大小是大约20米(长)×10米(宽)×9米(高)。后墙覆盖黑色幕帘。地板的可见部分覆盖黑色幕帘。舞台是半亚光(例如“班色”舞场地板)或高光表面(风格决定)。
为照明提供充分的电力供应。
钢板或类似舞台使对象在空间界限内活动，并且应当匹配表演舞台或投影区域中较小者的尺寸。应当向对象说明投影范围并设置供其观看的标记，而摄像机看不见该标记。虽然演播室舞台不需要同演出舞台同样高，差别是在计算摄像机高度中的重要图形。舞台还避免在演播室地板上设置摄像机达到正确的高度。
由于很多拍摄包括记录声音，应当使用合适的隔音和声处理演播室。要记住声音在表演中会以很高的水平重现，每个外来的声音都会被听见。专业的录音师应当使用高质量麦克风通过合适的长杆话筒或个人/无线麦克风记录声音。
摄像机设备/设置
穆西恩(Musion)当前以全高清(1920×1080)拍摄实景。对记录的序列，使用HD Cam或者HD Cam SR提供用于实况传输的HD-SDI信号(正持续的发展和更新)。
通常使用的摄像机是：
-索尼HDW-750P(用于59.95i的HDW750)/HDW790P(用于59.94i的HDW790)
-索尼HDW-F900/R(所有帧率)
-HDC-F950(对HDCamSR的所有帧率)
使用隔行帧率(50i/59.94i)，因为其能够产生最逼真的动作。逐行扫描图像看起来太像“百叶窗”和电影一般。
1/60秒的快门用于降低颤动模糊，而不使快门假象变得太明显。慢速移动的对象能够测试更高的快门速度。
使用少量的暗部变形(主黑色-1或-2)使黑色阈值高于视频干扰等级。提升显示器亮度来显现干扰以及调整的效果。避免对象阴影区域的变形。
相对广角变焦镜更青睐于标准镜头(例如Canon HJ21或22)。只要摄像机/舞台距离不受固定焦距影响，也可使用定焦镜头。过广镜头角度的影响包括：作手势时放大的手部；根据摄像机的高度放大的头或腿；朝向或远离摄像机移动时呈现放大或缩小；弯曲的地板线。对于10米远的距离，22-25毫米镜头在4米宽的范围内大体上可以减小失真。
使用高质量偏振摄像机滤波器来控制来自地板或对象的镜面反射(通过试验定位)。
根据演播室舞台高度和观众视线，摄像机的高度可能会非常低，全套三角架(高的、婴儿和踩镲(HiHat))可供使用。由于拍摄是锁定的，摄像机头需要有效的摇摄和斜摄锁。
显示器
高清摄影的质量需要以很高的精确度来进行评估，特别是对于大屏幕投影。镜头聚焦中的位置不当或微笑偏差在9英寸的LCD显示器上并不明显。要在至少20英寸的HD-SDI CRT显示器上(理想的1级或2级)检测光照等级和平衡、焦距和细节的重要参数。当前LCD不具有作为投影图像可靠指导的分辨率或对比度范围。必须重点解决最小的细节：头发、化妆、衣服、鞋子、小道具，因为在黑背景上投影真人大小时不能隐藏任何东西。
光照
尽管建议光照遵循基本设定的计划，还应当用胶片(DoP)制作最后的“样子”，反映导演的想法以及该项目在前期制作阶段讨论的概念。然而，应当考虑到某些准则。
稍微增强背光/轮廓光可以增强投影图像的亮度和清晰度。还会促进图像的三维立体感。
一种“环绕”灯光技术效果很好。降低正面光和补光相对侧光和轮廓光的水平突出三维效果。
在摄像机视线附近固定设置的“眼光”提亮深陷的眼睛而不过度照亮身体。
可以通过调整高架基诺弗洛(KinoFlo)设备的高度和位置来提亮乌亮的头发。
地面菲涅尔聚光灯能够帮助补亮松垮衣服或纽扣解开夹克导致的深阴影。
如果光照太平坦，则会造成纸板剪影的感觉(明显的二维图形)。
视频采集不像高亮区——保证明亮区域保持细节并且不会过亮。除非很小心地控制否则避免使用DCC。
特别注意对象的腿和脚。确保明确地限定二者——即使是坚持更换鞋子使其可见的程度。
在某些情况下——主要是音乐，设计需要外加染色。这在轮廓光和侧光使用有限范围内的独特颜色时最具效果。为了作用明显，浓色光源的强度必须足以在已有轮廓光之上显示。如过不是很严格，PAR 64板是对光照设备的有效补充。
视线
重要的是了解以二维拍摄对象。主题对象的眼睛“在房间中跟随你”，因此拍摄的对象直视摄像机镜头与每个观众进行目光接触。贡献者必须经常练习在实况环境下不扫视房间。
至关重要的是获得正确的相对视线高度。如果高度错误，呈现给主要观众的对象会向前或向后倾斜。
可以通过公式确定摄像机拍摄高度。需要考虑演出舞台的高度、被选观众的视线、演播室舞台高度和摄像机与观众的相对距离。

Claims (45)

1.一种远程呈现系统，其特征在于，包括：
投影仪，用于生成图像；
投影屏幕，用于接收投影仪生成的图像并生成反射图像；
箔片，用于接收投影屏幕生成的反射图像，生成部分反射图像并将其指向观众，该部分反射图像被观众感知为位于观看舞台上的虚拟图像或全息图像；以及
摄像机，用于通过所述箔片拍摄个体人物，摄像机位于该箔片的摄像机侧上并且置于靠近观看舞台的位置，该个体人物位于箔片的人物侧上并且位于拍摄舞台上。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中：
将所述投影仪置于地板上并将其定向从而使图像朝上；并且投影屏幕位于该投影仪上方的天花板上。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中将箔片置于靠近投影仪和投影屏幕的位置并将其定向在相对该投影屏幕大约45度角的位置。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述摄像机包括用于色度键控的LED环。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括靠近投影仪并且位于箔片下方的黑色幕帘，该黑色幕帘用于减少该摄像机中由该箔片造成的闪光。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括用于生成画中画图像的显示器，将该显示器置于箔片下方并将其定向从而使画中画图像朝向该箔片上并反射至摄像机。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括靠近个体人物的参考显示器，该参考显示器用于在拍摄中向该个体人物显示图像和文档。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括靠近个体人物的参考摄像机，该参考摄像机用于生成该个体人物的参考图像。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括靠近拍摄舞台的银色或黑色幕帘，该幕帘用于色度键控。
10.一种远程呈现系统，其特征在于，包括：
投影仪，用于生成图像；
投影屏幕，用于接收投移仪生成的图像并生成反射图像；
箔片，用于接收反射图像，生成部分反射图像并使其朝向观众，该部分反射图像被观众感知为位于观看舞台上的虚拟图像或全息图像；以及
框架，用于为投影仪和箔片提供支撑，通过张力调整器将投影仪和箔片连接到框架，该张力调整器能够至少沿箔片的一个边缘随意调整张力，从而使箔片基本上保持平坦和光滑。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，其中：
将所述投影仪连接到框架的上半部并将其定向从而使图像向下朝向投影屏幕；并且
所述投影屏幕位于投影仪的下方。
12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，进一步包括幕帘，将其定位从而使观众看不见投影屏幕。
13.如权利要求10所述的系统其特征在于，进一步包括连接到框架上半部、靠近投影仪的镜子，用于将该投影仪生成的图像反射到投影屏幕上并且将该投影仪定向从而使图像朝向该镜子。
14.如权利要求10所述的系统，其特征在于，其中：
将所述投移仪连接到框架的下半部并将其定向从而使图像向上朝向投影屏幕；并且
所述投影屏幕位于投影仪的上方。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，进一步包括连接到框架、靠近投影仪的镜子，用于将该投影仪生成的图像反射到投影屏幕上并且将该投影仪定向从而使该图像朝向该镜子。
16.如权利要求10所述的系统，其特征在于，其中：
所述投影屏幕位于靠近框架下半部的位置；并且
将所述投影仪置于投影屏幕下方并将其定向从而使图像向上朝向该投影屏幕。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，进一步包括位于靠近投影仪位置的镜子，用于将该投影仪生成的图像反射到投影屏幕上并且其中将投影仪定向从而使图像朝向镜子。
18.如权利要求10所述的系统，其特征在于，其中：
所述投影屏幕位于靠近框架上半部的位置；并且
将所述投影仪置于该投影屏幕的上方并将其定向从而使图像向下朝向投影屏幕。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，进一步包括位于靠近投影仪位置的镜子，用于将该投影仪生成的图像反射到投影屏幕上并且其中将投影仪定向从而使图像朝向镜子。
20.一种远程呈现系统，其特征在于，包括：
视频墙，用于生成图像；
固定在框架中的箔片，用于向观众反射该视频墙生成的图像，从而生成反射图像，观众将该反射图像感知为舞台上的全息图像；
21.如权利要求20所述的系统，其特征在于，其中将箔片连接到使用绳索并且至少由一个支柱支撑的支撑结构。
22.如权利要求20所述的系统，其特征在于，进一步包括顶部和底部正面遮罩，将其定位从而使观众不能看见绳索、视频墙和至少一个支柱。
23.如权利要求20所述的系统，其特征在于，其中舞台位于箔片的一侧，观众位于该箔片的相反侧，并且观众通过箔片观看舞台上的全息图像。
24.如权利要求20所述的系统，其特征在于，进一步包括位于靠近舞台位置的黑帘线并且其中所述全息图像位于坐落在该黑帘线和观众之间的舞台上。
25.一种远程呈现系统，其特征在于，包括：
显示器，用于生成图像；
箔片，用于利用来自显示器的图像接收并生成佩尔幻象图像；以及
摄像机，用于记录反射图像和位于舞台上的人物。
26.如权利要求25所述的系统，其特征在于，其中佩尔幻象位于箔片和摄像机之间。
27.如权利要求25所述的系统，其特征在于，进一步包括黑色材料，将其定位从而使该黑色材料减小或消除包含在摄像机内的摄像机镜头中由于箔片导致的闪光。
28.如权利要求25所述的系统，其特征在于，其中箔片位于摄像机和人物之间。
29.如权利要求25所述的系统，其特征在于，其中摄像机包括镜头线并且人物位于该镜头线以内。
30.如权利要求25所述的系统，其特征在于，其中显示器包括平视显示器。
31.如权利要求25所述的系统，其特征在于，其中显示器位于箔片上方并且黑色材料置于箔片下方。
32.如权利要求25所述的系统，其特征在于，其中箔片固定在框架中从而箔片基本上平坦和光滑。
33.一种远程呈现系统，其特征在于，包括：
显示没备，用于生成图像；
抛物面镜，用于将显示设备生成的图像反射至观众，因此产生反射图像，观众将该反射图像感知为位于抛物面镜和观众之间的全息图像。
34.如权利要求33所述的系统，其特征在于，其中抛物面镜由支柱支撑。
35.如权利要求33所述的系统，其特征在于，其中将显示设备连接到调整臂并且能够相对于抛物面镜上下、左右、内外移动。
36.如权利要求33所述的系统其特征在于，其中抛物面镜包括抛物面箔片。
37.如权利要求33所述的系统，其特征在于，进一步包括位于观众和显示设备之间的遮罩从而使观众不能看见显示设备。
38.如权利要求33所述的系统，其特征在于，进一步包括靠近显示设备的遮蔽。
39.如权利要求33所述的系统，其特征在于，其中显示设备包括显示器、投影仪或投影屏幕。
40.如权利要求33所述的系统，其特征在于，其中显示器包括阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、或者等离子显示器。
41.一种远程呈现系统，其特征在于，包括：
摄像机，用于记录位于远程位置的远程人物的图像；
投影仪，用于投影位于远程位置的远程人物的图像从而生成投影图像；
镜子，用于反射投影图像并生成反射图像；
投影屏幕，用于接收反射图像以及
箔片，用于使用投影屏幕接收的反射图像生成部分反射图像，并将该部分反射图像定向到本地人物，该本地人物将该部分反射图像感知为远程人物的全息图像。
42.如权利要求41所述的系统，其特征在于，进一步包括：
位于本地人物和投影仪之间的投影仪遮罩；
位于本地人物和投影屏幕之间的投影仪屏幕遮罩；以及
位于全息图像和投影仪之间的第二个投影屏幕遮罩。
43.如权利要求41所述的系统，其特征在于，其中投影屏幕在箔片上方并且投影仪和镜子位于投影屏幕下方。
44.如权利要求41所述的系统，其特征在于，其中箔片位于全息图像和本地人物之间。
45.如权利要求41所述的系统，其特征在于，其中箔片固定在框架中从而箔片基本上平坦和光滑。
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