虛擬演播室技術(shù)在電視節(jié)目制作中的應(yīng)用探討

□陳燕

虛擬演播室技術(shù)是當(dāng)前電視節(jié)目制作過(guò)程中新興的技術(shù)方法，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)技術(shù)與色鍵摳像技術(shù)有機(jī)結(jié)合的科技新成果，該技術(shù)手段的應(yīng)用帶來(lái)了一場(chǎng)電視節(jié)目制作的變革。廣大觀眾看到的電視節(jié)目中唯美而又精彩的畫(huà)面，實(shí)際上就是利用攝像機(jī)拍攝獲得的素材結(jié)合色鍵、視頻合成技術(shù)制作而成的。

一、虛擬演播室技術(shù)概述

實(shí)踐中可以看到，虛擬演播室技術(shù)主要是利用攝像機(jī)跟蹤手段來(lái)捕捉真實(shí)的攝像數(shù)據(jù)，然后結(jié)合計(jì)算機(jī)生成的背景，其中背景成像根據(jù)真實(shí)的鏡頭參數(shù)來(lái)體現(xiàn)，由于這與演員的透視關(guān)系保持一致，因此可以確保真實(shí)感、自然感。因背景多為計(jì)算機(jī)生成且可快速變化，所以更多的演播室場(chǎng)景可采用較為經(jīng)濟(jì)的途徑獲得。就虛擬演播室系統(tǒng)而言，其主要結(jié)構(gòu)如圖1。

（一）攝像機(jī)定位跟蹤

圖1 虛擬演播室系統(tǒng)示意圖

電視節(jié)目制作時(shí)必須先確定攝像機(jī)，尤其是其狀態(tài)信息非常重要。通常情況下，虛擬演播室會(huì)用到2至3個(gè)專(zhuān)用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，而且攝像機(jī)上會(huì)配備運(yùn)動(dòng)檢測(cè)以及識(shí)別設(shè)施——跟蹤器。實(shí)踐中有兩種跟蹤方式，一是光學(xué)識(shí)別，二是機(jī)械傳感式。從原理來(lái)看，都是將檢測(cè)攝像機(jī)的傳感運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)通過(guò)“傳感器”設(shè)施傳至“校準(zhǔn)器”，一般現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)、虛擬演播室內(nèi)的“虛擬”攝像機(jī)被鎖定。

（二）攝像機(jī)鎖定

對(duì)于虛擬演播室而言，其另一個(gè)非常重要的點(diǎn)在于攝像機(jī)位置關(guān)系處理。事實(shí)上，真實(shí)與虛擬攝像機(jī)之間的初始位置沒(méi)有直接的關(guān)聯(lián)性，實(shí)踐中可將其放置在虛擬空間的任意一個(gè)位置。如果演播室有超過(guò)兩臺(tái)攝像機(jī)相互切換時(shí)，應(yīng)當(dāng)保持景物與演員在虛擬演播室內(nèi)位置固定；否則切換過(guò)程中觀眾會(huì)感到演員在不同的地方之間跳動(dòng)，視覺(jué)上產(chǎn)生不真實(shí)感。對(duì)于真實(shí)的物體以及演員而言，主要是基于真實(shí)攝像機(jī)，而虛擬攝像機(jī)只是給出背景，因此需先鎖定虛擬攝像機(jī)的位置，確保虛擬攝像機(jī)間距與真實(shí)攝像機(jī)間距一致，而且推拉以及搖移初始量應(yīng)當(dāng)與真實(shí)攝像機(jī)保持一致，否則不能對(duì)其進(jìn)行切換操作。

（三）變焦、景深、聚焦、色鍵和藍(lán)箱

在拍攝過(guò)程中，攝像機(jī)聚焦點(diǎn)跟蹤著場(chǎng)上的主持人，若前景、背景聚焦清楚，則會(huì)導(dǎo)致景深不自然。特別是給特寫(xiě)時(shí)背景應(yīng)當(dāng)虛焦，前景、背景像是出自一臺(tái)攝像機(jī)。現(xiàn)階段虛擬演播室多數(shù)采用的是Ultimatte摳像模式，其中藍(lán)箱有三種樣式，分別是一墻一底、兩墻一底以及三墻一底。尤其是第三種樣式，給出的空間更大，而且對(duì)攝像機(jī)機(jī)位沒(méi)有太多的限制，能夠大范圍進(jìn)行搖攝。對(duì)于藍(lán)箱而言，應(yīng)當(dāng)保證藍(lán)色背景均勻，墻與墻以及墻與地之間的交接位置不能出現(xiàn)接縫痕跡。在節(jié)目制作時(shí)采用的是色鍵技術(shù)手段，真實(shí)道具與演員在藍(lán)室內(nèi)投影也必須一同進(jìn)入到虛擬空間之中，無(wú)論是環(huán)境景物還是人物都會(huì)在燈光下?lián)傅羝溆白樱瑺I(yíng)造不真實(shí)感。通過(guò)使用色鍵技術(shù)手段產(chǎn)生延時(shí)效果，系統(tǒng)既要增加音頻延時(shí)單元，又要充分考慮其它方面的問(wèn)題。比如，聲音因前景視頻延時(shí)而導(dǎo)致聲畫(huà)不同步，此時(shí)需增設(shè)音頻延時(shí)器。

二、電視節(jié)目制作過(guò)程中的虛擬演播室技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

基于以上對(duì)虛擬演播室重要技術(shù)的分析，在電視節(jié)目制作過(guò)程中這些技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐如下：

（一）一般性應(yīng)用

第一，新聞?lì)惞?jié)目制作中的應(yīng)用。對(duì)于新聞?lì)愲娨暪?jié)目而言，最重要的是時(shí)效性問(wèn)題，其次是節(jié)目畫(huà)面呈現(xiàn)效果。由于新聞?lì)惞?jié)目的演播室是獨(dú)立的，無(wú)需借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)手段進(jìn)行多維度的虛擬，因此在應(yīng)用實(shí)踐中可采用低成本以及收益較高的二維直播模式。在此過(guò)程中應(yīng)當(dāng)特別注意：新聞電視節(jié)目拍攝時(shí)，重點(diǎn)鏡頭是主持人近景，并且近景比較固定，只是做一些推、拉、搖、移等簡(jiǎn)單動(dòng)作。基于此，利用固定機(jī)位機(jī)械傳感跟蹤技術(shù)，對(duì)近景進(jìn)行拍攝時(shí)精準(zhǔn)度一定要提高。

第二，綜藝類(lèi)節(jié)目制作中的應(yīng)用。對(duì)于綜藝類(lèi)節(jié)目而言，由于比較靈活且受公眾歡迎，因此在虛擬演播室技術(shù)應(yīng)用時(shí)需對(duì)節(jié)目畫(huà)面呈現(xiàn)的效果予以修飾，從而實(shí)現(xiàn)豐富節(jié)目畫(huà)面以及播放效果之目的。以國(guó)內(nèi)很多少兒電視節(jié)目為例，背景中添加了很多泡泡元素，而且背景色彩繽紛多樣，此時(shí)需注意虛擬場(chǎng)景導(dǎo)入時(shí)應(yīng)當(dāng)快速切換場(chǎng)景，而且攝像機(jī)跟蹤定位以及校準(zhǔn)也應(yīng)當(dāng)快速精準(zhǔn)。對(duì)于綜藝類(lèi)電視節(jié)目來(lái)講，拍攝手法應(yīng)當(dāng)講究多元化，演播室內(nèi)可以安裝一些軌道車(chē)或者小搖臂等移動(dòng)攝像機(jī)。

第三，訪談?lì)惞?jié)目制作中的應(yīng)用。對(duì)于訪談?lì)惞?jié)目來(lái)說(shuō)，空間感的營(yíng)造較之于其他類(lèi)型的節(jié)目更為重要，受訪者與訪問(wèn)者之間必須營(yíng)造一種比較溫馨而又愜意的環(huán)境氛圍。為此，建議演播室采用多邊形的形式，并且適當(dāng)擺放裝飾性物品用于遮擋，從而消除訪談過(guò)程中的壓迫感。其中，裝飾物既可以是真實(shí)物品用于遮擋，同時(shí)也可以合成。

（二）典型應(yīng)用

目前國(guó)內(nèi)很多電視臺(tái)采用虛擬演播室技術(shù)，其中包括BEL模擬音頻延時(shí)器、DVCPro50視頻處理器、攝像機(jī)狀態(tài)分析器、數(shù)字色鍵以及圖形工作站等多種設(shè)備。攝像機(jī)輸移、拉以及推和搖等輸出信號(hào)、狀態(tài)分析設(shè)施信號(hào)傳輸至視頻處理器，然后對(duì)其進(jìn)行延時(shí)處理，再由視頻處理器將上述信號(hào)通過(guò)網(wǎng)線輸送到工作站，基于藍(lán)底網(wǎng)格辨認(rèn)軟件對(duì)攝像機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，然后及時(shí)調(diào)整虛擬布景及其參數(shù)，以確保色鍵器背景以及鍵信號(hào)能夠順利合成并對(duì)其進(jìn)行輸出。

（三）注意事項(xiàng)

第一，按照電視節(jié)目的類(lèi)型合理選擇燈光技術(shù)方法。實(shí)踐中可以看到，為數(shù)不少的電視節(jié)目制作過(guò)程中為了提高精美度，嚴(yán)重忽略了節(jié)目的風(fēng)格、背景以及色調(diào)和節(jié)目?jī)?nèi)容之間的切合度，致使電視節(jié)目的播放效果難以達(dá)到預(yù)期。為此，需要優(yōu)選虛擬燈光，根據(jù)節(jié)目?jī)?nèi)容甄別設(shè)置。

第二，電視節(jié)目錄制時(shí)應(yīng)當(dāng)如實(shí)記錄藍(lán)箱參數(shù)。在錄制節(jié)目時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意攝像機(jī)所在的位置及其高度和寬度等，這些都是非常重要的參數(shù)。電視節(jié)目制作時(shí)，還需采用上述詳細(xì)記錄的各參數(shù)構(gòu)建三維模型，并以此為基礎(chǔ)來(lái)合理確定主持人的動(dòng)作幅度以及活動(dòng)區(qū)域等。

第三，虛擬演播室技術(shù)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)當(dāng)先記錄腦海中想象的節(jié)目背景，以確保正常設(shè)計(jì)時(shí)不會(huì)疏忽細(xì)節(jié)。在記錄過(guò)程中以草稿記錄樣式為宜，有利于對(duì)虛擬演播室技術(shù)應(yīng)用步驟進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，減少或者避免重復(fù)設(shè)計(jì)以及反復(fù)修改問(wèn)題出現(xiàn)。

第四，節(jié)目場(chǎng)景中的倒影材料以及反光物會(huì)對(duì)電視節(jié)目成效產(chǎn)生不利影響，實(shí)踐中可以采用虛擬演播室技術(shù)來(lái)規(guī)避上述問(wèn)題；同時(shí)，為了能夠有效增強(qiáng)真實(shí)感以及空間立體感，必須對(duì)部分物體采取陰影處理措施。

第五，在利用虛擬演播室技術(shù)設(shè)置節(jié)目背景時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別關(guān)注物體占比情況，最大限度地確保其與真實(shí)物體之間基本一致，以免比例失調(diào)。同時(shí)，還要根據(jù)背景對(duì)電視主持人的著裝以及服飾顏色等進(jìn)行合理搭配，必要時(shí)要進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，虛擬演播室技術(shù)在現(xiàn)代電視節(jié)目制作過(guò)程中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)非常顯著，然而我們依然要注意該技術(shù)應(yīng)用的局限性。隨著科技水平的不斷提升以及三維圖像處理軟件功能的豐富，虛擬演播室技術(shù)得以創(chuàng)新和改進(jìn)，這有利于促進(jìn)電視節(jié)目制作空間的拓寬。