虚拟演播室系统应用摄像机跟踪技术，获得真实摄像机数据，并与计算机生成的背景结合在一起，背景成像依据的是真实的摄像机拍摄所得到的镜头参数，因而和演员的三维透视关系完全一致，避免了不真实、不自然的感觉。由于背景大多是由计算机生成的，可以迅速变化，这使得丰富多彩的演播室场景设计可以用非常经济的手段来实现，由于它本身所具有的无穷魅力以及其不可低估的发展前景，迄今已被越来越多的节目制作及有关人员所关注。
虚拟演播室原理
1、虚拟背景渲染主机：
完成虚拟背景的渲染输出工作，同时采集传感跟踪系统摄像机的运动参数，最终的渲染输出相应的包括背景信号和作为前景遮挡的键信号。
控制摄像机切换模块，当虚拟背景进行不同视角背景切换的时候，同时发出控制信号给摄像机切换模块，切换至相应视角的前景摄像机。
控制色键，通过计算机软件调整和保存色键的状态各项参数。
2、摄像机传感跟踪系统：采用机械光电传感跟踪方式，采集摄像机平摇、俯仰、镜头推拉六个方位的动作信息。
3、色键：完成摄像机前景和虚拟背景的实时合成输出。
4、切换器：完成摄像机前景信号的切换工作，受控于渲染主机串口信号。
5、同步信号分配器：完成外来同步信号的分配，分别将同步信号分配给背景渲染引擎、色键、切换模块以及预留给用户摄像机的三个同步信号输出口。
6、延时器：对前景信号进行延时一帧的处理，使得前景信号和渲染主机生成的背景信号同步。
跟踪与定位
在虚拟演播室节目制作过程中，确定摄像机的状态信息非常关键。虚拟演播室专用数字摄像机通常为二到三个，摄像机配有运动检测和识别系统，即摄像机跟踪器。其跟踪方式有光学识别系统和机械传感式系统两种。其原理是将检测到的摄像机的推、拉、摇、移、聚焦、变焦乃至升降等传感部位的运动数据，通过一个“传感器”装置传输到“校准器”，这样，理想情况下，现场摄像机与虚拟演播室中“虚拟”的摄像机被相对地锁定在一个位置上。当现场演播室摄像机运动时，虚拟摄像机受跟踪器的控制可以实时地与现场摄像机保持同步。
只有对虚拟演播室系统有深刻的了解才能充分发挥其在节目制作中的优势。首先，我们应当了解它能做什么，做出来的效果怎么样。英语有这样一句话可以很好地概括虚拟演播室的作用：“The only limit is imagination.”这句话的意思是，局限是能否想得到，没有虚拟演播室做不到的。当然这似乎有点夸张，但虚拟演播室在开拓电视节目的制作领域，充分发挥人的想象力这一点上确实为我们的导演及美术师提供了充分的创作空间。它是将原有的电视节目制作设备与三维动画节目制作设备结合在一起的节目制作系统，也是视频制作方式的一次变革。虚拟演播室的问世，为当今电视节目制作提供了一种全新的制作观念与方法。