No he visto el ejemplo del que estás hablando, pero tengo mucha experiencia con la integración gráfica virtual y, de hecho, estoy trabajando en un proyecto de este tipo.
Primero crea el gráfico / animación usando Photoshop (o similar) o un software de animación. Esta imagen / animación se ajustará para que coincida con la escena utilizando la iluminación, los reflejos, las sombras, el sangrado de color, la oclusión ambiental, el contraste y la saturación correctos para que se vea lo más real posible y como parte de la escena. La imagen se carga en otro software que realiza el posicionamiento y el seguimiento del movimiento. Este software rastreará el movimiento de la cámara y superpondrá la imagen en tiempo real.
Básicamente, existen dos formas en las que este poderoso software rastreará el movimiento. El primero es mediante el uso de muchos puntos de referencia en la fuente de video. El software crea automáticamente cientos de puntos de seguimiento que generalmente toman puntos de alto contraste en el video, como las esquinas de un banner, por ejemplo, o si hay una pared con letras grandes, creará estos puntos en las esquinas de las letras. Estos puntos en el video no siempre son confiables. Algo que parece una esquina afilada cuando la cámara está estable cambia su forma de píxel o se vuelve borrosa cuando la cámara se mueve y se pierde la referencia. Es por eso que se utilizan tantos de estos puntos. El software los calcula a todos en referencia a los demás e incluso cuando algunos de ellos pierden su referencia, hay suficientes puntos para continuar el seguimiento sin problemas. Este sistema tiene la ventaja de que puede usarse en sentido descendente, lo que significa que puede usar el software después de recibir la señal (cable o satélite) porque se basa únicamente en el video ya producido.
La segunda forma de seguimiento toma información directamente de la cámara. Una cámara de transmisión está constantemente enviando datos para pan, zoom e inclinación, y dependiendo del sistema de seguimiento, también puede enviar datos desde camiones (moviendo el cuerpo de la cámara en cualquier dirección). Estos datos son tomados por el software de seguimiento que tiene un espacio virtual 3D y una cámara incorporados. Una vez que el software está calibrado para una cámara específica y la lente específica que se está utilizando, haga lo que haga la cámara en el mundo real, la cámara virtual lo sigue. El mundo virtual es donde existe el gráfico / animación y la salida de este mundo virtual se superpone a la señal de video y crea el compuesto que ves en tu TV. Este sistema se usa corriente arriba, antes de que se transmita la señal.
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Este seguimiento y composición ocurre casi en tiempo real, generalmente con un retraso de uno o dos cuadros, lo que significa que el gráfico virtual está dos cuadros tarde en el video, lo que no se ve bien. El sistema tiene una manera de retrasar el video para compensar los dos cuadros para que el gráfico virtual se ponga al día con el video. Así que no ves ningún retraso en absoluto.