虛擬演播室 在小學(xué)校園中的應(yīng)用

張晨

小學(xué)校園的各類(lèi)活動(dòng)比較多，布置背景，組織學(xué)生觀看也就成了一件大事，不光工作量大而且費(fèi)用高。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，一種虛擬演播室技術(shù)誕生了，它很好地解決了這一難題。它是應(yīng)用計(jì)算機(jī)三維圖形技術(shù)和視頻合成技術(shù)，并結(jié)合前景攝像機(jī)的位置、焦距等參數(shù)，利用色鍵器進(jìn)行高度合成，讓人物、道具徹底融入于計(jì)算機(jī)構(gòu)建的虛擬場(chǎng)景中，從而創(chuàng)造出逼真、立體的演播室效果。

一、引言

小學(xué)教育比較注重學(xué)生多方面的發(fā)展，如唱歌、跳舞、朗誦、游戲等比賽經(jīng)常舉行。近年來(lái)許多學(xué)校越來(lái)越重視學(xué)生德育、安全方面的教育，這樣就更需要一種傳播途徑。傳統(tǒng)方法是組織學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)觀看或是通過(guò)校園電視臺(tái)觀看。為營(yíng)造活動(dòng)氣氛，增強(qiáng)觀看的視覺(jué)效果，就需要老師提前布置好背景。教師購(gòu)買(mǎi)一些裝飾品自己動(dòng)手布置或者請(qǐng)廣告公司設(shè)計(jì)張貼，每一項(xiàng)活動(dòng)的舉行都要花費(fèi)大量的人力和財(cái)力，阻礙了學(xué)校的發(fā)展?，F(xiàn)在隨著虛擬演播室技術(shù)的不斷發(fā)展并趨向成熟，張貼橫幅、布置舞臺(tái)成了很簡(jiǎn)單并且能馬上實(shí)現(xiàn)的事了。例如國(guó)慶節(jié)設(shè)計(jì)適合國(guó)慶節(jié)氣氛的宣傳背景，兒童節(jié)布置適合兒童節(jié)氣氛的舞臺(tái)，在電腦上合成，學(xué)生只需在教室觀看，十分高效。

二、虛擬演播室系統(tǒng)的構(gòu)成

（一）攝像機(jī)部分

在虛擬演播室沒(méi)有出現(xiàn)以前，都是利用色鍵摳像技術(shù)來(lái)進(jìn)行演播，這種技術(shù)背景是固定的，而是攝像機(jī)在動(dòng)，所以給人的感覺(jué)播音員像是浮在背景上。而虛擬演播室是攝像機(jī)和背景同時(shí)運(yùn)動(dòng)，這樣就感覺(jué)到前景和背景是處于一體的狀態(tài)，同時(shí)通過(guò)利用傳感器方式和圖案識(shí)別方式來(lái)對(duì)攝像機(jī)的位置和運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行確定，并對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行處理，從而確保了輸出的背景畫(huà)面根據(jù)攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)而相應(yīng)的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，使前景和后景實(shí)時(shí)疊加在一起，具有十分逼真的立體感，合成效果非常好。

推薦大家用索尼、松下等大名牌的攝像機(jī)，拍攝效果好、功能齊全。采用多機(jī)位拍攝，便于從多角度抓取精彩的畫(huà)面。攝像機(jī)的型號(hào)、鏡頭的規(guī)格要咨詢專(zhuān)業(yè)攝影師，根據(jù)演播室的實(shí)際情況確定。

（二）聲音部分

演播室聲學(xué)要求既不像攝影棚那樣簡(jiǎn)陋，又不像錄音室那樣考究。因?yàn)?，電視制作不像電影那樣先在攝影棚里拍攝畫(huà)面，然后再到錄音室里去配音。往往采用同期聲，一氣呵成。輸出的聲音要圓潤(rùn)飽滿并且沒(méi)有回聲，為此音響設(shè)備的檔次、搭配、擺放角度要合理。隔墻一定要采用超過(guò)240mm厚的雙層隔聲磚墻進(jìn)行分隔，在后墻等表面還應(yīng)選擇合理的吸聲措施。

（三）虛擬演播服務(wù)器

采用性價(jià)比優(yōu)良的虛擬演播服務(wù)器，可實(shí)現(xiàn)多通道三維虛擬實(shí)時(shí)渲染、視頻合成處理、摳像處理、特技切換、錄制直播等。至少接入4路攝像機(jī)，8路通道，結(jié)合導(dǎo)播、字幕、臺(tái)標(biāo)、摳像、多達(dá)幾十種的三維場(chǎng)景給現(xiàn)場(chǎng)直播帶來(lái)富有視覺(jué)沖擊力的效果。我校采用KESU BMS虛擬演播室系統(tǒng)，設(shè)定好演播服務(wù)器的ip地址，對(duì)客戶端電腦的配置要求很低，普通電腦只需安裝vcl軟件，填寫(xiě)好服務(wù)器地址即可播放，十分適合師生使用。

（四）后期視頻非編設(shè)備

通過(guò)專(zhuān)業(yè)的非編系統(tǒng)可以將錄制的節(jié)目進(jìn)行進(jìn)一步的編輯。推薦大家使用EDIUS，這是一款非線性編輯軟件，擁有完善的基于文件工作流程，提供了實(shí)時(shí)、多軌道、多格式混編、合成、色鍵、字幕和時(shí)間線輸出功能，支持所有DV、HDV攝像機(jī)和錄像機(jī)。這款軟件容易上手，新手不需要學(xué)習(xí)很長(zhǎng)時(shí)間就能操作。

（五）演播室藍(lán)箱

虛擬藍(lán)箱是一個(gè)無(wú)直角，全是平滑均勻的弧形處理的開(kāi)放式箱體，是虛擬演播室的一個(gè)重要組成部分，它的作用是做虛擬摳像使用，提供純正的影視摳像背景色。出鏡人員或者物體在藍(lán)箱中出鏡拍攝，通過(guò)色鍵摳像技術(shù)，會(huì)將純色的背景色分離出來(lái)，從而達(dá)到將人或者物體添加到任意自定義三維場(chǎng)景里面，實(shí)現(xiàn)虛擬演播室的仿真包裝效果。

三、應(yīng)用虛擬演播室時(shí)的技術(shù)要領(lǐng)

（一）攝像機(jī)跟蹤技術(shù)

在虛擬演播室的場(chǎng)景合成中，隨時(shí)獲得攝像機(jī)的拍攝參數(shù)是關(guān)鍵因素，如運(yùn)動(dòng)方向、焦距等，這樣才能使真是的攝像機(jī)與虛擬場(chǎng)景中的攝像機(jī)完全同步運(yùn)動(dòng)，使虛擬攝像機(jī)能夠根據(jù)真實(shí)攝像機(jī)的拍攝情況確定虛擬場(chǎng)景中的哪些部分進(jìn)入畫(huà)面。因此，這就需要一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)和提供攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)、演員位置參數(shù)的系統(tǒng)，這里關(guān)鍵的技術(shù)就是攝像機(jī)跟蹤技術(shù)。攝像機(jī)跟蹤系統(tǒng)的作用是將攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)實(shí)時(shí)取出并加入虛擬攝像機(jī)的三維成像過(guò)程中。

（二）虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)與生成技術(shù)

虛擬演播室中的場(chǎng)景、道具一般情況下通過(guò)計(jì)算機(jī)生成，可做出普通演播室中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的景觀。虛擬場(chǎng)景可選擇攝像機(jī)當(dāng)中的活動(dòng)視頻，也可選擇圖像，然而應(yīng)用最多的是三維軟件及材質(zhì)創(chuàng)作的二維或三維圖形。

（三）藍(lán)背景技術(shù)

虛擬演播室中的攝像機(jī)所錄制是以藍(lán)色為核心背景的畫(huà)面，其所有藍(lán)色區(qū)域都會(huì)合成到指定的虛擬場(chǎng)景內(nèi)。對(duì)于虛擬演播室的攝像室，通常情況下是由若干藍(lán)墻和藍(lán)色的地板組建而成的“藍(lán)室”；對(duì)藍(lán)色舞臺(tái)并不存在具體的物理尺寸限制，真實(shí)藍(lán)背景的尺寸很大程度上受到人數(shù)的影響。在藍(lán)背景內(nèi)一般選擇較為圓滑的角落，由于對(duì)折角布光存在一定阻礙，必須在鍵控器上展開(kāi)額外的調(diào)整，這也讓保留陰影難度提升。

（四）燈光布光技術(shù)

虛擬演播室燈光絕大部分情況下選擇三基色柔光燈，此類(lèi)燈發(fā)光均勻、陰影小，從而讓主持人的膚色更為良好。主持人一般會(huì)有特定的活動(dòng)區(qū)域，所以，對(duì)前景主持人布光一般不會(huì)選擇定點(diǎn)布光的方式，而是選擇區(qū)域布光。常規(guī)的新聞?lì)愌莶ナ彝ǔ＿\(yùn)用三點(diǎn)式布光原理就可以實(shí)現(xiàn)電視照明的要求，而虛擬演播室技術(shù)通常會(huì)選擇色鍵器消藍(lán)技術(shù)實(shí)現(xiàn)摳藍(lán)處理，所以，要減少藍(lán)色對(duì)前景主持人的影響就一定要樹(shù)立立體布光的理念。

（五）色鍵技術(shù)

虛擬場(chǎng)景不僅有背景，還有前景，如桌子、講臺(tái)等，人甚至可以進(jìn)入一個(gè)虛擬物體中。畫(huà)面中真實(shí)的、虛擬的物體間的關(guān)系比較復(fù)雜，要想實(shí)現(xiàn)完美自然的疊加，就需要特殊功能的高級(jí)色鍵技術(shù)。

四、虛擬演播室系統(tǒng)在校園中的應(yīng)用

（一）師生才藝表演方面的應(yīng)用

小學(xué)校園比較注重師生的才藝表演，活動(dòng)豐富多彩，每學(xué)年的六一兒童節(jié)演出是小學(xué)校園活動(dòng)的一個(gè)重要傳統(tǒng)。師生們?cè)谇捌跍?zhǔn)備上要花費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，但是最后真正的觀看效果往往很不好。因?yàn)樾W(xué)生自控力差，容易受外來(lái)因素的影響，時(shí)不時(shí)動(dòng)一動(dòng)講幾句，現(xiàn)場(chǎng)觀看學(xué)生多光線暗，很難管理。規(guī)模大一點(diǎn)的學(xué)校，二千人以上擠在大廳里面，空氣混濁，而且容易發(fā)生踩踏事件，很不安全。如果應(yīng)用虛擬演播室系統(tǒng)，不但布置舞臺(tái)、更換場(chǎng)景方便，節(jié)省費(fèi)用，而且學(xué)生在教室里就能觀看現(xiàn)場(chǎng)直播，舞臺(tái)背景光彩奪目、氣勢(shì)磅礴，視覺(jué)效果好，也便于老師管理學(xué)生。一部分學(xué)生在現(xiàn)場(chǎng)觀看，加加油、喝喝彩，增添現(xiàn)場(chǎng)氣氛。

（二）德育、安全教育方面的應(yīng)用

學(xué)校的德育、安全教育內(nèi)容多、活動(dòng)多、涉及面廣。例如紅領(lǐng)巾廣播、國(guó)旗下講話、常規(guī)教育等。傳統(tǒng)方法是在墻上掛一條橫幅，也有的請(qǐng)廣告公司做一面背景，而且每期都要更換?，F(xiàn)在應(yīng)用虛擬演播系統(tǒng)，這些宣傳背景在電腦上合成，有的幾分鐘就能搞定，學(xué)生只需在班級(jí)觀看，現(xiàn)場(chǎng)感也很強(qiáng)。我校的虛擬演播室系統(tǒng)還能插播圖片、視頻，學(xué)生看要比老師講效果好很多。特別是播放安全教育宣傳片，以前是班主任各管各播放，有的還沒(méi)有復(fù)制好，有的因格式問(wèn)題不會(huì)放，碰到這樣的事情，學(xué)校教技老師忙得不亦樂(lè)乎，現(xiàn)在老師只需要打開(kāi)接收軟件即可播放。

（三）在教學(xué)方面的應(yīng)用

虛擬演播室系統(tǒng)也能應(yīng)用于課堂教學(xué)，特別是公開(kāi)課教學(xué)。以前每逢開(kāi)設(shè)公開(kāi)課，聽(tīng)課老師和學(xué)生滿滿地?cái)D在同一間教室里，后面的老師根本看不清課堂上的一些細(xì)節(jié)，一些老師的討論聲還影響到學(xué)生上課?，F(xiàn)在應(yīng)用這套系統(tǒng)，聽(tīng)課老師可在另一間教室通過(guò)大屏幕觀看，老師的板書(shū)、面部表情都能看得一清二楚。老師評(píng)課時(shí)，還可重復(fù)播放，這樣對(duì)于評(píng)課的質(zhì)量和提升老師的教學(xué)水平都有極大的幫助。

虛擬演播室場(chǎng)景變換靈活，能及時(shí)滿足不同課程的授課。我們以虛擬演播室為平臺(tái)，整合多種媒體，創(chuàng)造模擬仿真環(huán)境，豐富教學(xué)手段，讓課程易于理解，更加激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升了教學(xué)效果。

虛擬演播室系統(tǒng)使我們完全擺脫了過(guò)去視頻傳播方式單一和呆板的弊病，是一種低成本、高質(zhì)量、高效率的節(jié)目制作手段，是小學(xué)信息化建設(shè)的必備內(nèi)容。隨著師生對(duì)虛擬演播室制作節(jié)目的了解程度和使用程度的提高，這一項(xiàng)技術(shù)必將在小學(xué)校園中創(chuàng)造出奇跡。

【作者單位：昆山市花橋中心小學(xué)校 江蘇】