XR電視節目拍攝現場的燈光設計

高玉爽

（天津海河傳媒中心，天津 300211）

0 引言

拓展現實（Extended Reality，XR）技術是增強現實（Augmented Reality，AR、混合現實（Mixed Reality，MR）及虛擬現實（Virtual Reality，VR）的集成統稱，屬于3種虛擬技術的整合，可最大限度連通現實世界與虛擬世界，呈現出一種近似真實的虛擬效果。廣播電視行業發展過程中，XR技術得到廣泛運用，在電視節目拍攝現場，多基于XR技術構建虛擬演播室。為呈現出良好的虛擬演播效果，相關人員需結合XR電視節目拍攝現場實際情況，高質量地完成燈光體系的設計。

1 XR電視節目拍攝現場的關鍵要素

XR技術具有較高綜合性與集成性，是AR、MR、VR三種技術的整合，可通過改變用戶感知，給予用戶沉浸體驗，大幅提升電視節目呈現效果[1]。在XR電視節目拍攝現場，為最大限度提高電視節目拍攝現場與XR技術的匹配度，應把握虛擬元素、傳感技術、界面設計、視覺識別跟蹤及實時計算等關鍵要素。

1.1 虛擬元素

與傳統電視節目拍攝現場不同，XR演播室拍攝場景引入了XR技術，需根據電視節目需求構建虛擬場景，因此XR電視節目拍攝現場燈光設計應注意合理運用燈光要素輔助呈現虛擬觀感，創建3D虛擬元素，使燈光成為連接現實世界與虛擬世界的紐帶，不僅可極大提高XR電視節目拍攝現場燈光設計質量，還可優化虛擬場景呈現效果。

1.2 傳感技術

傳感技術是XR技術運用于電視節目拍攝現場的基礎技術。設計燈光時，需借助傳感技術合理配置燈光體系，如各類燈具，確保燈光系統能夠與XR虛擬場景保持良好契合關系。

1.3 界面設計

界面設計主要是指XR電視節目拍攝現場的硬件設施，在條件允許情況下，可在XR電視節目拍攝現場（即虛擬演播室）內構建完整的交互平臺，并設置交互界面。布置拍攝現場與設計燈光系統時，可基于該交互界面進行細節精準調整。

1.4 視覺識別跟蹤

區別于傳統電視節目拍攝現場，基于XR電視節目拍攝現場設計燈光時，可結合XR技術對演播室內部各個燈光要素進行視覺識別，提取與燈光有關的虛擬要素，輔以圖像處理技術和計算機視覺處理技術，可使燈光系統良好地嵌入XR電視節目拍攝現場的虛擬場景中。

1.5 實時計算

XR是新時代具有代表性的虛擬技術。在XR電視節目拍攝現場內部設計燈光系統時，可憑借XR技術中的實時計算功能，分析燈光虛擬元素的呈現效果及呈現方式[2]。

2 XR電視節目拍攝現場燈光設計的基本原則

在XR電視節目拍攝現場，應基于XR虛擬演播室實際情況對燈光體系進行科學設計。結合實踐經驗來看，基于XR電視節目拍攝現場設計燈光時，應遵循高對比度、色彩色溫控制、真實場景模擬、多場景適用及完善控制系統等基本原則。

2.1 高對比度

XR電視節目拍攝現場采用XR技術塑造演播場景時，應確保所運用的XR虛擬設備具有較高對比度，確保XR虛擬圖像更為清晰地呈現出來。同時，要求XR電視節目拍攝現場中的燈光系統同樣具備高對比度特征，防止虛擬場景內部出現視覺干擾現象。

2.2 色彩色溫控制

基于XR電視節目拍攝現場布置演播室燈光時，應注意判斷色彩與色溫的協調效果，從虛擬效果角度出發，分析是否需均衡色彩與色溫，使XR電視節目拍攝現場內的真實燈光充分與虛擬環境相結合。

2.3 真實場景模擬

XR電視節目拍攝演播現場最大的特征為虛擬化。因此，設計燈光時，為保障XR技術得到充分運用，需盡可能模擬現實場景，基于現有的燈光系統設計思路，混合運用多種燈具組合。常見的燈具包括發光二極管（Light Emitting Diode，LED）燈帶、軟光源聚光燈、LED柔光燈等。在燈具的協調配合下，使虛擬環境具備更為真實的光影效果[3]。

2.4 多場景適用

XR電視節目拍攝現場設計與布置燈光時，應考慮到燈光設計方案的適用性，要求所設計的燈光方案適用于不同的XR電視節目拍攝場景。該過程需結合XR電視節目拍攝現場實際情況調節燈光。與常規拍攝現場、演播室不同，XR電視節目拍攝現場應優先運用LED聚光燈以及泛光源燈具，減少普通聚光燈的運用，以免普通聚光燈在虛擬場景投射場景中形成光斑。

3 基于XR電視節目拍攝現場的燈光設計方法

3.1 優化燈光布局

3.1.1 整體布局思路

對于XR電視節目拍攝現場而言，影響節目錄制效果最關鍵的要素為燈光布局。虛擬演播拍攝場景與傳統演播室不同，應使畫面呈現效果盡可能接近現實生活場景。因此，在XR電視節目拍攝現場設計燈光系統時，應基于真實場景模擬這一基本原則，模仿自然光線效果，具備全局觀念，對整個XR電視節目拍攝現場內的燈光效果進行合理設計與優化。結合以往經驗來看，XR電視節目拍攝現場的基本光可采用平板柔光燈，對于人物部分，需選用強度可調節的LED聚光燈，用于呈現人物輪廓，提高XR電視節目拍攝現場中的燈光系統設計質量，使XR電視節目畫面更為協調自然。

3.1.2 平板柔光燈

平板柔光燈屬于泛光型冷光燈，被普遍運用到電視節目拍攝現場中。與其他燈具相比，平板柔光燈最為顯著的特點是布光均勻、光線柔和。將其運用到XR電視節目拍攝現場，基本不會產生明顯陰影或光斑，且無紅外光，運行期間不會形成多余能量進而影響人物狀態。平板柔光燈光溫穩定，電能消耗量低，但存在燈具笨拙的情況，且受到光線柔和效果的影響，所呈現出的光線投射有效距離相對較短。因此，基于XR電視節目拍攝現場進行燈光設計時，可根據實際情況對平板柔光燈照射點位進行精準布置，不可隨意布光[4]。

3.1.3 LED聚光燈

在XR電視節目拍攝現場布置燈光時，不可避免地會用到LED聚光燈。該類燈具可聚集光線，調節光照強度，控制光線投射范圍，所呈現出的局部照明效果可滿足不同的拍攝要求。LED聚光燈具備可調節性，可被運用到不同的演播場景中，適用性較強。從這一角度來看，在XR電視節目拍攝現場設計燈光系統時，需優先選用LED聚光燈，還應精準確定LED聚光燈的布設位置。

3.2 重視基本光設計

與傳統拍攝場景不同，XR虛擬演播室內通常為“藍箱體”，以便摳圖營造虛擬場景。為避免影響虛擬場景的自然性與真實性，需合理布置燈光體系。在此期間，基本光的呈現效果被放大，必須加強對基本光的重視，對XR電視節目拍攝現場基本光進行合理設計。主要包括以下設計要點。第一，布置主光源。要求主光源具備調節性強、亮度高的特征，且要求其光線均勻。結合以往經驗來看，在XR電視節目拍攝現場，可將主光源設置在虛擬演播室正前方，確保主光源可覆蓋整個虛擬場地。第二，設置補光燈。在XR電視節目拍攝現場，補光燈主要用于填補光線，減少陰影區域，使XR虛擬場景具備相對均勻的照明光線強度。在具體設計與布置時，主要補光燈布置在XR演播室的頂部或側端，還可借助反射板、軟光罩進行均勻化、擴散化處理。第三，特效燈。XR電視節目拍攝現場需要塑造虛擬場景，因此不可避免地運用特效燈，借助特效燈深化虛擬效果，增強畫面視覺感官。在具體設計與布置過程中，應結合XR電視節目拍攝現場實際情況，對特效燈的點位進行科學布置。第四，自動化控制。XR電視節目拍攝現場內的智慧化、虛擬化程度較高，對此，可增設自動化控制系統，對現場內的燈光細節進行優化，以此確保燈光系統呈現出XR電視節目拍攝現場虛擬場景所需的燈光效果[5]。

3.3 突出人物形象

為確保人物可良好融入XR虛擬場景，應高精度布置人物光，從輔助光、逆光、主光3個角度出發進行科學設計，良好呈現出人物形象。在XR電視節目拍攝現場，人物主光多布置在演播區域的正前方，通常向上偏斜45°，可形成適當陰影效果，使人物面部更為立體。輔助光多位于主光兩側，傾斜角度相對向后。設計燈光時，要求輔助光均勻設置，且其顏色與亮度需與主光相輔相成，用于保障人物形象真實感，為其融入虛擬場景做好鋪墊。逆光主要用于增強畫面藝術感，強化視覺效果。XR電視節目拍攝現場多運用激光燈、投影燈作為背景光源。具體設計期間，應根據人物所處位置，合理設置逆光燈具位置。整體而言，人物屬于XR虛擬場景的核心，進行燈光設計時，應整體性、全局化布置人物光，在保障人物形象傳遞效果的同時，還能夠使其良好地嵌入XR虛擬場景內。

3.4 處理人物陰影

無論是傳統電視節目拍攝現場還是虛擬演播室，其主角通常為人物，因此在設計XR電視節目拍攝現場燈光系統時，應以人物為中心，在突出人物形象的同時，做好人物形象與燈光系統的銜接，合理處理人物陰影。結合以往經驗來看，燈光設計經常會因光塑型而形成明顯的陰影，尤其是背景頭影、眼窩影、頸部影、鼻影，不僅影響人物形象的塑造，還不利于虛擬場景的整體呈現。因此，基于XR電視節目拍攝現場進行燈光設計時，應對人物陰影進行科學處理。

以人物形象塑型意圖及基本特征為依據，精準確定主光燈位。若出現背景頭影、眼窩影、頸部影、鼻影等人物陰影，需于主光燈位置增設柔光紙，起到削弱陰影的效果；或減少燈具側度，使影子位于肩上偏后位置，可同時兼顧XR電視節目拍攝現場內的光影效果與人物造型。在此基礎上，結合主光特征，選用相對柔和的輔助光，適當調整輔助光燈位，并補充面光，由此可有效緩解人物陰影問題。該過程中應注意，需精細化控制三燈（面光、輔助光、主光）的燈位參數，即亮度、側度、高度。若主光確定后產生人物陰影，此時不可隨意移動主光，需通過調整面光、輔助光從而解決陰影問題。

以頸部陰影為例。在XR電視節目拍攝現場燈光體系中，若燈光不適宜，容易在人物頸部形成輕重不均、狀態交叉的陰影。此時可準備柔光紙，將其置于輔助光側偏20°的位置，使其低于人物面部，起到單獨充影的效果。以背景頭影為例，產生該陰影的主要原因為面光低。為解決該問題，應在燈光設計過程中注意檢查背景、主持臺、攝像機的間距，于攝像機正上方布置面光，用于提高面光，避免產生背景頭影。若因提高面光而進一步造成人物狀態呈現不佳的情況，可增設柔光紙，添加小功率燈，運用扉葉控制散射光。

3.5 實現虛擬特效

XR電視節目拍攝現場的主要特征為虛擬化，從燈光設計角度來看，主要借助特效燈呈現虛擬效果，用于增強XR虛擬場景的真實性。實踐設計期間，應基于XR電視節目拍攝現場結構情況，合理布置特效燈角度與位置。例如，若需在XR虛擬場景中營造明亮光束，需按照光束所需呈現的效果合理設置光源角度及位置，確保光束順利進入XR虛擬場景。在此基礎上，還可采用特效燈具角度與位置調整的方式塑造陰影效果、投影效果、反射效果，用于強化畫面立體感，使得XR虛擬場景更具層次，呈現光線魅力。設計與布置XR電視節目拍攝現場中的特效燈光體系時需注意，應首選具備調節控制功能的特效燈具，結合XR虛擬場景呈現需求，對特效燈具參數進行精細化調節，精準控制光束形狀、色溫及亮度等，確保特效燈呈現出的效果與XR虛擬場景相輔相成。結合實際來看，可在XR電視節目拍攝現場混合運用不同的特效燈，如投影燈、激光燈、彩色燈等，通過多種特效燈的混合運用，營造出炫目的XR虛擬場景效果。隨著廣播電視行業的智慧化發展，還可將XR技術與信息化技術相結合，借助算法程序對XR電視節目拍攝現場燈光參數進行精準設計，實現靈活控制。

4 結語

XR電視節目拍攝現場設計燈光體系時，應精準把控燈光關鍵要素，遵守燈光設計基本原則，站在XR電視節目拍攝現場角度對整體燈光布局進行優化與完善，加強對基本光的重視與設計，注意運用燈光突出XR電視節目拍攝現場中的人物形象，對人物陰影進行科學處理，在XR技術幫助下實現虛擬特效，做好特效光設計，方可保障XR電視節目拍攝現場燈光質量。