虛擬植入技術在2015年安徽衛視春晚上的應用

李新坤

【摘要】本文介紹了2015年安徽衛視春節聯歡晚會中虛擬植入技術的運用。結合具體的節目，配合圖文，說明虛擬植入技術為節目內容的延展和豐富作出的貢獻，總結了虛擬演播技術在廣播電視領域的創新應用。

【關鍵詞】虛擬植入在線包裝圖形渲染

2015年1月30日，《徽風皖韻吉祥年——2015安徽衛視春節聯歡晚會》在安徽廣播電視臺3600平米演播劇場隆重上演。整臺晚會營造了喜慶吉祥的節日氛圍，注重文藝節目與安徽新聞事件、新聞人物相結合，節目視頻與安徽新成就、新面貌相結合，實力演員與草根達人相結合，形成了獨具特色的“徽式春晚”。為了打造熱烈互動的場面、歡樂的氛圍，展現百姓的視角、民間文藝元素，著力表現他們的愿景、夢想、追求和昂揚向上的姿態，本臺晚會在技術層面上首次使用虛擬植入技術錄制，將虛擬元素與節目表演緊扣起來，交待背景與環境、烘托氣氛，使虛擬視頻、虛擬元素、演員、節目更加緊密融合，推動情節和情緒向高潮發展，賦予晚會更突出、更積極向上的生命力、表現力。

一、虛擬植入技術

虛擬植入技術是基于虛擬演播室系統在實景演播情況下的最新應用，是廣播電視領域里一種先進的節目制作技術手段。其主要目的是要隨著攝像機的推、拉、搖、移等鏡頭變化在電視畫面中以正確的空間邏輯關系展示直接的、立體的、三維的虛擬場景和元素，并能夠使主持人或者演員與虛擬場景、虛擬元素進行互動，讓電視觀眾能夠視之有物，產生真實的視覺感受，進入虛擬出來的實景體驗之中。

虛擬植入技術的核心在于真實的攝像機和渲染引擎上的虛擬攝像機之間的綁定，真實攝像機將諸如推、拉、搖、移、俯、仰、光圈、聚焦、變焦、空間位置、高度、幅度等一系列實時變化中的參數傳遞給渲染引擎，由渲染引擎將真實攝像機的運動轉化為虛擬攝像機的運動，同時實時渲染出相應的虛擬場景或者虛擬元素。

二、春晚虛擬植入類節目形態及場景設計

2015年安徽衛視春節聯歡晚會在籌備之初便多方調研，創意制作，最終確定兩個節目重點采用虛擬植入技術制作。這兩個節目通過采用該項技術，借助計算機手段，可以把一些現實中不可能呈現的，比較夢幻的、唯美的東西，加入到舞臺表現形式上，也可以把舞蹈意境中的一些蓮花、文字等虛擬元素直接投影在空氣中，從而使觀眾從電視屏幕上看到的畫面將會比現場更加絢麗多彩。

項目確定以后，首先進行虛擬場景和虛擬元素的創意、設計、制作、生成效果圖供進一步的溝通和修改。在和節目部門進行深入的溝通和交流后，我們根據節目的需求設計制作了符合節目主旨，體現節目構思，貼合實景舞美的虛擬場景和虛擬元素，同時生成整體效果圖，見下圖：

經過多次測量、細化、調整、修改之后，得到了節目方的認可和肯定。最終得到的虛擬場景和虛擬元素充分融入晚會現場真實的舞美設計之中，配合現場大屏視頻、燈光效果，營造了美侖美奐的虛擬世界。

三、系統搭建和運行

為了使安徽衛視春晚能夠順利的按照設想效果完美的呈現給電視機前觀眾，我們根據本次晚會的現實技術條件和節目的技術要求，決定采用雙機位、雙通道、直通式虛擬植入技術，將整套系統接入高清轉播車，最終將合成信號傳送至導播臺供切換導演自主選擇鏡頭畫面的形式，圓滿的完成本次晚會的錄制工作。

虛擬植入系統圖：

硬件部分：

1、兩套HP Z820圖形工作站。

2、兩張DVS Atomix HDMI視頻卡，支持2路活動視頻輸入，2路SD/ HD-SDI信號輸出（1Key& 1Fill）。

3、兩張Moxa PCI RS 422/485多串口卡，帶接口辮子。

4、一套STYPEGRIP STYPEKIT-VSⅡ搖臂傳感器，STYPEGRIP公司的STYPEKIT-VSⅡ是專為占美搖臂設計的跟蹤器套件，可以直接安裝于占美搖臂上，由控制面板、編碼器齒輪、電源適配器等套件組成，可應用于虛擬演播室或虛擬植入。

5、一套SHOTOKU SX300VR System HD DOL傳感器云臺、三角腳、編碼器齒輪等套件，用于固定機位虛擬。

6、網線若干，用于數據傳輸和控制。

7、搖臂機位和固定機位都需要在返送監看，本機監看、虛擬監看（固定虛擬的監看，非PGM切換才可監看）、PGM監看。8、一臺千兆交換機。軟件部分：

1、虛擬演播室設置及控制軟件，用于校正虛擬攝像機的原點和跟蹤性能。

2、高清實時三維渲染引擎，根據攝像機的跟蹤信號，實時渲染設計好的三維虛擬場景和虛擬元素。

3、虛擬場景設計軟件，用于虛擬場景和虛擬元素的設計和調整修改。

4、實施特效插件包。

5、虛擬前景控制軟件，用于載入和切換虛擬場景和虛擬元素到渲染引擎，并通過可自定義的控制模塊來進行互動播放控制。

虛擬植入系統的搭建過程，重點是跟蹤系統的定位和場景調試。兩個機位中，一個是固定機位，采用SHOTOKU SX300VR System HD DOL傳感器云臺、三角腳、編碼器齒輪等套件進行攝像機的跟蹤數據輸出；另一個是動態機位，使用占美搖臂，采用專門為其設計的STYPEGRIP STYPEKIT-VSⅡ搖臂傳感器套件進行跟蹤數據輸出。其中，固定機位只能實現推、拉、搖、移四個動作中的前三個，即鏡頭的推拉、俯仰和水平搖動，攝像機的位置和高度是不能改變的。而動態機位則可以全面實現攝像機的推、拉、搖、移、俯、仰、光圈、聚焦、變焦、空間位置、高度、幅度等一系列實時運動跟蹤，全面展現虛擬場景的三維效果，給觀眾帶來強烈的視覺沖擊和非同凡響的震撼體驗。這兩套跟蹤傳感設備都有各自的定位和成熟的設置方法，我們按照各自的操作程序，順利完成兩個機位的定位，取得正確的跟蹤數據，輸入到渲染引擎。然后，就可以進行虛擬場景和虛擬元素的調試，使之完全貼合其應該所在的空間位置，完美的融入到真實的舞臺之中，并根據節目進程不斷的按預先設置的動畫呈現整體美術效果。

機位和場景定位調試結束之后，兩路通過渲染引擎輸出的前背景合成畫面直接輸出到轉播車的視頻切換臺上，供導播選擇播出，最終形成固定正機位的虛擬場景“縱觀全局”，搖臂機位的虛擬場景“自由馳騁”，再配合其他實景機位進行完美的特效切換，充分發揮導演的藝術才思，激情創作，給觀眾奉獻一場視覺盛宴。

結語

2015年的安徽衛視春節聯歡晚會節目創意新穎、表現手法獨特、視頻創意大氣，利用最新的技術手段配合節目內容、突出節目亮點，開創了安徽廣播電視臺虛擬演播技術應用的新篇章。這大大的增加了我們對大型晚會投入看似復雜的新技術的信心。在技術不斷進步和創新的大環境下，我們將努力迎接挑戰，以新技術引領節目形式的變革和發展，為安徽廣播電視事業的發展貢獻力量。

（作者單位：安徽廣播電視臺）

責編：姚少寶