廣播電視臺高清虛擬演播室的技術(shù)及應(yīng)用

郭奕進(jìn)

（作者單位：福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)股份有限公司）

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廣播電視臺高清虛擬演播室的技術(shù)及應(yīng)用

郭奕進(jìn)

（作者單位：福建廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)股份有限公司）

摘 要：近些年，隨著我國高清電視技術(shù)的蓬勃發(fā)展，各廣播電視臺推出了可以滿足高清數(shù)字電視發(fā)展需求的高清虛擬演播室。對此，本文主要對廣播電視臺高清虛擬演播室設(shè)計的思路、特點(diǎn)及其在實(shí)際中的應(yīng)用，進(jìn)行系統(tǒng)論述。

關(guān)鍵詞：廣播電視臺；演播室；高清虛擬技術(shù)

虛擬演播室是基于現(xiàn)代計算機(jī)及色鍵摳像技術(shù)而開發(fā)出的新式演播技術(shù)，它避免了在演播室搭建復(fù)雜的實(shí)景，只需要運(yùn)用三維動畫軟件，即可在演播室營造出身臨實(shí)境般逼真的三維立體景象，大大節(jié)省了由于傳統(tǒng)場景布置所導(dǎo)致的道具和人力成本，為節(jié)目制作人員提供了更加廣闊的創(chuàng)作空間。這一新式演播技術(shù)地運(yùn)用，不僅極大拓寬了節(jié)目錄制的形式，提升了電視臺節(jié)目的品質(zhì)，還為這個領(lǐng)域未來的發(fā)展提供了新的方向。

1 廣播電視臺高清虛擬演播室設(shè)計思路

廣播電視臺高清虛擬演播室的設(shè)計思路，是以虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合為基礎(chǔ)，并且要同時滿足高清實(shí)景錄制及現(xiàn)場直播這兩個方面的功能要求。所以，接入虛擬演播室的設(shè)備，必須具備常規(guī)節(jié)目錄制、虛擬節(jié)目錄制及場景植入等各個方面的功能。由于電視臺演播室需要滿足各種節(jié)目的錄制要求，包括訪談類、新聞類、專題類等，所以，錄制節(jié)目的攝像機(jī)必須能滿足快速定位、移動拍攝等需要。所以，在該項目設(shè)計初期，設(shè)計人員著重研究了虛擬系統(tǒng)中圖形工作站渲染和輸出能力，并且調(diào)查了虛擬系統(tǒng)在實(shí)際中成功運(yùn)用的案例。通過調(diào)查對比目前市場上各個廠家的攝像定位方式、虛擬場景的布置能力及市場的認(rèn)可度，本臺最終選擇了目前較為先進(jìn)的Pro-Set高清虛擬演播室系統(tǒng)，其是一套具有雙通道、四機(jī)位及各清晰度兼容的真三維虛擬系統(tǒng)。

2 廣播電視臺高清虛擬演播室的特點(diǎn)

2.1 主要特點(diǎn)

本臺高清虛擬演播室選用的Orad系統(tǒng)，是以網(wǎng)格跟蹤為主、紅外線傳感及機(jī)械傳感相輔的新型跟蹤系統(tǒng)，性能領(lǐng)先于現(xiàn)今行業(yè)中各種單一跟蹤方式的系統(tǒng)；虛擬演播室中，攝像機(jī)可以最大程度自由移動拍攝，包含肩式攝像機(jī)、滑行軌道式攝像機(jī)及搖臂式攝像機(jī)等多種不同類型，支持360°無死角拍攝范圍，并且可以快速安裝和定位；在某些情況下，該高清虛擬演播室系統(tǒng)可以作為一個獨(dú)立系統(tǒng)單獨(dú)工作，也可以附屬一個大的系統(tǒng)共同工作；在數(shù)據(jù)連接這一方面，虛擬演播室系統(tǒng)與外界數(shù)據(jù)庫之間，相互連接無障礙；具有混合播放并加載多種場景的能力，支持播放目前市面上所有主流視頻格式。

2.2 系統(tǒng)類型

第一，網(wǎng)格傳感。網(wǎng)格識別傳感，無需對攝像機(jī)進(jìn)行改裝就可以實(shí)現(xiàn)，具有簡便、易操作等優(yōu)點(diǎn)。

第二，機(jī)械傳感。機(jī)械傳感器具有360°范圍內(nèi)感知攝像機(jī)各項運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在很大程度上，彌補(bǔ)了網(wǎng)格傳感在感知范圍上的不足。

第三，Cam Track紅外跟蹤。該系統(tǒng)支持?jǐn)z像機(jī)的自由移動拍攝。在藍(lán)箱左右上端安裝紅外接收裝置，由這兩個紅外接收裝置，交叉接收紅外線發(fā)射裝置發(fā)射的紅外信號，就可以獲得正在移動的攝像機(jī)各項運(yùn)行參數(shù)。

第四，網(wǎng)格跟蹤、機(jī)械傳感、小紅外跟蹤相互結(jié)合，其中，以網(wǎng)格傳感為主。這種結(jié)合三種傳感跟蹤方式的做法，其最大優(yōu)點(diǎn)，就是大大縮減了錄制開始前攝像機(jī)的定位時間。

3 廣播電視臺高清虛擬演播室技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

在制作三維虛擬場景時，高清虛擬演播室系統(tǒng)既可以在場景制作軟件中完成場景制作，也可以從外界數(shù)據(jù)庫中直接導(dǎo)入圖文模型。其中，較為常用的場景制作軟件是3Designer，它支持用戶自己設(shè)計特定的插件，功能非常全面。

3Designer是基于Windows操作系統(tǒng)的ORAD虛擬演播室場景創(chuàng)作工具，可以建立無限個圖層，并且可以直接導(dǎo)入其他繪圖軟件制作的素材，具有很強(qiáng)的包容性；在粒子特效方面，3Designer也在行業(yè)中具有領(lǐng)先地位，能輕易模擬出煙霧、大學(xué)、彩虹等景象；當(dāng)制作財經(jīng)等需要數(shù)據(jù)實(shí)時更新的節(jié)目時，3Designer也可以進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。

高清虛擬演播室投入使用后，也出現(xiàn)過攝像機(jī)定位不準(zhǔn)的問題，根據(jù)長期的總結(jié)及探索發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)問題的原因是攝像機(jī)的光圈不到位，或者是室內(nèi)燈光不均勻。適當(dāng)微調(diào)攝像機(jī)光圈，并調(diào)整燈光，就可以很好地解決這個問題。

4 結(jié)語

在百平米內(nèi)的藍(lán)箱當(dāng)中，高清虛擬演播室系統(tǒng)為許多節(jié)目的錄制提供了精美三維場景，節(jié)省了一大筆傳統(tǒng)場景布置的開支及人力成本。目前，高清虛擬演播室系統(tǒng)在實(shí)際工作中運(yùn)行穩(wěn)定，制作節(jié)目品質(zhì)優(yōu)良，完美實(shí)現(xiàn)了設(shè)計目標(biāo)。但是，高清虛擬演播室系統(tǒng)的功能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有完全開發(fā)出來，所以，在今后的日子中，工作人員應(yīng)當(dāng)更進(jìn)一步發(fā)掘高清虛擬演播室的功能，為廣播電視臺節(jié)目錄制創(chuàng)造更為廣闊的空間。

參考文獻(xiàn)：

［1］顧衛(wèi)東.如何實(shí)現(xiàn)演播室低成本數(shù)字化技術(shù)改造——南京廣播電視臺60平方米虛擬及120平方米演播室系統(tǒng)方案介紹［J］.現(xiàn)代電視技術(shù),2007（1）.

［2］高華,宋新國,蔣珽.淺論改善虛擬演播室制作中完美畫面的實(shí)踐——上海廣播電視臺S5虛擬演播室燈光改造解析［J］.現(xiàn)代電視技術(shù),2012（7）.

［3］金丹.數(shù)字技術(shù)在虛擬演播室節(jié)目制作中的應(yīng)用與研究［D］.北京:北京工業(yè)大學(xué),2015.