虛擬演播室技術在廣播電視工程中的應用

韓德麗

（山東省日照市五蓮縣融媒體中心，山東 日照 262300）

0 引言

虛擬演播室技術是廣播電視技術從模擬、標清、高清向超高清發展的一種產物，集成了多種電視節目制作技術，如虛擬現實技術、人工智能技術等。在數字化時代飛速發展的背景下，虛擬演播室技術逐漸應用于廣播電視工程中，不僅縮短了節目的制作時間，提升演播室利用效率，而且可降低人力、財力以及物力投入[1]?；诖?，本文對虛擬演播室技術在廣播電視工程中的應用展開分析。

1 虛擬演播室概述

1.1 虛擬演播室技術

虛擬演播室技術是數字化時代發展過程中誕生的一種技術，主要是在攝像機拍攝圖像的基礎上，結合虛擬三維場景，實現真實人物與虛擬場景的有機結合，使其與虛擬場景一致[2]。虛擬演播室主要由攝像機、跟蹤系統、計算機圖形工作站、延時器及色鍵合成器5 個部分組成，原理如圖1所示。

圖1 虛擬演播室技術原理

1.2 虛擬演播室技術優勢

傳統的演播室為實現實景拍攝，通常需將鏡頭控制在固定的范圍中，使得演播室中的場景、拍攝方位難以根據拍攝的需求進行調整。在海量信息資源的社會背景下，人們難以接收單一、固化的信息背景，故傳統演播室的節目制作需不斷創新[3]。虛報演播室作為一種集多種先進技術于一身的技術，在傳統的色鍵技術和計算機圖像處理技術的基礎上發展起來，可在虛擬化場景中實現虛擬場景與人物的結合，不僅豐富了節目背景，而且在一定程度上為節目形式的變動提供了充足的空間。虛擬演播室無須占用實體演播室，有效提升了節目制作的效率，對于降低節目制作的成本有十分重要的作用。

2 虛擬演播室系統關鍵技術

2.1 色鍵器

在虛擬演播室系統中，色鍵器扮演著十分重要的角色。色鍵器是一種摳像設備，可實現前景視頻與虛擬背景的合成，可支持3 840×2 160、7 680×4 320等清晰度，P50/P60、P100/P120 等幀率。色鍵器中包含高品質色鍵摳像模塊，可有效提升復雜場景的摳像效果[4]。

2.2 藍 箱

藍箱是虛擬演播室的重要部分，主要用于數字攝影棚，可確保摳像畫面質量符合要求。目前，常見的藍箱類型主要包括L形、扇形、U形這3大類型。根據不同的場地需求，可選擇合適的藍箱類型，節省拍攝空間，便于攝影師在拍攝過程中具有充足的活動空間。藍箱搭建過程中，需對拍攝場地進行相應的處理，確保搭建場地的轉角處平滑，場地整潔，為后續摳像奠定基礎，對于提升摳像效果有重要作用[5]。

2.3 渲染平臺

渲染平臺用于提升圖像的視覺效果，在虛擬演播室中十分重要。常見的渲染平臺主要以中央處理器（Central Processing Unit，CPU）+圖形處理器（Graphics Processing Unit，GPU）結構為主，不僅具有較強的圖像視頻處理能力，而且可實現圖像的有效渲染。此種渲染平臺還具有虛擬前景、圖文包裝等功能，可將現實與虛擬進行有機結合，對于提升圖像的視覺效果有著十分重要的作用。

2.4 多種跟蹤模式

目前較為常見的跟蹤模式主要有機械傳感、紅外移動、網格等。這些跟蹤模式的優缺點不盡相同。在現階段的電視節目制作過程中，可將不同類型的跟蹤模式進行整合，充分發揮不同跟蹤模式的優點，進而有效提升廣播電視節目的制作效果[6]。

2.5 模型設計

虛擬演播室的場景設計主要由3ds MAX、Maya、C4D 等軟件實現。通過這些軟件的作用，可有效提升拍攝場景的真實性，還可向虛擬場景中融入不同的虛擬特效，如風景、動物、植物等。這些特效可進一步提升節目的視覺效果。模型設計為廣播電視制作人提供便捷，通過合理的模型設計，可在電視節目中融入新穎的效果，對于提升節目效果有十分重要的作用。

3 虛擬演播室技術在電視工程中的應用

3.1 新聞類電視節目

在新聞類節目制作過程中，受到成本的限制，大部分新聞制作都是在虛擬演播室中拍攝[6]。應用虛擬演播室拍攝時，首先利用攝像機拍攝相應的人物畫面，從畫面中將人物圖像摳出，獲取人物的運動參數，在模擬拍攝相對應的虛擬背景后，將其與摳出的人物融合。此種方式彌補了新聞節目受空間、時間限制的缺陷，有效降低了拍攝成本。在實際應用過程中，制作方可通過人像摳像機器對現場傳輸的數據進行摳像，摳像完成后，將摳出的圖像傳輸至虛擬演播室，并對其背景進行轉換，營造出一種主持人身處現場的感覺。例如，央視網推出《兩會C+時刻》節目，就是采用虛擬演播室技術進行節目的制作，實現數字虛擬主播、嘉賓和虛擬場景共同融合[7]。

3.2 綜藝類電視節目

綜藝類節目具有較高的靈活性，節目制作需重視視覺與體驗。為有效提升綜藝節目的感染力與視覺體驗，制作方可采用虛擬演播室技術對節目效果進行渲染，使節目變得更加豐富。例如，河南電視臺在制作電視節目過程中，充分利用虛擬演播室和拓展現實（Extended Reality，XR）技術營造虛擬仿真的場景，在節約前期置景時間的同時進一步提升了拍攝效率。基于此技術，河南電視臺推出了《梨園春》《七夕奇妙游》等充滿感染力的綜藝節目，突出了節目的亮點，通過其豐富的感染力吸引了大量的觀眾。

3.3 訪談類電視節目

與綜藝類節目不同，訪談類節目需重視空間的轉換，使主持人與現場連線無違和感。拍攝此類節目過程中，需根據播出內容實時調整攝像機拍攝角度，將攝像機鏡頭精準聚焦在人物形象上，避免在播出過程中出現圖像偏移或者畫面失衡等問題，影響節目播出效果。拍攝前，需在拍攝場地中預留充足的活動空間，為主持人和嘉賓提供充足的互動環境。通過虛擬演播室的作用，節目制作方可在演播室中加入不同的裝飾元素，分散嘉賓的注意力，以此來緩解訪談過程中的緊張氛圍。拍攝過程中，應使主持人處于焦點位置，增加節目效果的真實性。例如，2020 年焦點訪談節目進行技術創新后，通過虛擬演播室技術全面實現了虛擬場景直播，讓主持人身處虛擬的背景中，進一步增強了節目的現場感。

4 結語

在人工智能時代背景下，虛擬演播室技術應用于廣播電視工程成為一種必然趨勢。通過此項技術不僅能夠突破時間與空間的限制，還可針對節目錄制的需求制作相應的場景，進一步提升節目效果。虛擬演播室技術在拓展電視節目制作范圍的同時，有效提升了電視節目的創意性，對于促進廣播電視工程高效發展有著十分重要的作用。