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。
1978年， Eugene L.提出了“电子布景”（Electro Studio Setting）的概念，指出未来的节目制作，可以在只有演员和摄像机的空演播室内完成，其余布景和道具都由电子系统产生。随着计算机技术与虚拟现实（Virtual Reality）技术的发展，在 1992年以后虚拟演播室技术真正走向了实用。1993年，以色列ORAD推出了世界上第一套真三维虚拟演播室，此后另外一家以色列厂商RTSet也推出了基于传感器跟踪技术的真三维虚拟演播室，此后的10年中，虚拟演播室厂商陆续推出自己的产品，西班牙的BrainStorm，BBC英国广播电视公司的虚拟演播室，法国PSY等等，以及2000年之后中国大洋、奥维迅、新奥特也相继推出自己的虚拟演播室产品，虚拟演播室要求实时图形图像渲染技术很高，并要求配合方便，使用便捷的虚拟演播室跟踪技术，经过市场的淘汰、演变，所剩余继续发展虚拟技术的厂商逐渐减少，2008年之后，一些无跟踪的虚拟演播室技术开始推向专业市场，被称为无轨跟踪虚拟演播室，此类虚拟演播室没有摄像机跟踪技术，无法获得真实摄像机的运动参数，图形工作站也无需按照摄像机的运动实时渲染25帧/秒的画面，因此此种方式的虚拟演播室适合学校、电教室等等非专业用户的使用。
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。
制作方案
由美术设计师将导演思路制作成详细的“剧本”（story book）。所谓详细，是指具体到每个画面要素怎么动，主持人的位置怎么变化，是否有虚拟场景中的特写镜头等。因为镜头推进，意味着电脑生成的图像放大。这就必须要求事先生成的图像尺寸大到足够镜头推进也不至于产生像素变大的现象。虚拟演播室运作的这种特殊性，要求导演必须就每个镜头细节与电脑动画场景的制作者事先沟通，使负责实施剧本方案的制作人员能充分理解导演的意图，将三维场景提前做好。