虛擬演播室技術的實踐應用探索

張 翼

（鄭州廣播電視臺，河南 鄭州 450000）

0 引 言

互聯網信息技術推動了我國廣播電視領域的進步。制作電視節目時引進先進技術如虛擬演播室技術，能優化電視節目制作模式，節省制作資源如人力、物力與財力等，提高制作效果，讓場景更加美觀、絢麗，滿足觀眾多樣化的觀看需求。因此，電視臺應重視虛擬演播室技術的應用，以提高電視節目制作水平。

1 虛擬演播室技術概述

虛擬演播室是一種新興、先進的電視節目制作技術，以數字化為核心特征。虛擬演播室技術融合了傳統的演播室色鍵摳像技術和計算機虛擬現實技術，通過結合攝像機攝制的圖像和計算機打造的虛擬場景，打造出精彩紛呈的虛擬世界。從實質分析，虛擬演播室技術就是在演播室中運用虛擬技術。虛擬演播室系統運行過程中，能將攝像機攝制的真實場景或各類信息數據傳輸到計算機中，并根據真實攝像機的情況調控虛擬攝像機，提高二者的配合度與契合性。最后，計算機所制作的各類圖像，能深度融入到虛擬世界中，形成堪比現實演播室情境的場景[1]。

虛擬演播室技術原理是：由真實演播室攝像機與虛擬攝像機共同開展錄制工作，其攝制的圖像與計算機打造的二維、三維圖形深度融合，創造出一個絢麗、奇妙的演播室情境。虛擬演播室中，計算機打造的圖形、動畫等，統稱為虛擬背景、場景。攝像機攝制的事物，統稱為前景圖像。

2 虛擬演播室系統的關鍵技術

2.1 攝像機跟蹤技術

在虛擬演播室技術中，攝像機跟蹤技術是非常關鍵的一部分。通過攝像機跟蹤技術，能獲得攝像機在演播室中的實時位置、相應參數等，為演播室系統虛擬背景提供可靠依據。此技術由機械傳感技術、圖像識別技術和紅外跟蹤技術等構成。機械傳感技術將傳感器設置于攝像機三腳架處，能獲得計算機的具體位置、相應數據等[2]；圖像識別技術在工作期間能獲取攝像機運動參數，實現全方位、無死角的攝制；紅外跟蹤技術作為新興、先進的攝像機跟蹤技術，利用紅外線收發裝置監測所攝制對象、明確攝像機具體位置。

2.2 虛擬場景生成技術

虛擬場景生成技術主要利用圖像工作站渲染圖像，在掌握攝像機分辨率等參數后，圖像云臺可提取、處理這些參數，立足于節目內容，通過虛擬場景創造現實中難以見到的特殊場景或還原某類事件發生的場景等。如今，我國多數電視臺演播室均采用此種技術渲染視頻，連接編輯界面和渲染器，線上調整、處理各類參數，然后將人物素材進行視頻合成，提高圖像處理效果。當前，三維虛擬場景產生主要分為預生成三維虛擬場景、真三維虛擬場景兩類形式。

2.3 色鍵合成技術

觀眾所看到的節目畫面，其實是在虛擬演播室中由前景圖像和虛擬背景合成的，其主要運用色鍵合成技術。在電視節目制作領域，色鍵技術非常常見。攝像機攝制的畫面經過色鍵路線處理后，形成鍵信號，與背景具有一致性。主持人在藍色背景中主持節目，鍵信號去除藍色畫面，將主持人影像置入畫面內，主持人仿佛就處于背景畫面中，此種方法即摳像。運用虛擬演播室色鍵合成技術時，其背景由計算機制作，實時攝制的前景攝像機既能開展拍攝工作，也能管控背景畫面。色鍵合成技術保留了傳統電視色鍵技術的優勢，能讓攝像機與背景保持同步。攝制時，若攝制對象發生變化，前景攝像機真實攝制，由計算機提前制作的背景圖像和實時畫面在傳輸過程中動態合成。在虛擬演播室中，此種合成是關鍵所在[3]。

3 虛擬演播室技術應用的重要性

當前，虛擬演播室技術是計算機技術融入電視制作領域的重要標志之一。相比于傳統的演播室，其技術含量更高、自由度更廣、創作空間更大。在如同藍箱子一般的拍攝空間中，主持人、演員等置身其中，前景攝像機攝制真實對象、場景等，其運動效果進入虛擬場景中。虛擬演播室具有實時摳像等特征，能滿足電視制作領域提高攝制效果、降低成本等要求。

第一，能降低制作成本，提高空間利用效果。在電視制作領域，一個演播室需要負責多種節目制作，如新聞類節目、訪談類節目等。不同節目需要安排不同的道具、布景等，與節目內容、特征等充分適配。但受時間、經費等因素影響，不能為一檔節目單獨分配一個演播室，獨立制作。三維虛擬場景能降低節目制作成本，不需要多次搭建布景等，提高了空間利用效果，即使在小型演播室中也能塑造大場景，視覺效果非常好。

第二，能提高節目視覺效果。虛擬演播室技術能讓節目畫面表現力更加豐富、多樣，立體化、動態化地呈現節目內容，進一步傳播、說明節目內容，提高了傳播效果。

第三，能滿足觀眾各類觀看要求。虛擬演播室技術既能向觀眾傳遞信息，也能將節目中抽象、單調的理論知識趣味化、形象化，提高觀眾的觀看體驗。

4 虛擬演播室技術的應用實踐

4.1 應用流程

4.1.1 制作方案

想要制作電視節目并達到理想效果，應先制定節目方案。某種程度上，節目方案即劇本。通常情況下，此類方案應詳細、深入，細節到主持人位置改變時，虛擬場景是否需要相應調整等。精細、詳實的方案能防控拍攝風險，如攝像機位置改變后，像素也發生改變等。同時，制作節目前深化、細化方案內容，還能根據方案要求預設三維場景，進一步提高節目場景效果[4]。

4.1.2 制作三維圖像

根據上文可知，虛擬演播室的制作方法非常豐富、多樣，通過圖像形成與合成系統能改變傳統演播室的制作觀念、提高制作效果。因此，制作節目時可采用三維動畫等技術，滿足多樣化的節目制作要求并提高制作質量。實踐過程中，要根據相應標準與要求等考慮是否制作或如何實現三維動畫、圖形等。

4.1.3 配合場景

采用虛擬演播室技術制作三維圖像后，要依據場景要求，通過轉變圖像格式，將場景納入系統目錄中，然后再進入虛擬演播室環境中。簡單來說，就是在虛擬環境中加入三維圖像，可將其直接運用到節目制作中，能節約運算時間、提高制作效率。如果節目需要開展特定表演活動，也能利用三維圖像直接銜接。其中，場景配合指的是，主持人主持節目時，不會出現人物與虛擬場景錯位或異常等問題，二者能有效配合。

從技術角度進行分析，雖然計算機技術快速發展、持續革新，在短時間內出現多種新技術或新功能，但仍需立足現實進行討論，節目制作人與導演應落實各項工作細節，從領悟他人想法進行創作轉為自主創作方案。此種現象，就是虛擬演播室技術帶來的成果之一，既能提高節目制作質量與效果，為觀眾提供更好的畫面質感，又擴大了導演的工作范圍，對制作人員提出更高層次的要求。由此，必須正確認識、應用虛擬演播室技術，真正實現廣播電視節目制作目標。

4.1.4 調控現場

對于傳統演播室來說，虛擬演播室技術能調整與優化環境設置。例如，傳統演播室需要根據節目制作要求布置相應場景，但是虛擬演播室技術設置了藍色場景并利用技術動態調整、布設場景，在此技術環境下，攝像機僅需要跟蹤主持人，后續攝制依靠虛擬場景控制完成。此種場景的拍攝模式，需要實時控制，保證現場情況穩定。若發生意外狀況，如攝像機攝制非對象內容、場景等，可利用軟件處理。在虛擬演播室系統中，控制系統處于核心地位，能掌握并實現導演想法，但需要工作人員熟練操作軟件、增強與導演的配合性，以此達成理想效果。綜上，虛擬演播室技術能融合多類畫面，符合現代化節目制作的基本理念，滿足了制作的各類要求[5]。

4.2 應用領域

4.2.1 新聞類節目

我國電視新聞領域率先運用虛擬演播室技術。眾所周知，新聞類節目具有權威性、實時性等特征，要求多且嚴格，是我國電視節目體系非常重要的一部分。當前，多數新聞類節目均采用日播模式，具有較強的影響力。但是此種播放模式也會出現單向性傳遞信息等問題。由此，采用虛擬演播室技術，能推動新聞類電視節目創新發展，在維持新聞類節目傳統優勢的基礎上，增強節目的時效性、提高觀看效果，讓觀眾能身臨其境。

4.2.2 綜藝類節目

當前，綜藝類節目是非常火熱的節目類型，娛樂效果非常強。綜藝節目制作過程頻繁運用了虛擬演播室技術。特別是網絡自制綜藝出現后，一方面加劇了節目競爭，另一方面提高了節目制作的技術水平。虛擬演播室技術要立足于節目本身，提高節目視覺效果、表現效果等，讓畫面質感更佳。

4.2.3 訪談類節目

訪談類節目以主持人與嘉賓為主體。二者在采訪交流過程中，進行思想碰撞與觀念分享。通常情況下，訪談內容非常豐富，如嘉賓自身經歷等。對此，可借助虛擬演播室技術還原嘉賓某時期的人生經歷，利用此技術優化訪談氛圍，使嘉賓感到更加親切、舒適，也可不斷切換場景，提高觀眾的觀看體驗。

5 結 語

互聯網信息時代，信息技術融入各行業中并且帶來巨大改變。其中，信息技術改變了現代電視節目的制作模式、提升了制作效果。如今，虛擬演播室技術不能完全取代傳統演播室技術，但隨著此技術持續完善與優化，電視節目中會頻繁出現虛擬場景。對此，從業者應了解虛擬演播室技術的工作原理、關鍵技術、應用流程與領域，提高自身的技術能力、創作能力等，推進電視節目制作領域快速變革與演進。