虛擬演播室在影視制作實驗教學中的應用*

陶秋榮，徐 明

（徐州師范大學 信息傳播學院，江蘇 徐州 221009）

虛擬演播室在影視制作實驗教學中的應用*

陶秋榮，徐 明

（徐州師范大學 信息傳播學院，江蘇 徐州 221009）

虛擬演播技術在影視創作中的應用討論已久，許多專家學者就虛擬演播技術、虛擬演播室的構建發表了各自的觀點，但虛擬演播室在影視創作中的實驗應用卻討論得很少。本文就虛擬演播室在影視制作實驗教學中的應用等相關問題進行探討。

虛擬演播室；影視制作；實驗教學

隨著計算機技術的飛速發展，虛擬現實（Virtual Reality）技術被越來越廣泛地應用于各個領域。虛擬現實技術是一種綜合應用各種技術制造逼真的人工模擬環境，并能有效地模擬人在自然環境中的各種感知系統行為的高級人機交互技術。[1]虛擬演播技術是虛擬現實技術與傳統影視制作相結合的產物。[2]虛擬演播室（Virtual Studio）自1994年在IBC展覽會上展現以來，以其獨具個性的藝術魅力，成為當今影視制作技術關注的新焦點。[3]虛擬演播技術就是利用計算機技術，使高速圖形發生器產生與攝像機狀態相匹配的圖像，并生成具有隨意背景的活動影像。由此，影視制作實驗教學中虛擬演播室如何構建及虛擬演播室在影視制作實驗教學中的應用等相關問題，就值得我們深入探討。

一、影視制作虛擬演播實驗室的構成

1.硬件組成

虛擬演播室是一套由藍室、攝像機、攝像機跟蹤器、計算機工作站、圖形圖像發生器、視頻延時器、色鍵控制器和視頻切換臺等構成的節目制作系統，其主要工作流程如圖1所示。

利用虛擬演播技術制作視頻的實景部分是在藍室中拍攝完成的，藍室由一面或多面藍色墻和藍色地板組成。其中藍色采用標準的“色鍵藍”，而且色彩涂抹必須非常均勻。此外，在墻與墻、墻與地面的交接處不能有接縫痕跡，因此正面相鄰墻體的夾角應大于90度，且墻與墻、墻與地面的交接處要做成圓弧形，這種圓滑的弧度可以幫助減少燈光的明暗差異，墻壁之間也不會相互反射。[5]

演員在藍室中表演，由前景攝像機記錄下視頻圖像，并將視頻信號分兩路送出：一路送視頻延時器，對前景視頻信號給予一定的延時，再傳遞給色鍵控制器，以保證視頻圖像與虛擬背景在合成時在時間上保持嚴格的同步；另一路送攝像機跟蹤器，到計算機工作站，攝像機跟蹤器實時獲取前景攝像機的運動參數，并傳遞給計算機工作站。計算機工作站根據前景攝像機的運動參數，控制圖形圖像發生器實時生成對應虛擬三維場景，然后由色鍵控制器將前景視頻圖像與虛擬場景實時地合成輸出至視頻切換臺，由視頻切換臺控制最終視頻的輸出與播放。

2.用于實驗教學的優勢

（1）降低教學成本。由于虛擬演播室只需一個藍色的背景，用于合成的場景都是通過計算機虛擬生成的，因此大大節省了制作、搭建布景的實驗成本。在同一個演播室中，只需改變計算機生成的虛擬場景，就能錄制各種不同類別的節目，有效利用了演播室資源。在影視制作實驗教學中，只需一次投資，就能長期受用。

（2）實現背景置換快捷。虛擬演播室的場景只需通過計算機將事先制作好的虛擬三維場景調用出來即可，從一個場景到另一個場景的置換，只需幾分鐘的時間。而在真實的拍攝場景中，只需一個藍色的背景，就能實現與各種類別節目主題相匹配的場景的攝制。

（3）實現遠距離連線。虛擬演播室能夠通過互聯網將外地演播室的實況視頻與本地演播室中演員的場景視頻實時地結合在一個虛擬場景中，實現演員的“面對面”。如學生在制作訪談類節目中，需訪問外地的專家，只需將專家在外地演播室的實況視頻與本地演播室中主持人的場景視頻實時地結合在一個虛擬場景中，主持人便可以在虛擬場景中與專家“面對面”地進行訪談、交流。而呈現在觀眾眼前的，卻是專家親臨本地演播室，從而增強了現場的參與感。[6]

（4）創意無限自由。傳統演播室實驗受物理空間、資金等限制，約束了其創作空間。虛擬演播室的出現，打破了傳統演播室的界限。它不受物理空間大小的限制，實現了許多真實場景無法達到的效果，給影視創作人員帶來了無限的創意空間，使“只有想不到，沒有做不到”成為可能。

二、虛擬演播室在影視制作實驗教學中的應用策略

在傳統的影視制作實驗教學中，由于學校經費有限，不可能像電視臺那樣，不同的節目都投資制作不同的場景，因此影視制作實驗教學的題材選擇相對單一，所能實現的場景也相對簡單。[7]而虛擬演播室的出現，在很大程度上解決了資金投入不足等問題，學校只需一次投入建設虛擬演播室的硬件設備，即可長期受用，且可以實現變化多樣的實驗教學場景。

1.前期拍攝實驗教學應用

一般而言，傳統的影視前期拍攝指現場拍攝，這里往往包含場景的制作，需要各部門的配合協調。如果各部門協調不好，將直接影響到節目的制作質量和生產速度。虛擬演播技術的產生，提高了節目生產效率和速度，大大節省了節目制作資金。傳統影視實驗教學中，學生不可能有機會參與到各種類型大型場面的拍攝工作，有了虛擬演播室后，學生在虛擬演播室中就可以進行大型場面的攝制。傳統影視大場面的拍攝中，攝像機的機位確定是一件不容易做到的事情，特別是多機位拍攝，不但費力、費資金，所攝制的畫面效果也只能憑借經驗做出大概估計，無法做到精確處理。而應用虛擬演播技術，可以快速生成三維虛擬場景，還可以對每臺攝像機的機位、拍攝角度、拍攝方向及運動路線進行準確的計算，甚至可以事先觀看到完成后的大致效果，并可以根據效果圖像進行修改、優化。這樣，大場面的拍攝難度被大大降低，工作效率得到大幅度提高。如拍攝戰爭場面就可以采用計算機預先生成場景，并進行優化處理，得到的畫面視覺效果能與真實戰爭相媲美。利用虛擬演播室，在實驗教學中也可以加入大場面的拍攝實驗經驗，通過計算機生成氣勢恢宏的大型場面，讓學生體驗一回拍攝大片的感覺，提高學生對影視制作學習的積極性。

傳統影視拍攝中，有些場景受地理環境、氣候條件等限制，難以達到理想的效果，如電視《昆侖女神》的拍攝中，在青藏高原的場景就遇到了許多困難。而在傳統的影視制作實驗教學中，場景的受限制程度就更大了，如在紀實類拍攝實驗教學中，要求學生分小組拍攝，主題為某一地點的風光介紹。由于學生拍攝的活動范圍通常被限制在校園內部，自然其創作思維也就被束縛在校園風光的介紹上了，結果每個小組拍攝的都是校園風光介紹，作品出現大量的重復，學生的創作思維受到嚴重的限制。而利用虛擬演播技術，就能在很大程度上克服這些弊端。學生通過計算機可以生成南京中山陵的場景，介紹中山陵的風光；也可以生成北京故宮的場景，介紹故宮的景致；還可以生成美國哈佛大學的場景，感受哈佛的人文氣息；甚至可以發揮自己的想象力，勾畫出自己心目中的理想境地。學生的創作思維被無限激發，提高了學生學習的積極性，教學效果也顯著提升。

虛擬演播技術還可應用于廣告創作實驗教學中，通過計算機建模虛擬三維場景，就能在虛擬演播室中拍攝各種類型的廣告。傳統廣告創作實驗不但受資金、地理環境的限制，還受季節的影響，不同的季節只能創作對應該季節主題的廣告。而在虛擬演播室中，則能輕松獲得四季場景的置換。如進行保險廣告的創作時，為體現保險的無處不在，就需要將不同季節、不同地點的場景進行組合，如夏季江南的古鎮水鄉、秋季西部的黃土高原、冬季北方的皚皚白雪、春季東方都市的高樓大廈等，通過計算機虛擬技術生成四季各地景致，并將其無縫地連接在一起，就足以達到以假亂真的效果。

2.后期制作實驗教學應用

虛擬演播室對后期制作的影響也令人刮目相看。它不但強化了畫面視覺沖擊力，還形成了獨特的電視畫面視覺語言形式，實現了傳統攝制與特技無法比擬的效果。

傳統的影視制作實驗，是以前期的拍攝為基礎，進行畫面的創作。虛擬演播技術的出現，改變了人們對制作這一傳統觀念的理解。虛擬演播室中的影視制作實驗不再是依賴于前期的拍攝工作，而后期制作顯得更為重要。虛擬場景的生成及后期視頻的合成都直接影響到影視制作實驗的效果。從某種意義上講，虛擬演播技術被認為是影視制作技術發展的最高形式，在影視制作技術中變得比以往任何時刻都重要。隨著虛擬演播技術的不斷改進與發展，虛擬演播室的圖像處理能力越來越強，影視制作實驗對其的依賴程度也越來越高。在虛擬演播室環境下，能創作出任何人所想象的場景或現象，真正做到了“只有想不到，沒有做不到”。

在虛擬演播室環境下進行影視制作實驗，可以讓學生思維不受限制，盡情發揮自己的想象力，創造出無限自由的影視作品。當然，虛擬演播技術還可以應用于影視制作教學中，在虛擬環境下，讓學生走進電影世界，了解影視制作中的各個要素，使影視制作學習變得輕松，且充滿樂趣。

三、虛擬演播室在影視制作實驗教學中應用的總結與反思

1.轉變教學理念

傳統影視制作實驗教學，由于受演播室物理空間大小及舞臺布景等多重因素的限制，其實驗場景、內容的可選擇性較少。因此，在教學中相對偏重教師的講授及影片賞析，而真正讓學生動手創作的機會較少，形成了一種灌輸式的教學，在一定程度上限制了學生創造性思維的發展。而虛擬演播室不受物理空間大小的限制，舞臺置景輕松快捷，三維場景的生成任由影視創作人員想象發揮，大大增加了實驗場景、內容的可選擇性。教師在完成理論講授及影片賞析的基礎上，可安排大量的實驗課程，讓學生通過大量的實驗、操作，在做中學，充分發揮學生的創造力。同時，教師也可將理論知識通過虛擬演播室來呈現，將教學內容更加直觀、形象、生動地展現在學生面前，充分調動學生學習的積極性，讓學習不再那么枯燥。

傳統影視制作實驗，以前期拍攝為基礎進行畫面的創作，在實驗教學中強調學生的拍攝技能。而虛擬演播室的出現，弱化了前期拍攝在影視制作實驗中的地位，因此，在虛擬演播室中的實驗教學更加強調學生的動手制作能力，尤其是虛擬三維場景的建構及其運動控制能力。

2.改進制作技術

傳統影視制作實驗教學中，涉及的技術主要有前期拍攝技術和后期編輯技術，前期拍攝包括舞臺場景設計、燈光、美工、攝像等，后期編輯技術主要包括非線性剪輯、特效制作、配音及字幕合成等，可選用的軟件有Adobe Premier、Edius、Ulead Media Studio Pro、After Effect、Adobe Audition、Adobe PhotoShop等。而采用虛擬演播室進行影視制作實驗教學時，前期拍攝中的舞臺場景設計及美工工作都被內化到計算機虛擬場景的生成中去了，而燈光控制要求與虛擬場景中的燈光保持嚴格的一致，同時又新增了攝像機跟蹤技術、虛擬場景的生成及控制技術。

攝像機跟蹤技術是虛擬演播室中的一項關鍵技術，它可以實時獲取攝像機在藍室中的實際位置變化和動作參數，以此來判斷攝像機、演員與虛擬場景之間的相對位置關系，實現實景攝像機與虛擬攝像機的鎖定。[8]學生使用攝像機跟蹤系統實時獲取實景攝像機的運動參數，控制虛擬三維場景的生成，就能準確且高效地獲得視頻的有效合成。

虛擬場景的生成及控制是通過計算機來完成的，預先由三維動畫軟件（如3DS Max、Maya等）建模生成虛擬三維場景，在拍攝過程中，計算機再根據攝像機跟蹤器傳來的前景攝像機的運動參數，實時地計算出虛擬三維場景的運動，并控制圖形圖像發生器生成對應的運動場景，以保證其輸出的虛擬背景與真實前景同步。[9]由此，學生只要使用三維動畫軟件進行場景建模及其運動控制，就能獲得各式各樣場景的視頻。

3.創新節目制作技能

事實上，虛擬演播室的產生，對影視節目創作實驗教學的影響遠不止上面所提到的。眾所周知，影視節目創作需要建立一套完整的影視蒙太奇語言體系和語法規則，傳統的影視創作中已經有了嚴格的定義和要求。如對景別的取舍，人物近景要求是肩部以上，畫面使用一般不超過兩秒，像這樣類似的蒙太奇語法規定還很多。而虛擬演播技術正逐漸或已經打破了傳統影視視覺語言的語法規則，由于虛擬演播技術創造出來的三維場景，給人的感受與現實不同，它可以使人感受更真實、更具沖擊力。

（1）現有蒙太奇語言的變化。傳統的蒙太奇觀念中，在時間與空間的關系上，對時間有著壓縮、延長、暫停、倒退等效果，而在空間上又是離散的、獨立的，在此基礎上出現了平行式蒙太奇、對比式蒙太奇、隱喻式蒙太奇等一系列蒙太奇表現手法。要在虛擬演播技術中應用這些蒙太奇樣式，就需要對這些蒙太奇樣式進行較大的改動。如傳統觀眾的視點以第三人稱為主，觀眾處于旁觀者的位置，對畫面內容、環境有一定的距離感；而在虛擬場景中，觀眾的位置已不再是旁觀者，而是第一人稱視角，觀眾完全融入場景之中。因此，這意味著平行式蒙太奇方式不再適用。再如影視中對時間的壓縮實驗：鏡頭一，某人開始上臺階；鏡頭二，此人在某一樓梯拐彎處；鏡頭三，此人爬上最后一級臺階，這樣真實的時間和空間都被壓縮了。但在虛擬演播室中，可以這樣處理：鏡頭一，某人上第一層樓梯到拐彎處消失，觀眾的視角好像尾隨其后一樣；鏡頭二，觀眾視角向上；鏡頭三，視角在五樓停頓，這樣的處理方法看起來像長鏡頭理論。確實，虛擬演播技術中的時間、空間與現實世界的時間、空間一樣具有連續性，但這并不意味著在虛擬場景中不能進行蒙太奇轉場，只是這種轉場比傳統轉場方式更柔和。

（2）鏡頭運動的變化。由于虛擬演播技術仿真性極強，視場角與人眼正常視場角無任何區別。任何比人眼正常視場角寬或窄的可視區域或變形，都會引起人眼的不適應或心理的特殊反應。鏡頭視場角隨焦距的變化而變化，長焦距鏡頭的視場角窄，可小至5度，壓縮了縱向空間；廣角鏡頭的視場角寬，可達100度，拉伸了縱深范圍。[10]而人眼的視場角范圍要比鏡頭視場角范圍小，因此也就限制了變焦距鏡頭變焦的范圍。馬賽爾·馬爾丹在他的《電影語言》一書中也寫道：“我們的視覺每次卻只能波及六十度，甚至在我們的注意力集中時，只有三十度。”[11]若鏡頭視場角超過人眼的視覺承受能力，就會引起人眼的不適感。

此外，由于人眼對物體運動速度承受能力有限，運動拍攝中，在考慮實際物體的運動速度和規律的前提下，鏡頭運動速度變化不能過快，若超過人眼正常視覺承受能力，會使人感覺眩暈不適。

綜上所述，虛擬演播技術發展到今天，已改變了影視制作實驗教學的方式，使影視制作實驗教學更容易，且充滿創造性、趣味性，但同時也提出了新的教學要求。因此，對于虛擬演播技術在影視制作實驗教學中的應用，還有待我們進一步研究。

[1]蘇建明,張續紅,胡慶夕.展望虛擬現實技術[J].計算機仿真,2004（1）.

[2]王士勇,羅紅.虛擬演播室在教學中的應用研究[J].西北醫學教育,2009（4）.

[3]王衛軍，楊曉宏.虛擬演播技術及其在電視教材制作中的應用[J].電化教育研究，2002（1）.

[4]涂淘,葉永沛.虛擬演播技術在教育教學中的應用[J].中國電化教育，2004（5）.

[5]黃慕雄.虛擬演播室及其在電視電視節目制作中的應用[J].中國電化教育，2002（6）.

[6]王哲平.創新教育電視傳播三策[J].當代傳播，2006（5）.

[7]李蓉，趙剛，陳迪.虛擬演播室的教育運用[J].（中國）教育信息化，2006（7）.

[8]唐忠，楊革鋒.虛擬演播室系統的設計與實現[J].桂林電子科技大學學報，2009（12）.

[9]鐘建平.虛擬演播技術及應用[J].南京曉莊學院學報，2005（9）.

[10]馬德俊,徐明.電視制作實踐教程[M].重慶:西南師范大學出版社，2009（1）:30.

[11]馬賽爾·馬爾丹[著],何振[譯].電影語言 [M].北京:中國電影出版社，2006（6）:2.

（編輯：楊馥紅）

G434

B

1673-8454（2010）19-0087-04

*本文為徐州師范大學實驗室建設與管理課題“開放式網絡實驗開發與教學實踐研究”（課題編號L0839）成果之一。