融媒體時代高校虛擬演播室的建設(shè)與應(yīng)用

陳利　李潔

摘? ?要：在融媒體時代，視頻資源在高校智慧校園建設(shè)特別是高校教學(xué)資源建設(shè)中占據(jù)重要地位。然而，傳統(tǒng)的演播室建設(shè)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段視頻資源建設(shè)的需求。文章的目的是設(shè)計和建設(shè)融媒體時代高校虛擬演播室，建立虛擬演播室系統(tǒng)與專業(yè)非線性編輯機房的無縫對接。文章總結(jié)了高校虛擬演播室建設(shè)原則，探討了虛擬演播室建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，并將其應(yīng)用到高校各大場景中，滿足了高校教育信息化和教育教學(xué)的需求。該研究可以為高校虛擬演播室建設(shè)提供參考，有針對性地改進(jìn)和提高視頻資源制作質(zhì)量與利用效果。

關(guān)鍵詞：融媒體;虛擬演播室;建設(shè)與應(yīng)用

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1673-8454（2020）09-0089-04

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，三網(wǎng)融合進(jìn)程的加快，傳統(tǒng)媒體和新媒體由競爭走向融合，促使人類社會進(jìn)入到融媒體時代;傳統(tǒng)媒體向融媒體拓展的一個重要方向就是包括網(wǎng)絡(luò)視頻、數(shù)字電視、手機電視等在內(nèi)的各種視頻媒體。而視頻資源在高校各類型的教學(xué)資源中占據(jù)重中之重的地位，而目前高校傳統(tǒng)的演播室建設(shè)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段高校對視頻資源建設(shè)的需求。于此同時，高校的校園信息化建設(shè)也已經(jīng)開始進(jìn)入更高階段的智慧校園建設(shè)，物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)等新興信息技術(shù)大量運用于智慧校園建設(shè)之中，因此，媒體資源的生產(chǎn)借助這些新興信息技術(shù)手段開始走向集約化、數(shù)字化和智能化[1]。不同于傳統(tǒng)的高校演播室，融媒體虛擬演播室在虛實場景融合、信號源的來源、節(jié)目的后期制作輸出方面都有很大的創(chuàng)新。本文主要討論高校虛擬演播室系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用場景，以及在實踐過程中發(fā)現(xiàn)后期可改進(jìn)的方向，為新時代高校的虛擬演播室建設(shè)提供參考。

一、高校虛擬演播室研究現(xiàn)狀

虛擬演播室系統(tǒng)是計算機技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、電視攝像技術(shù)、電視摳像技術(shù)結(jié)合在一起形成的[2]。計算機技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)產(chǎn)生二維或三維虛擬場景，電視攝像技術(shù)產(chǎn)生真實畫面，色鍵摳像技術(shù)將真實畫面融入虛擬場景中，使電視畫面具有獨特的教學(xué)藝術(shù)效果。

關(guān)于高校虛擬演播室怎么建設(shè)，學(xué)者們從不同角度進(jìn)行探討和研究。華南師范大學(xué)的黃慕雄探討了虛擬場景的設(shè)計方案，利用三維軟件設(shè)計開發(fā)虛擬場景，并在高校虛擬演播室系統(tǒng)中的調(diào)試使用該虛擬場景[3]。廣東技術(shù)師范大學(xué)的董武紹探討了高校虛擬演播室建設(shè)原則、建設(shè)選型、建設(shè)方式等[4]。宿遷學(xué)院的劉佳文對高校演播室的現(xiàn)狀進(jìn)行簡單的闡述，剖析了高校演播室建設(shè)的社會意義，并針對現(xiàn)狀提出了相應(yīng)的問題和解決對策[5]。河南廣播電視臺的田冰分析了虛擬演播室的發(fā)展背景，探討了移動虛擬演播室技術(shù)在融媒體時代電視制作節(jié)目中的實際應(yīng)用[6]。上述研究對有關(guān)虛擬演播室的建設(shè)提供了很好的理論依據(jù)，但是缺乏針對高校教育教學(xué)的虛擬演播室建設(shè)行之有效的實踐。

二、融媒體虛擬演播室系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

為滿足高校在線課程的視頻制作、教育精品課錄制、校園演播室建設(shè)、校園會議活動及實驗課錄制等各類視頻錄制的需求，系統(tǒng)將建設(shè)下述內(nèi)容：建立虛擬演播室系統(tǒng)，滿足各類視頻資源的錄播需求;建立專業(yè)非線性編輯機房，實現(xiàn)電視臺節(jié)目、優(yōu)質(zhì)課程、微課程、實訓(xùn)課程等的精細(xì)剪輯和效果包裝。

特點：系統(tǒng)集成度高，一臺主機即可替代傳統(tǒng)演播室的導(dǎo)、錄、監(jiān)、播等多個設(shè)備，實現(xiàn)包括多機位監(jiān)看、導(dǎo)播切換、字幕特技疊加、片頭片尾疊加、錄制、后期制作等功能，充分滿足各類節(jié)目制作的需要;具備專業(yè)的畫面質(zhì)量，達(dá)到廣播級指標(biāo)，核心板卡具有廣電總局測試報告;支持網(wǎng)絡(luò)流媒體直播，系統(tǒng)輸出視頻信號源，經(jīng)過流媒體服務(wù)器后，用戶可以通過瀏覽器、iPad、iPhone、Android等終端實時觀看直播節(jié)目。

1.融媒體虛擬演播室系統(tǒng)設(shè)計

（1）融媒體虛擬演播室設(shè)計原則

本系統(tǒng)設(shè)計原則是在滿足節(jié)目錄制要求的情況下，充分考慮系統(tǒng)的可用性、安全性、可靠性，同時兼顧系統(tǒng)的先進(jìn)性、兼容性、擴(kuò)展性[7]。可用性是指系統(tǒng)的開發(fā)要滿足電視節(jié)目錄制的實際需求，與實際工作緊密結(jié)合，有效提高工作效率。安全性是指采用各種有效的安全措施確保系統(tǒng)的安全;可靠性是指采用成熟的技術(shù)和高質(zhì)量的設(shè)備;先進(jìn)性是指系統(tǒng)應(yīng)采用先進(jìn)的無軌技術(shù)、傳感技術(shù)、計算機圖像技術(shù)、色鍵合成技術(shù)等;兼容性是指可與用戶原有的各種類型的演播室系統(tǒng)實現(xiàn)連接;擴(kuò)展性是指采用模塊化設(shè)計方法，便于擴(kuò)展，以適應(yīng)未來發(fā)展需要。

（2）融媒體虛擬演播室系統(tǒng)構(gòu)成

融媒體虛擬演播室系統(tǒng)是一套由虛擬演播室服務(wù)器、攝像機、攝像機跟蹤器、色鍵器及音視頻切換臺等構(gòu)成。圖1為融媒體虛擬演播室系統(tǒng)拓?fù)鋱D，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)看，虛擬演播室主要包括三部分：攝像機運動參數(shù)的獲取和實時計算、實時色鍵計算以及三維虛擬場景的實時生成和輸出[8]。

（3）融媒體虛擬演播室燈光設(shè)計

為滿足錄制在線課程及節(jié)目的需求，融媒體虛擬演播室的燈具選擇需要根據(jù)具體場地情況，既要保證攝像機實景畫面對燈光的的要求，也要考慮燈光的造型作用，合理選配燈具，在滿足攝像機對燈光要求的基礎(chǔ)上，強調(diào)燈光的質(zhì)量和藝術(shù)性。因此，在燈具配比方面要加大柔光燈的比例，酌情減少熱光源燈具，為布光設(shè)計提供更多的創(chuàng)作空間。圖2融媒體虛擬演播室為燈光布位示意圖。

2.系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)

（1）攝像機跟蹤技術(shù)

本系統(tǒng)采用無軌跟蹤技術(shù)，通過虛擬攝像機與物理攝像機的綁定從而實現(xiàn)推拉搖移和搖臂航拍的效果。同時采用機械傳感跟蹤方式實現(xiàn)有軌跟蹤，使得物理攝像機做快速的小幅度反復(fù)平搖、俯仰、變焦等取景變化時，虛擬攝像機鏡頭下的場景畫面實時同步的發(fā)生與其相同的變化[9]。

運用虛擬搖臂模式實現(xiàn)人物全身的大范圍航拍效果，這種方式對演播室的面積大小無要求，又節(jié)省了配置搖臂、導(dǎo)軌的大部分成本;運用機械傳感跟蹤模式可實現(xiàn)隨時隨地的人物進(jìn)行無損質(zhì)量的跟拍或特寫拍攝，主持人可以在演播室隨意地走動主持節(jié)目，最大限度貼近虛擬演播室節(jié)目的實際制作需求。這兩種跟蹤方式的結(jié)合極大提升虛擬演播室節(jié)目的創(chuàng)新性和產(chǎn)品性價比。

（2）色鍵摳像與合成技術(shù)

融媒體虛擬演播室系統(tǒng)采用全場景真三維虛擬演播室主機，采用目前一流的軟件摳像模塊，內(nèi)置2路高標(biāo)清色鍵，可對每路攝像機信號進(jìn)行單獨色鍵處理，同時可實現(xiàn)發(fā)絲、半透明物體等畫面的精細(xì)摳像處理合成，使人或物體的邊緣更加自然;同時，也可選配外置色鍵器。圖3為液體摳像效果圖，圖4為水霧摳像效果圖。

（3）實時渲染技術(shù)

本系統(tǒng)的虛擬錄播主機系統(tǒng)可直接導(dǎo)入3DMAX制作的三維物體，并作為虛擬前景物件元素播出，多個前景物體可同時播出。增強了節(jié)目的表現(xiàn)性，豐富了節(jié)目內(nèi)容。圖5為虛擬前景操作及效果圖。

（4）融媒體虛擬演播室系統(tǒng)中的幾項其他技術(shù)

無限藍(lán)箱功能。融媒體虛擬演播室錄播主機在無軌虛擬中采用無限藍(lán)箱功能，實現(xiàn)把攝像機拍攝的藍(lán)幕以外的無法摳像的雜景用虛擬場景覆蓋，以免產(chǎn)生不真實畫面。在機械傳感跟蹤系統(tǒng)中采用動態(tài)無限藍(lán)箱在攝像機做平遙、俯仰時可自動將拍攝區(qū)域的雜景覆蓋。

高度的系統(tǒng)集成化。融媒體虛擬演播室系統(tǒng)不但集成了多路高標(biāo)清色鍵器、多通道視頻輸入輸出接口，還集成了數(shù)字切換臺、特技切換臺、音頻處理系統(tǒng)、音頻延時器、字幕機、多畫面處理器等，極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可操作性，使得安裝、操作簡單方便[10]。集成數(shù)字切換臺，可對12路虛擬機位進(jìn)行快速切換及攝像機鏡頭的推、拉、搖、移及搖臂效果的動作切換;集成特技切換臺，實現(xiàn)PST信號與PGM信號切換特效，新穎獨特的呈現(xiàn)切換瞬間的精彩;集成音頻處理系統(tǒng)，可對輸入音頻、本地節(jié)目音頻、輸出音頻進(jìn)行調(diào)節(jié);集成音頻延時器，可調(diào)節(jié)輸入音頻的延時時長，最終實現(xiàn)視、音頻同步輸出;集成多路高標(biāo)清色鍵器，可對每路攝像機信號進(jìn)行單獨色鍵處理;集成多畫面處理器，可監(jiān)看所有輸入輸出信號源;集成高標(biāo)清字幕機，實現(xiàn)字幕的制作、編輯與疊加播出。

3.搭建非線性編輯系統(tǒng)

非線性編輯系統(tǒng)不僅能將虛擬播錄主機和融媒體集成化系統(tǒng)同步記錄的場記點信息導(dǎo)入到后期非編使用的工程文件中，以便快速定位場記點，提高精品課程后期視頻編輯效率，同時還支持其他視頻素材的后期編輯制作。本系統(tǒng)還提供大量的教育模板，簡單的替換文字、圖片和視頻后，就可以作為課程的片頭片尾或者字幕特技使用，無需復(fù)雜學(xué)習(xí)即可快速制作出專業(yè)的、絢麗的精品課程視頻。

三、高校虛擬演播室應(yīng)用場景

為適應(yīng)教育信息化和教育教學(xué)的需求，滿足高校相關(guān)專業(yè)實習(xí)實訓(xùn)、在線課程制作、教育精品課錄制、校園電視節(jié)目、實訓(xùn)課錄制等各類課程錄制的需求[11]，高校虛擬演播室主要應(yīng)用在如下幾個方面：

1.校園廣播電視臺

高校的三大社會職責(zé)之一是為社會培養(yǎng)專門人才，而高?？梢栽谔摂M演播室的基礎(chǔ)上搭建校園廣播電視臺，可以為新聞傳播、教育技術(shù)等專業(yè)的學(xué)生的實習(xí)實訓(xùn)提供優(yōu)良的環(huán)境。同時，高校虛擬演播室的建設(shè)實現(xiàn)了理論與實踐的相結(jié)合，能有效引領(lǐng)和促進(jìn)影視傳媒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。

2.在線課程的視頻資源建設(shè)

目前，線上線下的混合式學(xué)習(xí)越來越受到教育系統(tǒng)的關(guān)注，在線課程質(zhì)量的直接影響到混合學(xué)習(xí)的效果好壞;而視頻資源是在線課程資源建設(shè)中的核心環(huán)節(jié)[12]。傳統(tǒng)的錄播室已經(jīng)無法滿足在線課程各種不同錄制場景的需求，而虛擬演播室可以通過三維虛擬場景，虛擬出多機位拍攝、交互式白板、多媒體課室等各種類型的真實場景，實現(xiàn)更加真實、直觀的授課場景，實現(xiàn)一機多能，多場景通用，即滿足各種場景之間的直接切換，也有效降低學(xué)校人力物力成本。

3.視頻節(jié)目錄制

高校虛擬演播室可以承擔(dān)學(xué)校相關(guān)視頻節(jié)目制作的功能，如學(xué)校視頻資料、專題片、校園新聞、參賽視頻等。這些視頻素材可以利用虛擬演播室的虛擬場景美化，減少視頻制作的人力物力，還能通過虛擬演播室的虛擬場景美化視頻，提升視頻節(jié)目的藝術(shù)性和觀賞性。

四、后期升級改造的方向

高等教育信息化的發(fā)展促進(jìn)虛擬演播室逐步成為校園電視臺或高校教育技術(shù)中心的建設(shè)重點，成為制作教育電視節(jié)目，開展遠(yuǎn)程教育及建設(shè)校園文化環(huán)境的新平臺。根據(jù)當(dāng)前虛擬演播室有關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢，在經(jīng)費允許的情況下，可以對融媒體虛擬演播室系統(tǒng)進(jìn)行如下幾項升級：

1.升級為混合融媒體虛擬演播室

混合虛擬演播室系統(tǒng)是利用空間定位捕捉技術(shù)同步空間內(nèi)的攝像機和所有虛實物件位置，實現(xiàn)在虛擬引擎內(nèi)進(jìn)行實時的互動和合成效果預(yù)覽;實現(xiàn)虛實真實結(jié)合的效果，極大的提高視覺表現(xiàn)力?；旌咸摂M演播室可以實現(xiàn)深度融合混合交互，即老師和3D場景不再是單純的前后疊加，所有人和物都有3D深度信息，真人和虛擬人或物等實現(xiàn)復(fù)雜自然的互動。借助此項技術(shù)可以營造真實的人機互動場景，可以借此開展新教學(xué)模式的探索。

2.系統(tǒng)技術(shù)人員培訓(xùn)

虛擬演播室系統(tǒng)與傳統(tǒng)演播室相比，是一個計算機圖像合成系統(tǒng)，系統(tǒng)操作員要能熟練掌握虛擬演播室軟件及相關(guān)的3DMAX等制作軟件，同時要具備一定的視頻拍攝經(jīng)驗及審美意識。

3.建立完善的產(chǎn)出評價體系

虛擬演播室在不同應(yīng)用場景制作出來的視頻能否達(dá)到預(yù)期的目的，應(yīng)該通過科學(xué)的評價，從受眾、傳播者、專家中接收反饋信息，來持續(xù)不斷的改進(jìn)虛擬演播室產(chǎn)出質(zhì)量，同時也為教師如何選擇虛擬演播室的教學(xué)視頻提供參考[13]。

融媒體時代，高校虛擬演播室的建設(shè)和應(yīng)用在不斷探索和實踐中進(jìn)一步拓展應(yīng)用場景，以可持續(xù)發(fā)展建設(shè)為目的，不斷融合紅外檢測、系統(tǒng)建模、虛擬人物等新技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)教育電視節(jié)目的有效創(chuàng)新，同時推動高校智慧校園和數(shù)字學(xué)習(xí)資源的建設(shè)。

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（編輯：王曉明）