虛擬演播室技術原理概述及應用分析

摘要：文章采用邏輯分析法，概述虛擬演播室技術內容，并且對虛擬演播室的原理及應用流程進行基本分析，最后針對虛擬演播室技術的廣泛應用提出幾點建議。對虛擬演播室技術在節目制作中應用的探討，旨在更清晰地了解虛擬演播室技術的應用范圍和未來發展。收集與分析虛擬演播室技術資料，引用各類節目制作中虛擬演播室技術實際應用案例進行分析，得到了一定的研究結論，并且引入了具體在新聞類節目制作、綜藝類節目制作和訪談類節目制作中的應用研究。研究發現，虛擬演播室技術的覆蓋更加全面廣闊，將會更好地推動我國電視節目制作技藝的進步。

關鍵詞：虛擬演播室技術；技術原理；電視節目制作；節目應用；節目效果

中圖分類號：TN948.1 文獻標志碼：A 文章編號：1674-8883（2022）14-0168-03

信息技術的進步改變了電視節目制作模式，在現代電視節目制作中更多地應用了現代技術，如虛擬演播室技術便是其中一種。相較于傳統電視節目的制作方式，虛擬演播室技術的應用減少了節目制作的消耗，也提高了節目的場景設計效果，在現代電視節目制作中應用得十分廣泛[1]。

虛擬演播室技術的應用代表了我國電視節目制作理念里程碑式的發展，當然在實踐中并不是單單應用此項技術就可以提高整體節目效果，更需要對虛擬演播室技術有著深入和合理的應用，而這兩方面內容也會推動我國相關領域的進步。

一、虛擬演播室技術概述

虛擬演播室技術是基于信息技術所搭建的虛擬演播室而存在的，從技術類別可以劃分為虛擬場景技術、色鍵技術和燈光技術等。從應用層面來看，虛擬演播室技術在利用了傳統色鍵技術的基礎上，加入了現代信息技術和視頻技術，通過模擬場景和建立攝像參數，保持三維模擬場景應用到攝像鏡頭中，最后呈現的效果就是主持人置身于計算機所模擬出的三維運營場景。演播室場景的構筑是基于計算機模擬技術而實現的，因此將其稱為虛擬演播室技術。

在現代傳媒節目制作中應用虛擬演播室技術，可以改善傳統演播室布局場景相對單一的問題，而且無論節目中對場景的需求為何，都能通過虛擬技術實現。無論場景是虛幻的還是現實存在的，將原本需要戶外取景的拍攝過程變化成為依賴設計者水平的設計作品，從而使演播室中很多場景都是現實生活無法比擬的[2]。例如，在虛擬演播室中重現月球景色，在一些災難報道中重現災難現場等。

拋開場景構筑之外，一些節目甚至已經開始采用虛擬構成的主持人類型，也推動了虛擬演播室技術的整體進步。

二、虛擬演播室技術原理

就虛擬演播室的技術原理來看，具體可以劃分為以下步驟。

第一，虛擬背景的渲染。包括對虛擬背景的渲染和制作，以及最后對虛擬背景的輸出。一般來說是利用采集傳感器跟蹤系統來模仿攝像機的運動參數，然后根據結果輸出參數信號，整體來說包括整體背景的基本信號切換，在適當的時候對現場進行切換操作，并且保證各項參數的基本狀態[3]。

第二，攝像機傳感跟蹤系統。采用機械跟蹤、光電信號跟蹤等方式跟蹤攝像機的動作軌跡，隨著攝像機動作軌跡內容的不斷變化，基本的動作信息內容也不斷變化。

第三，通過攝像機前景和虛擬背景的合成實現最后的畫面輸出，首先通過切換裝置實現前景信號的切換，并且對外來同步信號進行有效分配，一般來說是進行色鍵、切換模塊以及預留給用戶攝像機的三個同步信號輸出口。一般來說，這種后續輸出的畫面具有一定延時，必須保證背景信號的基本同步。

三、虛擬演播室的應用流程

只有對虛擬演播室技術有足夠深刻的了解，才能更好地發揮其優勢。從理念和應用角度來看，虛擬演播室技術打破了傳統電視節目制作的限制，提供了更加廣闊的創作空間，提供了視頻變化的基本特征，也實現了視頻制作的整體革新。在虛擬演播室技術的推動下，電視節目制作已經呈現出全新的理念[4]，而具體的操作流程大致如下。

（一）制作方案

制作一檔電視節目，首先應該制訂節目拍攝的基本方案。在一些特定場合中，方案也被稱作“劇本”。一般來說，這種方案要制訂得十分詳細，可以具體細化到某一個畫面中主持人的位置變化，虛擬場景是否需要配合進行改變等。足夠細化的方案可以避免因現場攝像機位置變化所導致的像素變化等問題。方案的有效細化，還可以確保三維場景在節目制作之前就已經執行良好[5]。

（二）三維圖像制作

虛擬演播室提供了豐富的制作手段，利用圖像產生和合成系統實現了演播室的觀念進步，突破了傳統的束縛，因此，在制作過程中應用三維動畫制作，可以更好地滿足節目需求，有效提升節目質量。在實踐中根據節目制作的具體要求來分析是否需要進行三維圖形的制作，并且考慮如何落實。

（三）場景配合

虛擬演播室技術在已經完成的三維圖像基礎上，可以根據場景需求，經過圖像格式的轉換，將場景貼到相應系統的目錄中，然后引入虛擬演播室環境中。可以說虛擬環境在存入基本的三維圖像后，可以直接應用，節省了大量的運算及制作時間，在一些特定節目的表演中可以實現基本的無縫連接。

所謂場景配合，就是保證主持人的行為并不會在虛擬場景應用中產生漏洞[6]。

從技術類別角度來看，雖然技術在不斷革新，可以說很短的時間內就會出現版本更新及功能創新，但相關探討仍然需要基于現實層面，因此在節目制作中制作人員必須與導演進行細節上的溝通，這種思路也就意味著制作人員從領會他人意圖進行設計的技術員變成了節目方案的創作者，而這正是虛擬演播室技術進步所帶來的結果，這對所有參與廣播電視節目制作的業務人員提出了更高的要求，也擴大了現代導演工作的基本范圍。對于從業者而言，一定要認識到這種變化趨勢，才能保證廣播電視節目制作的基本效果。

例如，導演為了在節目中達成某個效果，如標志的基本動作，需要與設計人員進行說明，然后由設計人員實現這種想法。雖然這種模式在一定程度上影響了導演的即興發揮，但是從技術角度來看，所能支持的動作類型也更加多樣化。

就目前來看，這種技術上的優勢仍然是應用虛擬演播室技術的基礎，也是其最為主要的特點。

（四）現場調度

虛擬演播室更改了傳統演播室的環境設置，例如傳統演播室需要進行基本的場景布置，而在虛擬演播室技術的加持下，可以將場景涂成藍色，然后利用虛擬演播室技術進行場景設置。

在這樣的技術環境下，攝像機僅需要將拍攝視角對準主持人，后續的拍攝運動則需要跟隨電腦中所建立的虛擬場景來實現，導演通過PC端口對節目進行控制。

這種場景拍攝需要一直對現場進行把控[7]，若出現意外情況，如攝像機拍攝到場景背景外的內容，也可以利用軟件制作場景。

關于導演和操作者，目前還沒有準確的稱呼，國外借助傳統說法將其稱為“operator”，當然這種操控并不是簡單的傳統操控可以比擬的。虛擬演播室系統更加全面，功能更加多樣，在其中真正發揮領導作用的應該是控制系統，其可以落實導演的基本意圖，這也要求相關工作人員能夠熟練使用相關軟件，另外還需要和導演密切配合，才能保證雙方共同參與，制作理想的節目。

總的來看，對應用程序和基本注意點進行分析，虛擬演播室技術無非實現了多畫面的融合，也符合現代電視節目制作的基本理念。

四、虛擬演播室技術的廣泛應用

從技術特點來看，虛擬演播室技術是隨著計算機技術不斷進步而產生的技術類型，而且歸類于電視節目制作系統。

使用該系統技術，攝像機的工作信息是不斷的，將現場信息傳遞到圖形工作站，并且接收圖形工作站反饋的信息，內容因此在前景物體攝像機之間不斷了解雙方的位置信息，可以更好地對虛擬場景進行相關設計，最后收到相應的三維模型。利用色健技術實現對虛擬場景的構圖，以背景幕布充當基本背景，最后可以替換背景，將主持人擺放到實際的三維模型中。雖然在技術范疇上來說是假的，但最后呈現在電視機上的效果是比較真實的。

虛擬演播室技術優勢是比較明顯的。無論是畫面制作還是背景生成，都可以根據具體的播報內容進行相關選擇。

利用技術所生成的場景，實現了對傳統背景限制的突破，而且一些特定的場景構造，尤其是真實場景都無法與預期相比。

拍攝中攝像機可以進行大范圍旋轉，且不受時間空間等多種外界環境的限制，還可以進行大量虛擬道具的引入，讓節目呈現效果更加精彩，吸引人注意，更好地推動節目制作，提供更大的創作空間。

與傳統的節目制作技術相比，虛擬演播室技術成本低廉，場景落地都是依靠計算機進行，而且變更場景又十分便捷，可以將人力、物力、財力等多方面的消耗降低到最小。可以說與傳統技術相比，虛擬演播室技術有著得天獨厚的優勢。

（一）新聞類節目制作

首先應用虛擬演播室技術的便是新聞類節目。一般來說新聞類節目在實時性、權威性等方面有十分嚴格的要求，其也是目前電視節目中最重要的組成部分。大部分新聞類節目都是采用日播的形式，具有較高的影響力及公信力。

但是新聞播報類節目應用傳統播放模式難免會出現一種情況，即主持人進行單向的信息傳遞，觀眾缺乏一種身臨其境的代入感。因此，應用虛擬演播室技術，也是新聞類節目首要考慮的內容。新聞類節目應用虛擬演播室技術，要明確自身優勢，充分發揮新聞類節目的時效性，增強收看代入感對新聞類節目來說僅僅是錦上添花。

在實踐中不需要采用過于復雜的技術，更多采用二維直播模式，在一些特定場合引入特殊場景，更多依靠攝像機的直接拍攝來完成整體的拍攝內容。

（二）綜藝類節目制作

綜藝類節目是近些年大火的節目類別，以娛樂導向為主。在近些年的綜藝節目制作中，對虛擬演播室技術的應用越來越為頻繁。尤其是網絡自制綜藝入局后，加劇了節目的同質化競爭，也推動了各類綜藝節目制作技術的提升。

隨著市場覆蓋范圍的不斷擴大，綜藝類節目對虛擬演播室技術的應用越來越頻繁。從綜藝節目自身出發，應用虛擬演播室技術主要是為了提高自身的表現力和豐富度，其應用過程更加嚴格，應用虛擬演播室技術可以有效增強畫面質感。

以綜藝《極限挑戰》為例，其中很多場景都利用了豐富的設定角色及故事線路，對觀眾產生較強的吸引力，這些場景效果在傳統拍攝中需要依靠實景拍攝才能實現，所消耗的財力物力都比較大，而虛擬演播室技術的應用能減少成本支出，保證節目的基本播出效果。一些少兒綜藝對虛擬演播室技術的應用更值得借鑒，通過有效虛擬場景構建，引導少兒發揮想象力，深受少兒喜愛。可以預見的是，在我國綜藝節目發展進程中，將會更加頻繁地應用虛擬演播室技術。

（三）訪談類節目制作

訪談類節目是一種談話節目，一般是主持人對受訪者進行采訪引導，可能包括雙方的思想碰撞和基本交流等，具體談論內容可能包括來訪者的人生歷程，在某個時間點上發生的事情就需要虛擬演播室進行模擬，可以通過虛擬演播室模擬當時的人生場景或者經歷。此外，就訪談節目的基本要求而言，其對基本的場景氛圍有著十分嚴格的要求，一方面要保證氣氛親和，可以推動主持人和被訪談者的談話順利展開，另一方面也需要保證觀看者的觀看體驗。因此，在現代的訪談節目制作中，采用虛擬演播室技術，可以使現場氛圍更加親和，通過虛擬演播室技術進行場景替換，也可以提升觀看者的觀看體驗。

五、結語

在“互聯網+”時代，信息技術在各行各業中的應用越來越廣泛，也推動了現代電視節目制作中信息技術的應用。雖然當下虛擬演播室技術還不能完全替代傳統的演播室技術，但是隨著虛擬技術的不斷成熟和完善，在電視節目的制作中，虛擬演播室技術的應用場景將會越來越多。對于從業者來說，不斷完善的虛擬演播室技術也對從業者提出了全新的要求，包括基本的技術能力及場景的布置操作能力等。虛擬演播室技術不斷變革，需要從業人員不斷進步，才能保證相關技術門類的應用和發展。

參考文獻：

[1] 柳曉輝.虛擬演播室技術在節目制作中的應用[J].電視技術，2020，44（3）：37-38.

[2] 李劍宇，陳超.淺談虛擬演播室技術在電視節目制作中的應用[J].現代電視技術，2017（9）：104-106，117.

[3] 王誠剛.新媒體背景下虛擬演播室技術在電視節目制作中的應用[J].新聞傳播，2020（16）：94-95.

[4] 周梅.融媒體時代虛擬演播技術在電視節目制作中的應用[J].科技傳播，2020，12（3）：80-82.

[5] 王建烽，黃艷虹.虛擬演播室技術在高校微課視頻制作中的應用[J].長春大學學報（自然科學版），2020，30（2）：6-9.

[6] 余恩林.虛擬演播室技術在電視節目制作中的應用[J].衛星電視與寬帶多媒體，2021（3）：15-16.

[7] 龔璐.簡析虛擬演播室技術在電視節目制作中的應用[J].數碼設計，2020，9（18）：117.

作者簡介 孫居睿，本科，工程師，研究方向：廣播電視。