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。
在虚拟节目准备中的一个重要任务就是建立三维模型。虚拟演播室的背景图像可以是来自录像机或摄像机的活动视频，也可以是静止图像等，但使用最多的是由计算机创作的二维或三维模型CG（Computer Graphics），即虚拟场景。虽然虚拟演播室的背景原则上说可以无穷地转换变化，但是背景的创意、三维建模等工作相当复杂，不再是一两个人就能充分使用好的系统，它需要导演、创意者、美术设计、二维建模者、三维建模者、演员及虚拟系统的操作者等人员的通力配合。因此，对于一次性节目背景的制作而言，虚拟演播室并没有效率上的优势，而除了可以制造出不同凡响的特技效果外，能否真正发挥虚拟演播室的功能，创造出高质量的特技效果，还在于制作者的想像力和它们之间的配合。
三维演播室
动画制作是随着计算机图形图像学的发展应运而生的一门专业学科，随着影视及广告业的发展，它的作用日益重要。动画制作直接影响着节目制作的质量。事实上，虚拟演播室已为传统的电视节目制作人提出了一个新的课题：如何利用电脑这种现代科技丰富传统的制作手段。说白了，虚拟演播室就是一个计算机图像产生与合成系统，是用计算机将演播室的观念物化，在制作手段上突破了传统制作手段的一些束缚，使演播室不再受时间和空间的局限。具体的虚拟演播室软件操作者称为“动画师”(animator)或“模型师”(modeler)。他们在整个虚拟演播室节目制作中对演播室的最终效果起着举足轻重的作用，他可以是导演或美工本人，也可以是专业的动画制作者。