高清虛擬演播室系統(tǒng)在城市電視臺的運用探析

張偉

摘 要 虛擬演播室系統(tǒng)將計算機(jī)技術(shù)、色鍵摳像技術(shù)等融為一體，通過虛實結(jié)合，前景置入與虛擬錄制、常規(guī)錄制相結(jié)合等原則和功能，實現(xiàn)了虛擬布景、真實人物的緊密結(jié)合，對于提升電視節(jié)目品質(zhì)極為有益。文章在概述高清虛擬演播室系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，重點從場景制作、應(yīng)用要點等方面論述了其在城市電視臺的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 虛擬演播室系統(tǒng)；城市電視臺；場景制作

中圖分類號 G2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）218-0064-02

虛擬演播室系統(tǒng)圍繞了虛實結(jié)合的原則，集合了計算機(jī)技術(shù)、色鍵摳像技術(shù)等，具有高清實景直播與錄制等功能；與虛擬演播室設(shè)備連接，能通過前景置入與虛擬錄制、常規(guī)錄制等功能，將虛擬布景、真實人物緊密結(jié)合，最終提升電視節(jié)目品質(zhì)。但在實踐中，場景制作等技術(shù)專業(yè)性要求高，面對攝像機(jī)定位、摳像等問題，還需加強(qiáng)經(jīng)驗總結(jié)與摸索性調(diào)整，促使虛擬演播室系統(tǒng)的成本節(jié)約、動畫特效等作用最大程度發(fā)揮。

1 高清虛擬演播室系統(tǒng)概述

1.1 系統(tǒng)介紹

系統(tǒng)配置涉及高清攝像機(jī)、高清切換臺、VDI打碼、DVP網(wǎng)格識別，以及機(jī)械傳感器、搖臂機(jī)紅外追蹤裝置等。攝像機(jī)輸出信號經(jīng)過VDI打碼后，輸入至切換臺，供DVP識別機(jī)位，最終經(jīng)過網(wǎng)格控制，輸入至HDVG渲染圖像工作站，實現(xiàn)虛擬背景、機(jī)位的關(guān)聯(lián)。母線輸出后，由高清切換臺分配視頻，一路當(dāng)作前景信號，輸入至HDVG延時卡；一路輸入至DVP設(shè)備，識別攝像畫面網(wǎng)格，收集鏡頭、攝像機(jī)動作參數(shù)實現(xiàn)定位追蹤。與此同時，機(jī)械感染器、小紅外傳感器會將收集到的鏡頭與攝像機(jī)參數(shù)，輸送至HDVG實現(xiàn)定位追蹤。延時卡輸出背景與前景信號，以及MATTE信號，經(jīng)Ultimatte高清色鍵器處理，合成一路視頻信號，輸送至矩陣、切換臺。

調(diào)配演播室系統(tǒng)后，即可展開虛擬植入技術(shù)操作。直播節(jié)目中的虛擬植入操作，是指在節(jié)目畫面上，按照節(jié)目制作要求等，適當(dāng)加入虛擬人物與物體等前景，達(dá)到強(qiáng)化舞臺效果，豐富節(jié)目色彩的作用?？山柚鶫DVG渲染、機(jī)械跟蹤接攝像機(jī)位等方法調(diào)整播出平臺，通過對演播室實景、虛擬前景的平行線性重疊，形成一路包裝信號，最終輸送至切換臺切換后播出。

1.2 系統(tǒng)亮點

基于定位跟蹤系統(tǒng)角度分析，其結(jié)合了小紅外傳感、機(jī)械傳感與網(wǎng)格識別跟蹤等現(xiàn)代化的跟蹤傳感定位技術(shù)，虛擬錄制要求展開合理搭配與結(jié)合。首先是網(wǎng)格識別跟蹤技術(shù)，具有定位便捷等優(yōu)勢，借助DVP、網(wǎng)格即可實現(xiàn)系統(tǒng)的定位機(jī)位，攝像機(jī)無需配備跟蹤設(shè)備，機(jī)位跟蹤成本明顯降低。攝像機(jī)拍攝網(wǎng)格局部，即可為DVP生成攝像機(jī)水平與俯仰、鏡頭變化等跟蹤參數(shù)提供參照，經(jīng)過網(wǎng)格輸送HDVG，最終關(guān)聯(lián)場景、攝像機(jī)定位。

其次是機(jī)械傳感器設(shè)備，需要在鏡頭、攝像機(jī)云臺安裝，可時時跟蹤到攝像機(jī)俯仰運動、聚焦與變焦等活動數(shù)據(jù)，并輸送至HDVG。該傳感器跟蹤設(shè)備，具有全方位獲取跟蹤參數(shù)的優(yōu)勢，對網(wǎng)格傳感使用的局限與不足進(jìn)行了補充，適用于大型晚會的節(jié)目效果制作。

最后是小紅外傳感裝置，使攝像機(jī)移動拍攝成為了可能。借助安裝在藍(lán)箱左右方向的紅外線攝像頭，交叉捕捉、計算紅外發(fā)射器信號，即可實時獲取搖臂攝像機(jī)在各個方向的運動變化數(shù)據(jù)，最終輸送至HDVG，尤其輔以網(wǎng)格數(shù)據(jù)，共同實時定位移動攝像機(jī)。

2 高清虛擬演播室系統(tǒng)在城市電視臺中的運用

高清虛擬演播室系統(tǒng)的應(yīng)用，可制作逼真的節(jié)目場景，繼而強(qiáng)化節(jié)目效果、調(diào)高節(jié)目制作效率與節(jié)目質(zhì)量。輔以攝像機(jī)實時跟蹤裝置等先進(jìn)技術(shù)，可強(qiáng)化機(jī)位快速定位，以及自由移動拍攝等功能。除此之外，系統(tǒng)節(jié)目創(chuàng)作方法多樣化，能夠為電視臺節(jié)目提供創(chuàng)作素材，突顯節(jié)目錄制主題與內(nèi)容等，繼而加深受眾的印象，最終提高節(jié)目收視率。

2.1 場景制作

應(yīng)用演播室系統(tǒng)，需輔以3D？Designer軟件技術(shù)完成，或是輔以Softimage、Maya等創(chuàng)作圖文模型，軟件導(dǎo)入后，能夠提高場景制作成效。首先打光建模貼圖，在貼圖上經(jīng)過烘焙等操作，融合燈光貼圖信息，設(shè)立為3D？Designer可識別的wrl文件。其次在制作場景時，合理設(shè)立XYZ中的位置，將場景XYZ值設(shè)為零。同時應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范所創(chuàng)設(shè)物體層次序，防止場景創(chuàng)建出現(xiàn)錯亂與遮擋等現(xiàn)象。將制成的虛擬場景導(dǎo)入到3D拓展編輯器Editor中編輯，實現(xiàn)實景與虛擬景的視頻開窗、覆蓋與疊加。最后進(jìn)行主持人站位測試，測試達(dá)標(biāo)后保存模板，節(jié)目播出時，調(diào)用模板即可播出。

2.2 應(yīng)用要點

隨著人們生活水平的提升，對電視節(jié)目制作效果的要求逐漸提升；對此，為增強(qiáng)節(jié)目效果與競爭力、吸引力，演播室系統(tǒng)的應(yīng)用越發(fā)頻繁。無論是在日常節(jié)目中，或是在直播大型晚會中，都可以按照節(jié)目制作要求，適當(dāng)添加虛擬內(nèi)容。鑒于演播室系統(tǒng)，屬于新型節(jié)目制作技術(shù)與錄制方式，對編輯、技術(shù)人員、主持人等工作人員的專業(yè)性與配合度要求高；對此，需要明確掌握的虛擬演播室系統(tǒng)的應(yīng)用要點，摸索性完成流程化錄制?？偨Y(jié)錄制中出現(xiàn)的各種問題，施以針對性處理措施，最終實現(xiàn)節(jié)目質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)。

基于攝像機(jī)定位角度分析，攝像機(jī)定位成效直接關(guān)乎節(jié)目效果。將主攝像機(jī)垂直正對藍(lán)箱網(wǎng)格，可發(fā)現(xiàn)定位數(shù)值間的差異性，定位數(shù)據(jù)差距越大，場景位置與主持人站位就會越紊亂。實踐證明，并將主攝像機(jī)放置中間，放置在中間偏右0.5m處，主攝像機(jī)與藍(lán)箱網(wǎng)格間，存在一定傾斜角，發(fā)現(xiàn)場景位置紊亂、主持人站位不精確等問題可以有效規(guī)避。標(biāo)記斜對位置，移動攝像機(jī)后，可及時規(guī)范放置，避免下次不必要的調(diào)試。

基于設(shè)計步驟角度分析，應(yīng)圍繞演播室系統(tǒng)特征等，合理設(shè)計節(jié)目錄制流程，以及主持人站位、機(jī)械位置等，并對設(shè)計步驟及時存儲。設(shè)計定位對降低節(jié)目錄制工作量、減少錄制時間、提高錄制質(zhì)量等有著重要意義。演播室錄制節(jié)目內(nèi)容多元、形式多樣，如訪談類、專題類、直播類等，需要機(jī)位快速定位，以及能夠移動自由拍攝，這些在步驟設(shè)計中都需要加以考慮。節(jié)目錄制對系統(tǒng)穩(wěn)定性、渲染效果、傳感精度、場景制作能力等功能要求高，應(yīng)積極借鑒其他產(chǎn)品成功的步驟設(shè)計案例，繼而提升節(jié)目場景虛實結(jié)合制作的成效。

基于主持人站位角度分析，主持人配合對節(jié)目錄制意義重大，作為節(jié)目錄制關(guān)鍵人物，為確保主持人動作、虛擬場景變化的統(tǒng)一性，需要工作人員按下軟件操控鍵，與主持人按下遙控器步調(diào)一致，及時控制虛擬場景動畫，如上下視頻、開窗等動畫。這就需要工作人員與主持人間多磨合，確保電視臺節(jié)目實際錄制的一次性成功率。

基于摳像角度分析，對主持人的著裝有著明確規(guī)定，當(dāng)服裝顏色較淺，或是反光的配飾，會引起藍(lán)箱反光等現(xiàn)象，增加了后期反光處摳除的工作量，同時影響整體節(jié)目效果。為規(guī)避藍(lán)箱反光情況出現(xiàn)，除規(guī)定主持人著裝外，還需加強(qiáng)對燈光亮度的控制，避免主持人衣服顏色受燈光亮度影響，而出現(xiàn)變色的情況，如玫紅色、紫色衣服變成灰色，從而減少藍(lán)箱反光情況，解決摳像問題。針對主持人衣服變色問題，可通過調(diào)節(jié)Flsre的Gate2、Gate1/3旋鈕，使主持人衣服顏色，變?yōu)檎ｎ伾?，提高?jié)目錄制的整體協(xié)調(diào)性。在節(jié)目錄制中，會出現(xiàn)藍(lán)色地膠、藍(lán)箱間的色差問題，使節(jié)目錄制效果突兀，同時影響摳像成效；對此，需要清理藍(lán)色底膠上的灰塵、雜物等，并嚴(yán)格要求禁止主持人穿高跟鞋入藍(lán)箱。

基于燈光角度分析，應(yīng)用演播室系統(tǒng)時，藍(lán)箱內(nèi)燈光均勻布置尤為關(guān)鍵，繼而滿足網(wǎng)絡(luò)識別、傳感定位，以及摳像效果等方面的要求。通常在系統(tǒng)運行時，主持人前地下燈光，會使用熱光源散熱燈，這對于搖臂攝像機(jī)的紅外跟蹤、紅外信號識別產(chǎn)生了較大干擾。確定燈光的故障原因外，將熱光源散熱燈換成了三基色冷光源，攝像機(jī)的影響降低，外跟蹤丟失現(xiàn)象得有有效規(guī)避，節(jié)目錄制成效顯著提升。

3 結(jié)論

科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，帶動了虛擬技術(shù)發(fā)展的步伐。作為社會發(fā)展熱點，虛擬技術(shù)在城市電視臺的應(yīng)用優(yōu)勢越發(fā)突出，其中虛擬演播室系統(tǒng)的應(yīng)用最為頻繁，技術(shù)穩(wěn)定可靠且經(jīng)濟(jì)高效。虛擬演播室系統(tǒng)可營造出虛擬道具與背景，同時可與節(jié)目實景相結(jié)合重疊，繼而豐富節(jié)目內(nèi)容，提升節(jié)目品質(zhì)，增加節(jié)目的感染力與生動性。

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