電視節(jié)目制作中虛擬演播室系統(tǒng)的應(yīng)用探討

張曉芳河北電視臺(tái)錄制部，河北石家莊　　050031

電視節(jié)目制作中虛擬演播室系統(tǒng)的應(yīng)用探討

張曉芳
河北電視臺(tái)錄制部，河北石家莊050031

摘要虛擬演播室指的是有機(jī)結(jié)合傳統(tǒng)演播室的色鍵摳像技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并將其應(yīng)用于制作電視節(jié)目的領(lǐng)域。虛擬演播室系統(tǒng)的應(yīng)用，讓電視節(jié)目之中的制作人員成功地?cái)[脫道具、空間以及時(shí)間等方面的限制，將制作能力大幅度提高，同時(shí)，也避免真實(shí)場(chǎng)景的搭設(shè)，這樣不僅可以縮短制作電視節(jié)目需要耗費(fèi)的周期，還能夠在費(fèi)用節(jié)省的同時(shí)，提升演播室的效率。本文首先介紹了虛擬演播室系統(tǒng)，并提出其在電視節(jié)目制作中的實(shí)際應(yīng)用技巧，希望能為相關(guān)實(shí)踐工作提供參考。

關(guān)鍵詞電視節(jié)目；虛擬演播室系統(tǒng)；節(jié)目制作；應(yīng)用

1　虛擬演播室系統(tǒng)概述

通過(guò)計(jì)算機(jī)三維圖形技術(shù)，可以模擬電視節(jié)目真實(shí)的演播場(chǎng)景，并且通過(guò)設(shè)計(jì)向未知參數(shù)精確的傳感，就可以讓三維場(chǎng)景的虛擬空間與真實(shí)的視覺(jué)演播空間達(dá)到透視關(guān)系上的完全一致，最后利用視頻色鍵混合器來(lái)加以處理，就可以形成演播員、道具等演播主體，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)電視節(jié)目的虛擬場(chǎng)景演播，這就是我們所熟悉的虛擬演播室系統(tǒng)。作為虛擬演播室系統(tǒng)，它飛躍了演播時(shí)空，超越了現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，將電視節(jié)目制作中擁有的非凡創(chuàng)意都展現(xiàn)在我們面前，讓制作者憑借想象，“肆意”地在想象空間中發(fā)揮其才能。

工作原理：前景利用攝像機(jī)所拍攝的畫(huà)面，在圖形計(jì)算機(jī)中輸入攝像機(jī)所采集到的真實(shí)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，然后生成虛擬的背景畫(huà)面，然后通過(guò)色鍵技術(shù)，就可以將真實(shí)的前景與虛擬的背景相互的合成，滿足真正的透視，這樣才能將之完美地融合。虛擬演播室系統(tǒng)由跟蹤系統(tǒng)、圖形繪制系統(tǒng)與合成系統(tǒng)共同組成。演員在藍(lán)背景里面現(xiàn)場(chǎng)表演，由攝像機(jī)對(duì)前景視頻信號(hào)進(jìn)行采集，并通過(guò)跟蹤系統(tǒng)實(shí)時(shí)成像，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁咚賵D形計(jì)算機(jī)上，從而渲染出逼真的虛擬背景，藍(lán)色屏幕的攝像機(jī)圖像經(jīng)過(guò)延時(shí)就跟虛擬背景進(jìn)行同步的工作，運(yùn)用色鍵器把摳像合成畫(huà)面，最終產(chǎn)生視頻圖像信號(hào)。

虛擬演播室技術(shù)作為高新技術(shù)，其將三維圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視覺(jué)技術(shù)、傳統(tǒng)電視技術(shù)等多個(gè)方面技術(shù)相互合一[1]。目前，在電視節(jié)目制作當(dāng)中所使用的虛擬演播室系統(tǒng)主要包含了二維的虛擬與半虛擬系統(tǒng)、三維虛擬系統(tǒng)。二維虛擬演播室系統(tǒng)的攝像機(jī)位置不能被移動(dòng)，其合成的虛擬場(chǎng)景也是二維的，其配置相對(duì)較低，且使用簡(jiǎn)便、價(jià)位適中，適宜在制作課堂講授型電視節(jié)目中應(yīng)用；二維半虛擬演播室系統(tǒng)能把大多數(shù)調(diào)整工作提前完成，實(shí)踐環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)也叫簡(jiǎn)單，能促進(jìn)拍攝工作快速完成，所以更適宜在制作節(jié)奏性快、時(shí)效性強(qiáng)的對(duì)話或訪談型電視節(jié)目中應(yīng)用；三維虛擬演播室系統(tǒng)更加適宜在制作場(chǎng)景復(fù)雜、靈活性要求較高等小型綜藝或娛樂(lè)型電視節(jié)目中應(yīng)用。

2　電視節(jié)目制作中虛擬演播室系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

2.1 建模及紅外檢測(cè)

在虛擬演播室系統(tǒng)的模型與動(dòng)畫(huà)等需要實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就應(yīng)該有一套基本的原則來(lái)規(guī)范其建模，其中應(yīng)該注意：避免復(fù)雜的建造模型；燈光參數(shù)的轉(zhuǎn)化可以通過(guò)Lightscape等軟件來(lái)加以實(shí)現(xiàn)；通過(guò)鍵罩的使用來(lái)強(qiáng)化虛擬系統(tǒng)的逼真程度。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，電視節(jié)目主持人從虛擬背景的后面走到前面是時(shí)常會(huì)發(fā)生的情況，這就要求對(duì)鍵罩的開(kāi)關(guān)進(jìn)行人為控制，如果主持人跟工作人員的配合出現(xiàn)問(wèn)題，就可能穿幫。

然而，如果能運(yùn)用紅外檢測(cè)技術(shù)，就能確定被檢測(cè)物體實(shí)時(shí)的縱向位置，也就是在演播室中拍攝前景處于背景之中的位置深度，避免穿幫。具體應(yīng)用技巧是：其一，把2-4個(gè)紅外線攝像機(jī)固定在電視節(jié)目制作演播室的上方，以此作為接收裝置；其二，通過(guò)紅外線發(fā)射裝置測(cè)量演播室；其三，做好演播主體活動(dòng)范圍網(wǎng)格圖的繪制[2]。如此，就可以將紅外線發(fā)射裝置配置在演播室移動(dòng)物體上，通過(guò)紅外線攝像機(jī)的提取，計(jì)算機(jī)的計(jì)算與識(shí)別等，就可以將物體所處的位置表示在網(wǎng)格圖之中，然后再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦ぷ髡?，這就可以將模型之中物體的真實(shí)深度與位置計(jì)算出來(lái)，這就是所謂的深度鍵概念。

深度鍵在這一系統(tǒng)的紅外線檢測(cè)中應(yīng)運(yùn)而生，它能促使處于虛擬背景里面的電視節(jié)目主持人始終保持在一個(gè)正確的位置之上。深度鍵對(duì)于主持人、實(shí)物、虛擬物之間相互的動(dòng)態(tài)阻擋是允許的，這樣就能為受眾營(yíng)造一種逼真的現(xiàn)實(shí)圖像感覺(jué)。如此，一旦主持人從虛擬背景的后面來(lái)到前面，就不再需要人為去控制鍵罩的開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)能自動(dòng)運(yùn)用深度鍵合理分析演播室中虛擬的景物與電視節(jié)目支持人之間具備的前后定位關(guān)系，逼真的遮擋、被遮擋畫(huà)面也會(huì)自動(dòng)形成，確保節(jié)目穿幫的可能性被有效降低，從而為制作節(jié)目提供方便。

2.2 虛擬人物

目前，電視節(jié)目中已經(jīng)出現(xiàn)了虛擬人物，我們只要把傳感器安裝在真人的各個(gè)重要關(guān)節(jié)處，并把得到的相關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)而準(zhǔn)確地傳輸?shù)焦ぷ髡荆湍軐?duì)虛擬動(dòng)畫(huà)人物身上發(fā)生的重要關(guān)節(jié)活動(dòng)進(jìn)行控制，促使其對(duì)表演者的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)完全的實(shí)時(shí)模仿。此時(shí)，演播室同一個(gè)虛擬背景中就能同時(shí)出現(xiàn)真人與虛擬的人物，他們之間可以互換位置，也可以相互交談甚至是配合。這在以往傳統(tǒng)的演播室中是無(wú)法想象和實(shí)現(xiàn)的，而虛擬演播室系統(tǒng)對(duì)人物的虛擬也能給電視節(jié)目帶來(lái)神秘感、新鮮感，從而

強(qiáng)化節(jié)目的收視效果。

2.3 虛擬影子

虛擬演播室系統(tǒng)能夠仿真光和影，這就是三維模型的逼真性。因此，在電視節(jié)目制作中應(yīng)用虛擬演播室系統(tǒng)建模時(shí)，應(yīng)重視光的方向跟現(xiàn)實(shí)保持一致。然而演播室的燈光通常都較亮、較多，色鍵摳像的難度被增加，于是前景主持人的影子很難在合成的圖像中與背景物體相互吻合。同時(shí)，如果演播室采用網(wǎng)格識(shí)別法，那么通過(guò)摳像獲得影子幾乎是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)楸尘鞍寰W(wǎng)格的藍(lán)色有兩種。為此，增加必要的設(shè)備是獲得完美的電視節(jié)目效果的必然選擇[3]。如在制作電視節(jié)目時(shí)加入虛擬影子機(jī)，也就是將攝像機(jī)架設(shè)在一個(gè)演播室的上方，由它攝入主持人在藍(lán)箱里面的畫(huà)面，然后在色鍵摳像技術(shù)下得到鍵信號(hào)，以此來(lái)模擬主持人的影子，最后再把模擬的與虛擬的影子合成。虛擬影子機(jī)得以應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)在于它不會(huì)受到其他客觀條件的限制，能對(duì)影子的方向進(jìn)行靈活的調(diào)整。如果在建模時(shí)產(chǎn)生倒影，可通過(guò)復(fù)制鏡像的方法制作背景的倒影，并把具備一定反光能力的透明塑料布鋪設(shè)在藍(lán)箱里，就能得到虛擬影子。該方法實(shí)用、簡(jiǎn)單，得到的效果能以假亂真。

2.4 虛擬異地采訪

在電視節(jié)目的制作環(huán)節(jié)，可以利用兩臺(tái)色鍵摳像器，就能滿足虛擬的異地采訪需求。這一方法是利用外地傳來(lái)的信號(hào)，然后在藍(lán)色的幕布之前通過(guò)一次的摳像之后，再傳入到虛擬的演播室系統(tǒng)之中，通過(guò)插入視頻，就可以將被采訪者與主持人在虛擬的背景之下相互的結(jié)合，讓兩個(gè)人實(shí)現(xiàn)“面對(duì)面”的表演與交談，這樣就給觀眾一種被采訪者就真實(shí)地存在于演播室的感覺(jué)。在實(shí)際的運(yùn)用中，如何能夠?qū)⑦@一些技巧合理地利用起來(lái)，就可以讓電視節(jié)目的制作這更加簡(jiǎn)捷、方便，同時(shí)節(jié)目的真實(shí)感與可視性也會(huì)大幅度提高。

3　結(jié)論

虛擬演播室系統(tǒng)為制作電視節(jié)目提供了一個(gè)廣闊的創(chuàng)作空間，在豐富電視節(jié)目包裝方式的基礎(chǔ)上節(jié)省了大量的制作費(fèi)用，并對(duì)相關(guān)人員的創(chuàng)造能力、制作能力等提出了更高的要求。實(shí)際上，虛擬演播室系統(tǒng)正在不斷改進(jìn)和發(fā)展，其生命力很旺盛，只有熟練地掌握并應(yīng)用，才能確保在未來(lái)的電視節(jié)目制作中把它的優(yōu)越性進(jìn)一步體現(xiàn)出來(lái)，它能發(fā)揮的作用也將更大。

參考文獻(xiàn)

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[2]杜世卿.虛擬演播室技術(shù)及其在電視節(jié)目制作中的應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2013（9）：60-61.

[3]姜悅.高清虛擬演播室系統(tǒng)在城市電視臺(tái)的應(yīng)用[J].信息技術(shù)與信息化，2015（3）：163-164.

中圖分類號(hào)G2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2015）141-0087-01