縣級電視臺虛擬演播室技術研究

董昭昌

（慶云縣融媒體中心，山東 德州 253700）

1 虛擬數字技術在電視節目制作過程中的應用

1.1 虛擬演播室技術

虛擬演播室主要利用虛擬現實技術，在既有的摳像技術上融入計算機虛擬功能，以此創造所需要的場景。根據維度劃分，虛擬演播室可分為二維和三維兩個類別。二維的區分并不明顯，而三維在普通三維和真三維之間還存在著明顯的區分。

二維虛擬演播室系統為基本產品，多用來滿足客戶的一些基本需要，無需復雜的步驟，且花費比較少。二維系統所使用的圖像處理器硬件在錄制過程中，要求機位的移動和鏡頭不能改變，所以主持人的位置就容易發生變化，這樣一來就無法與背景保持一致，從而降低節目質量。因為是固定合成的畫面，所以畫面層次感比較差。由于散焦等問題的存在，所以時效性高的節目會首先考慮使用二維系統拍攝[1]。

區分二維系統和三維系統，主要以使用的攝像機和圖像是否進行渲染為衡量標準。三維虛擬現實演播室技術最重要的就是動態遮罩技術，該技術可以實現對動態調節圖層的遮罩。

1.2 虛擬植入技術

傳統的虛擬演播室技術主要是構建虛擬現實場景，而虛擬植入技術則是將演播室變成虛擬現實環境，在這樣的背景下，虛擬植入技術在虛擬演播室技術的基礎上應運而生[2]。應用虛擬植入技術，首先需要通過三維軟件制作虛擬模型，然后再將其輸入至圖形處理器中，使之可以和傳感器從攝像機接收到的信息產生相應的聯系，這樣可以確保虛擬模型與攝像機里的畫面同步，合成并加入至前景里，最后就可以得到電視機播放的畫面效果。

2 虛擬演播室系統的關鍵技術

2.1 攝像機跟蹤技術

攝像機跟蹤技術在運作過程中可以得到攝像機于演播室中的具體位置及運動參數，為虛擬演播室系統更好地模擬物體大小、虛擬背景提供相應的技術支持[3]。攝像機跟蹤技術包括多個部分，如機械傳感技術等。為了得到計算機位置、運動數據，需要在攝像機的三腳架、底座上安置傳感器。若想得到精準運動透視數據，還需在攝像機鏡頭前加裝聚焦傳感器。

2.2 圖像識別技術

圖像識別技術是一種運動估測算法，可以精準計算實時移動畫面并獲取攝像機的運動參數信息。圖像識別技術可以有效改善使用傳感器攝像機拍攝過程中校準難的問題，利于攝像機不同角度的拍攝。

2.3 紅外跟蹤技術

紅外跟蹤技術是一種全新的攝像機跟蹤技術，主要利用紅外線收發裝置檢測人、攝像機在現場的具體位置。

2.4 虛擬場景生成技術

近年來，虛擬演播室的背景、場景的生成均離不開計算機的輔助。按照節目播放的內容，計算機能夠通過制作虛擬場景來還原一些場景和稀奇的景象。可以說，正是因為計算機技術的加持，才為節目制作包裝團隊提供了更多的選擇。三維虛擬場景的產生包括預生成三維虛擬場景和真三維虛擬場景[4]。

預生成三維虛擬場景首先在建模軟件中創建三維模型，然后在每架虛擬攝像機上提前生成所需要的影像畫面，并將其視為虛擬背景，以此完成與真實攝像機的匹配。虛擬場景建立后，就不能再移動各個攝像機的位置。該技術產生的形式還原度極其高。

真三維虛擬場景是以三維虛擬場景生成的形式建立模型，可以在具體操作過程中實現鏡頭移動、運動參數的一致性。該種虛擬場景生成方式的操作不會受到諸多約束。

預生成三維和真三維兩種形式的區別在于是否可以實時讀取、渲染場景源文件。預生成三維生成虛擬場景的方式無需過多復雜的步驟，而真三維則需要燈光調試等操作的支持，正因如此，也使得真三維生成虛擬場景的功能更多。在場景設計過程中，預生成三維通過采用前后景合成法，可以有效防止場景設計受到其他條件的限制，進而設計出更好的場景。真三維主要是實時渲染場景源文件，場景效果的好壞極易受到計算機配置等方面的影響。所以通過對比上述兩種方式可發現，預生成三維適用于制作時間短、實效性高的節目，而真三維則適用于視覺效果和靈活性強的節目。

2.5 色鍵合成技術

前景圖像與虛擬背景合成后就是虛擬演播室錄制的畫面，其中使用的就是傳統色鍵合成技術。利用計算機可以制作虛擬演播室色鍵合成技術中的背景畫面。拍攝實時畫面的前景攝像機需要同時兼顧拍攝和背景畫面控制工作。虛擬演播室色鍵合成技術可以通過改善傳統色鍵技術，實現攝像機和背景同步運動的目標[5]。

3 縣級電視臺應用虛擬演播室技術的必要性

虛擬演播室技術在電視制作領域頗具代表性，對比傳統的演播室而言，其所使用的技術更先進，且創作空間也更多。主持人或演員站在諸如藍箱的房間里，由前景攝像機對其進行拍攝，鏡頭里的運動情況就會同步在由計算機創建的虛擬背景中。虛擬演播室具有實時摳像等技術特點，使得電視節目制作者開始加強對其的關注和重視。

3.1 節約節目制作成本

對于大部分節目制作單位來講，同一個演播室需要進行新聞類、訪談類、生活服務類等多種節目，因為節目之間存在差別，所以布景、道具的安排均要符合節目的要求。然而，因為制作經費及周期等方面的約束，要想實現“一節目一演播室”的資源配置目標，存在非常大的難度。對此，相關部門必須將更多的心思放在場景的布置上。虛擬演播室使用三維虛擬場景制作節目，因此加快了制作的速度，并有效減少了節目制作成本的支出。一般地，計算機制作虛擬背景需要4天左右的時間，這樣一來，使用虛擬演播室，可以實現24小時內錄制多個不同場景的節目。不但如此，虛擬演播室能夠完成一般電視節目所需的場景，即使是非常小的演播室，也可以營造出大場景的視覺效果，顯著提高了空間利用率。

3.2 增強節目的視覺效果與傳播信息的能力

虛擬演播室技術的應用，可以讓整個節目的畫面不再單一，而且能夠立體展現節目中著重突出的內容，創造出強大的視覺效果。同時，節目中虛擬場景的展現，可以突出節目內容的重點，以此更好地還原整個事件的過程，提高節目傳播信息的能力。

3.3 貼合受眾的心理需求

虛擬演播室技術不但可以為受眾提供信息，還能夠豐富視覺效果，以更形象的方式展示晦澀難懂的語言和專業的理論，這樣方便受眾更直觀地了解節目內容，并深化其對節目內容的理解，讓受眾在獲取信息的同時，還可以得到視覺上的沖擊。

3.4 節目制作創意無限

傳統演播室在搭建和布置演播室的過程中，很容易扼殺節目制作者的想法。而采用虛擬演播室制作節目，則可以充分發揮節目制作者的想象力和創造力。在并不大的演播室空間里，制作者可以依照節目內容的實際需要，讓所想象出來的“金點子”可以被觀眾看到，進而提高節目質量。虛擬演播室技術能夠讓制作者在并不是非常大的空間里創造出盛大的場面，讓節目創作更具新意，給觀眾帶來不一樣的體驗。

4 縣級電視臺虛擬演播室技術的應用

4.1 應用前景

由于國家、省級等上級電視媒體在資金、技術、人才等方面的條件明顯優于縣級電視臺，使得縣級電視臺的播報內容和形式根本無法引起受眾的關注。久而久之，就會使得縣級電視臺出現收視慘淡的情況。對此，縣級電視臺需要盡早調整和改變電視播報的內容和形式，引進更多相關行業的優秀人才，打破如今縣級電視臺發展面臨的種種困境，改善不足，發揚優勢，并根據當地政治經濟發展的走勢及觀眾的需要，走出一條具有特色的電視傳媒發展之路。

4.2 應用技術

現如今，一些縣級電視臺應用的技術包括正版非編字幕軟件、高清非編等，以此達到評分和統計文稿的目標。48口萬兆交換機、SAS硬盤、高清音視頻延時器等設備，實現演播室電視主播、互動功能等，提高制作節目的質量。隨著虛擬技術的不斷更新和發展，虛擬技術的應用范圍也在日益擴大。電視行業開始積極致力于虛擬演播室的發展，該技術的飛速發展，對我國影視技術有著明顯的推動作用。

4.3 應用案例

近年來，虛擬演播室系統開始被頻繁應用于新聞節目，究其原因，主要是因為采用虛擬數字技術能夠精準記錄新聞事件。正是有了虛擬數字技術的加持，新聞事件才能夠還原當時的場景，能夠非常清楚地交代出故事，并且畫面質量比較好，有效提高了新聞報道事件的真實性。在新聞采訪的過程中應用虛擬技術，可以實現主持人與記者的實時互動，當記者拍攝未及時傳回現場畫面時，虛擬數字技術就能夠將記者描述的環境、事發過程制作成虛擬圖像，實現觀眾收到畫面的同步性，提高了節目的效果。另外，人物訪談節目也可使用虛擬演播室技術，比如，可以將場景畫面進行裝飾，添置具有觀賞性的植物及擺設，這樣就可以讓電視臺錄影棚在進行人物訪談節目時的畫面更具協調性，以此避免主持人與被訪對象出現緊張的心理。

5 結 語

隨著新媒體技術的發展，虛擬技術有了明顯的進步，這讓虛擬電視演播系統憑借自身的優勢在電視行業中得到了廣泛的應用，并且受到相關人士的關注。縣級電視臺是我國電視媒體行業不可或缺的一環，縣級電視臺應用虛擬演播室系統，可以提高節目的質量，吸引更多觀眾的關注，為縣級電視臺的更好發展打下堅實基礎。