虛擬演播室系統(tǒng)分析及應用

侯碩

摘 要 改革開放以來，我國科學技術發(fā)展十分迅猛，一些新興的科學技術也不斷出現(xiàn)。虛擬演播室是最近幾年才被逐漸普及和應用起來的一種非常高端的電視節(jié)目錄制技術。它的工作原理是將電腦制作的虛擬三維場景與數(shù)字攝像機現(xiàn)場拍攝的真實人物進行活動的圖像再經(jīng)過計算機的實時合成，簡單來說，就是將現(xiàn)實人物和虛擬背景完美的結合在一起。由于背景大多是由電腦合成的，變化起來又十分迅速，所以演播方式豐富多樣，層出不窮。虛擬演播室的獨特魅力和廣闊的發(fā)展空間，現(xiàn)如今已被越來越多的節(jié)目制作和編輯人員所關注和應用。本文就深入探討了虛擬演播室的關鍵技術、實際應用和優(yōu)勢所在。

關鍵詞 虛擬演播室；色鍵與藍箱；三維技術

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）173-0085-02

虛擬演播室系統(tǒng)，又被稱為VVS，是一種全新的電視節(jié)目制作工具，充分利用了計算機三維圖形技術和視頻合成技術，根據(jù)攝像機的參數(shù)與位置，使虛擬的三維場景與前景保持高度一致，再由色鍵技術進行加工處理，讓主持人和電腦合成的三維虛擬場景完美的結合在一起，而且主持人還可以在虛擬場景中做出動作，創(chuàng)造出具有真實感、立體感的電視演播室效果。許多實景演播室無法實現(xiàn)的節(jié)目效果，對于虛擬演播室來說，是非常簡單的。舉例來說，在演播室里建筑高樓大廈，演員在太空進行實時轉播，演播室內(nèi)突然下起了暴雨，諸如此類還有很多。甚至部分電視臺連主持人都是虛擬的，它們不但可以配合真實的主持人員進行節(jié)目的主持，而且還可以單獨主持節(jié)目。虛擬演播室技術的誕生，無論是在視頻制作還是電視廣播等方面都引發(fā)了一場技術浪潮。

1 虛擬演播室的優(yōu)勢

虛擬演播室與傳統(tǒng)演播室相比有著很多比較突出的優(yōu)點，首先，傳統(tǒng)演播室大多都是實景演播室，場景需要實際搭建，并且用途比較單一。如果節(jié)目組想要更換節(jié)目，場景就需要重新搭建，用的道具也要立即更換。其次，實際布景也并不是那么動感，節(jié)目比較單調(diào)乏味，更換幾次節(jié)目之后就會積累下大量無法再使用的道具，十分浪費，并且工作效率很低。

虛擬演播室在工作時，數(shù)字攝像機的拍攝到的現(xiàn)場實況會通過傳感器傳遞給圖像處理中心，電腦根據(jù)這些信息得到真實物體或演員與數(shù)字攝像機之間的距離和相對位置，從而計算出虛擬的三維場景的尺寸大小和應該插入的具體位置，并且按照節(jié)目制作的要求來快速制作虛擬場景和道具，這種不需要實際布景和道具設計的虛擬演播室無疑更加快捷方便，成本低廉。下面我來仔細分析其優(yōu)勢所在。

1.1 節(jié)省制作成本，工作效率高

在傳統(tǒng)演播室中，如果節(jié)目制作人員想要改變某一布局或者某個道具往往會重新進行設計制作，會花費很長時間，而虛擬演播室無論是場景布局還是道具制作都是在電腦上進行的，節(jié)目制作人員可以隨時用計算機改變場景中的任意元素，這對于現(xiàn)場直播這種時效性電視節(jié)目而言，無疑有著巨大的優(yōu)勢。并且虛擬演播室不需要實際的場景和道具，只需要一次投資就可以免費永久使用，充分發(fā)揮制作人員的智慧和才智，優(yōu)化場景布局的同時也增加了節(jié)目的多樣性。所以，這種虛擬技術不但縮減了節(jié)目前期準備時間，提升了演播室的利用效率，也同樣節(jié)省了購買材料和設計制作的成本，十分實用。

1.2 欄目改版簡單，廣告植入方便

首先，現(xiàn)在的虛擬演播室都有一套比較完善的空間設計系統(tǒng)，利用三維技術來生成精致的道具或者現(xiàn)實生活中難以制作的場景，比如瀑布、火山、暴雨等大量虛擬的特殊環(huán)境。這樣就使得電視欄目的改版變得比以往容易了很多。同時，這套系統(tǒng)是可以兼容第三方軟件的。這樣一來，節(jié)目制作人員不止可以使用系統(tǒng)原本強大的三維技術來進行場景和道具制作，也可以使用各種各樣的第三方軟件，制作人員獲得了更多的創(chuàng)造與想象的空間，以最低的成本創(chuàng)造出新奇的視覺效果，讓節(jié)目變得更加吸引觀眾。

其次，如果在傳統(tǒng)演播室制作電視節(jié)目，想要植入廣告是極為困難的，一般是在布景的時候加入展板或者字幕，內(nèi)容單調(diào)也不吸人眼球。而虛擬演播室則可以瞬間改變場景，可以隨意添加不同樣式、豐富多彩的廣告。

2 虛擬演播室的關鍵技術

2.1 攝像機的跟蹤定位和鎖定

在運用虛擬演播室進行節(jié)目錄制的時候，往往配備有兩到三個數(shù)字攝像機，這種攝像機一般都有運動檢測和人臉識別系統(tǒng)，以便于用來跟蹤和定位。工作時，數(shù)字攝像機的CCD圖像傳感器會將數(shù)字攝像機聚焦，切鏡，升降等動作傳到控制中心，經(jīng)過信息處理傳遞給虛擬攝像機，用這種方法來實現(xiàn)虛擬攝像機和數(shù)字攝像機的完美同步。另外，當虛擬演播室有兩臺攝像機同時工作并且需要切換時，為了確保在切換鏡頭的時候，節(jié)目主持人突然從一個場景瞬間切到另一個場景，所以必須要保證節(jié)目主持人和虛擬的三維場景之間的距離和位置都是固定住的，以免給觀眾們帶來虛幻的感覺，也沒有立體感。真實的演員是數(shù)字攝像機負責的，而虛擬布景是虛擬攝像機負責的，所以，在拍攝過程中，虛擬攝像機之間必須和數(shù)字攝像機之間的距離相等，方向也必須一致，即攝像機的鎖定。

2.2 變焦、聚焦和景深

在節(jié)目進行錄制的時候，攝像機聚焦點一直都是放在節(jié)目主持人身上的。如果這個時候主持人和所處的背景都非常的清晰，那就會產(chǎn)生景深的不真實感，因為景深是隨著聚焦增大而增大的。需要注意的是，有時根據(jù)節(jié)目需要要有特寫鏡頭時，主持人所處的虛場景不能是非常清晰的，這樣才會讓前景和背景看起來是出自同一臺攝像機，做不到這一點的虛擬演播室是失敗的。

2.3 計算機網(wǎng)絡技術

虛擬演播室系統(tǒng)所配備的計算機其實是一個計算機網(wǎng)絡，主機為網(wǎng)絡中心，網(wǎng)絡中心控制整個虛擬演播室，是虛擬演播室的核心部件。它除了可以使用和微調(diào)工作人員制作好的三維虛擬場景以外，還可以向圖像轉換器傳遞圖形數(shù)據(jù)和處理由攝像機運動識別系統(tǒng)所傳輸來的攝像機運動數(shù)據(jù)。根據(jù)主機傳來的攝像機運動數(shù)據(jù)進行數(shù)字化合成處理，以便實時地計算出虛擬的三維電腦場景的運動，以保證其輸出的虛擬背景與真實的前景同步。

3 虛擬演播室的實際應用范圍

現(xiàn)如今，大多虛擬演播室被應用于中小型規(guī)模的演播室，這類演播室一般會制作類似新聞訪談，體育咨詢或者天氣預報等類型的節(jié)目，這些欄目都具有場景范圍不大，更換頻繁，參演人數(shù)少，攝像機位不多等特點，但是后期制作量比較大且時間較緊。這種多欄目且共用一個演播室的情況用虛擬演播室再合適不過，虛擬演播室剛開始只用于節(jié)目的制作，而現(xiàn)在隨著科學技術的發(fā)展，虛擬演播室也逐漸開發(fā)出了很多新的技術，比如數(shù)字重放技術、移動場景技術、虛擬廣告技術等多元化，全方位的技術，有了這些技術制作節(jié)目更是如虎添翼。應用范圍變得更加廣泛，尤其是在體育新聞報道和廣告推銷方面。

4 結論

虛擬演播室技術的發(fā)展也意味著計算機技術的發(fā)展近年來也非常迅猛，就目前在計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展如此快速的情況下，虛擬演播室技術一定也會迎來更寬廣的發(fā)展空間。雖然現(xiàn)在的虛擬演播室系統(tǒng)還有一些技術和資金上面的問題，沒有得到真正的全面普及。但是，已經(jīng)有越來越多的生產(chǎn)商家和相關技術人員開始投入資金進行研發(fā)，并且隨著技術的不斷完善，出產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品也越來越多，讓我們有了充分選擇的余地。因此，我相信，虛擬演播室一定會成為非常受歡迎的電視制作工具，引起一場真正的技術革命。

參考文獻

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