虛擬演播室技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用探索

張 翼

（鄭州廣播電視臺(tái)，河南 鄭州 450000）

0 引 言

互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)推動(dòng)了我國(guó)廣播電視領(lǐng)域的進(jìn)步。制作電視節(jié)目時(shí)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)如虛擬演播室技術(shù)，能優(yōu)化電視節(jié)目制作模式，節(jié)省制作資源如人力、物力與財(cái)力等，提高制作效果，讓場(chǎng)景更加美觀、絢麗，滿足觀眾多樣化的觀看需求。因此，電視臺(tái)應(yīng)重視虛擬演播室技術(shù)的應(yīng)用，以提高電視節(jié)目制作水平。

1 虛擬演播室技術(shù)概述

虛擬演播室是一種新興、先進(jìn)的電視節(jié)目制作技術(shù)，以數(shù)字化為核心特征。虛擬演播室技術(shù)融合了傳統(tǒng)的演播室色鍵摳像技術(shù)和計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過結(jié)合攝像機(jī)攝制的圖像和計(jì)算機(jī)打造的虛擬場(chǎng)景，打造出精彩紛呈的虛擬世界。從實(shí)質(zhì)分析，虛擬演播室技術(shù)就是在演播室中運(yùn)用虛擬技術(shù)。虛擬演播室系統(tǒng)運(yùn)行過程中，能將攝像機(jī)攝制的真實(shí)場(chǎng)景或各類信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，并根據(jù)真實(shí)攝像機(jī)的情況調(diào)控虛擬攝像機(jī)，提高二者的配合度與契合性。最后，計(jì)算機(jī)所制作的各類圖像，能深度融入到虛擬世界中，形成堪比現(xiàn)實(shí)演播室情境的場(chǎng)景[1]。

虛擬演播室技術(shù)原理是：由真實(shí)演播室攝像機(jī)與虛擬攝像機(jī)共同開展錄制工作，其攝制的圖像與計(jì)算機(jī)打造的二維、三維圖形深度融合，創(chuàng)造出一個(gè)絢麗、奇妙的演播室情境。虛擬演播室中，計(jì)算機(jī)打造的圖形、動(dòng)畫等，統(tǒng)稱為虛擬背景、場(chǎng)景。攝像機(jī)攝制的事物，統(tǒng)稱為前景圖像。

2 虛擬演播室系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 攝像機(jī)跟蹤技術(shù)

在虛擬演播室技術(shù)中，攝像機(jī)跟蹤技術(shù)是非常關(guān)鍵的一部分。通過攝像機(jī)跟蹤技術(shù)，能獲得攝像機(jī)在演播室中的實(shí)時(shí)位置、相應(yīng)參數(shù)等，為演播室系統(tǒng)虛擬背景提供可靠依據(jù)。此技術(shù)由機(jī)械傳感技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)和紅外跟蹤技術(shù)等構(gòu)成。機(jī)械傳感技術(shù)將傳感器設(shè)置于攝像機(jī)三腳架處，能獲得計(jì)算機(jī)的具體位置、相應(yīng)數(shù)據(jù)等[2]；圖像識(shí)別技術(shù)在工作期間能獲取攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)全方位、無死角的攝制；紅外跟蹤技術(shù)作為新興、先進(jìn)的攝像機(jī)跟蹤技術(shù)，利用紅外線收發(fā)裝置監(jiān)測(cè)所攝制對(duì)象、明確攝像機(jī)具體位置。

2.2 虛擬場(chǎng)景生成技術(shù)

虛擬場(chǎng)景生成技術(shù)主要利用圖像工作站渲染圖像，在掌握攝像機(jī)分辨率等參數(shù)后，圖像云臺(tái)可提取、處理這些參數(shù)，立足于節(jié)目?jī)?nèi)容，通過虛擬場(chǎng)景創(chuàng)造現(xiàn)實(shí)中難以見到的特殊場(chǎng)景或還原某類事件發(fā)生的場(chǎng)景等。如今，我國(guó)多數(shù)電視臺(tái)演播室均采用此種技術(shù)渲染視頻，連接編輯界面和渲染器，線上調(diào)整、處理各類參數(shù)，然后將人物素材進(jìn)行視頻合成，提高圖像處理效果。當(dāng)前，三維虛擬場(chǎng)景產(chǎn)生主要分為預(yù)生成三維虛擬場(chǎng)景、真三維虛擬場(chǎng)景兩類形式。

2.3 色鍵合成技術(shù)

觀眾所看到的節(jié)目畫面，其實(shí)是在虛擬演播室中由前景圖像和虛擬背景合成的，其主要運(yùn)用色鍵合成技術(shù)。在電視節(jié)目制作領(lǐng)域，色鍵技術(shù)非常常見。攝像機(jī)攝制的畫面經(jīng)過色鍵路線處理后，形成鍵信號(hào)，與背景具有一致性。主持人在藍(lán)色背景中主持節(jié)目，鍵信號(hào)去除藍(lán)色畫面，將主持人影像置入畫面內(nèi)，主持人仿佛就處于背景畫面中，此種方法即摳像。運(yùn)用虛擬演播室色鍵合成技術(shù)時(shí)，其背景由計(jì)算機(jī)制作，實(shí)時(shí)攝制的前景攝像機(jī)既能開展拍攝工作，也能管控背景畫面。色鍵合成技術(shù)保留了傳統(tǒng)電視色鍵技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，能讓攝像機(jī)與背景保持同步。攝制時(shí)，若攝制對(duì)象發(fā)生變化，前景攝像機(jī)真實(shí)攝制，由計(jì)算機(jī)提前制作的背景圖像和實(shí)時(shí)畫面在傳輸過程中動(dòng)態(tài)合成。在虛擬演播室中，此種合成是關(guān)鍵所在[3]。

3 虛擬演播室技術(shù)應(yīng)用的重要性

當(dāng)前，虛擬演播室技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)融入電視制作領(lǐng)域的重要標(biāo)志之一。相比于傳統(tǒng)的演播室，其技術(shù)含量更高、自由度更廣、創(chuàng)作空間更大。在如同藍(lán)箱子一般的拍攝空間中，主持人、演員等置身其中，前景攝像機(jī)攝制真實(shí)對(duì)象、場(chǎng)景等，其運(yùn)動(dòng)效果進(jìn)入虛擬場(chǎng)景中。虛擬演播室具有實(shí)時(shí)摳像等特征，能滿足電視制作領(lǐng)域提高攝制效果、降低成本等要求。

第一，能降低制作成本，提高空間利用效果。在電視制作領(lǐng)域，一個(gè)演播室需要負(fù)責(zé)多種節(jié)目制作，如新聞?lì)惞?jié)目、訪談?lì)惞?jié)目等。不同節(jié)目需要安排不同的道具、布景等，與節(jié)目?jī)?nèi)容、特征等充分適配。但受時(shí)間、經(jīng)費(fèi)等因素影響，不能為一檔節(jié)目單獨(dú)分配一個(gè)演播室，獨(dú)立制作。三維虛擬場(chǎng)景能降低節(jié)目制作成本，不需要多次搭建布景等，提高了空間利用效果，即使在小型演播室中也能塑造大場(chǎng)景，視覺效果非常好。

第二，能提高節(jié)目視覺效果。虛擬演播室技術(shù)能讓節(jié)目畫面表現(xiàn)力更加豐富、多樣，立體化、動(dòng)態(tài)化地呈現(xiàn)節(jié)目?jī)?nèi)容，進(jìn)一步傳播、說明節(jié)目?jī)?nèi)容，提高了傳播效果。

第三，能滿足觀眾各類觀看要求。虛擬演播室技術(shù)既能向觀眾傳遞信息，也能將節(jié)目中抽象、單調(diào)的理論知識(shí)趣味化、形象化，提高觀眾的觀看體驗(yàn)。

4 虛擬演播室技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

4.1 應(yīng)用流程

4.1.1 制作方案

想要制作電視節(jié)目并達(dá)到理想效果，應(yīng)先制定節(jié)目方案。某種程度上，節(jié)目方案即劇本。通常情況下，此類方案應(yīng)詳細(xì)、深入，細(xì)節(jié)到主持人位置改變時(shí)，虛擬場(chǎng)景是否需要相應(yīng)調(diào)整等。精細(xì)、詳實(shí)的方案能防控拍攝風(fēng)險(xiǎn)，如攝像機(jī)位置改變后，像素也發(fā)生改變等。同時(shí)，制作節(jié)目前深化、細(xì)化方案內(nèi)容，還能根據(jù)方案要求預(yù)設(shè)三維場(chǎng)景，進(jìn)一步提高節(jié)目場(chǎng)景效果[4]。

4.1.2 制作三維圖像

根據(jù)上文可知，虛擬演播室的制作方法非常豐富、多樣，通過圖像形成與合成系統(tǒng)能改變傳統(tǒng)演播室的制作觀念、提高制作效果。因此，制作節(jié)目時(shí)可采用三維動(dòng)畫等技術(shù)，滿足多樣化的節(jié)目制作要求并提高制作質(zhì)量。實(shí)踐過程中，要根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)與要求等考慮是否制作或如何實(shí)現(xiàn)三維動(dòng)畫、圖形等。

4.1.3 配合場(chǎng)景

采用虛擬演播室技術(shù)制作三維圖像后，要依據(jù)場(chǎng)景要求，通過轉(zhuǎn)變圖像格式，將場(chǎng)景納入系統(tǒng)目錄中，然后再進(jìn)入虛擬演播室環(huán)境中。簡(jiǎn)單來說，就是在虛擬環(huán)境中加入三維圖像，可將其直接運(yùn)用到節(jié)目制作中，能節(jié)約運(yùn)算時(shí)間、提高制作效率。如果節(jié)目需要開展特定表演活動(dòng)，也能利用三維圖像直接銜接。其中，場(chǎng)景配合指的是，主持人主持節(jié)目時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)人物與虛擬場(chǎng)景錯(cuò)位或異常等問題，二者能有效配合。

從技術(shù)角度進(jìn)行分析，雖然計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展、持續(xù)革新，在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)多種新技術(shù)或新功能，但仍需立足現(xiàn)實(shí)進(jìn)行討論，節(jié)目制作人與導(dǎo)演應(yīng)落實(shí)各項(xiàng)工作細(xì)節(jié)，從領(lǐng)悟他人想法進(jìn)行創(chuàng)作轉(zhuǎn)為自主創(chuàng)作方案。此種現(xiàn)象，就是虛擬演播室技術(shù)帶來的成果之一，既能提高節(jié)目制作質(zhì)量與效果，為觀眾提供更好的畫面質(zhì)感，又?jǐn)U大了導(dǎo)演的工作范圍，對(duì)制作人員提出更高層次的要求。由此，必須正確認(rèn)識(shí)、應(yīng)用虛擬演播室技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)廣播電視節(jié)目制作目標(biāo)。

4.1.4 調(diào)控現(xiàn)場(chǎng)

對(duì)于傳統(tǒng)演播室來說，虛擬演播室技術(shù)能調(diào)整與優(yōu)化環(huán)境設(shè)置。例如，傳統(tǒng)演播室需要根據(jù)節(jié)目制作要求布置相應(yīng)場(chǎng)景，但是虛擬演播室技術(shù)設(shè)置了藍(lán)色場(chǎng)景并利用技術(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整、布設(shè)場(chǎng)景，在此技術(shù)環(huán)境下，攝像機(jī)僅需要跟蹤主持人，后續(xù)攝制依靠虛擬場(chǎng)景控制完成。此種場(chǎng)景的拍攝模式，需要實(shí)時(shí)控制，保證現(xiàn)場(chǎng)情況穩(wěn)定。若發(fā)生意外狀況，如攝像機(jī)攝制非對(duì)象內(nèi)容、場(chǎng)景等，可利用軟件處理。在虛擬演播室系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)處于核心地位，能掌握并實(shí)現(xiàn)導(dǎo)演想法，但需要工作人員熟練操作軟件、增強(qiáng)與導(dǎo)演的配合性，以此達(dá)成理想效果。綜上，虛擬演播室技術(shù)能融合多類畫面，符合現(xiàn)代化節(jié)目制作的基本理念，滿足了制作的各類要求[5]。

4.2 應(yīng)用領(lǐng)域

4.2.1 新聞?lì)惞?jié)目

我國(guó)電視新聞?lì)I(lǐng)域率先運(yùn)用虛擬演播室技術(shù)。眾所周知，新聞?lì)惞?jié)目具有權(quán)威性、實(shí)時(shí)性等特征，要求多且嚴(yán)格，是我國(guó)電視節(jié)目體系非常重要的一部分。當(dāng)前，多數(shù)新聞?lì)惞?jié)目均采用日播模式，具有較強(qiáng)的影響力。但是此種播放模式也會(huì)出現(xiàn)單向性傳遞信息等問題。由此，采用虛擬演播室技術(shù)，能推動(dòng)新聞?lì)愲娨暪?jié)目創(chuàng)新發(fā)展，在維持新聞?lì)惞?jié)目傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)節(jié)目的時(shí)效性、提高觀看效果，讓觀眾能身臨其境。

4.2.2 綜藝類節(jié)目

當(dāng)前，綜藝類節(jié)目是非?；馃岬墓?jié)目類型，娛樂效果非常強(qiáng)。綜藝節(jié)目制作過程頻繁運(yùn)用了虛擬演播室技術(shù)。特別是網(wǎng)絡(luò)自制綜藝出現(xiàn)后，一方面加劇了節(jié)目競(jìng)爭(zhēng)，另一方面提高了節(jié)目制作的技術(shù)水平。虛擬演播室技術(shù)要立足于節(jié)目本身，提高節(jié)目視覺效果、表現(xiàn)效果等，讓畫面質(zhì)感更佳。

4.2.3 訪談?lì)惞?jié)目

訪談?lì)惞?jié)目以主持人與嘉賓為主體。二者在采訪交流過程中，進(jìn)行思想碰撞與觀念分享。通常情況下，訪談內(nèi)容非常豐富，如嘉賓自身經(jīng)歷等。對(duì)此，可借助虛擬演播室技術(shù)還原嘉賓某時(shí)期的人生經(jīng)歷，利用此技術(shù)優(yōu)化訪談氛圍，使嘉賓感到更加親切、舒適，也可不斷切換場(chǎng)景，提高觀眾的觀看體驗(yàn)。

5 結(jié) 語

互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代，信息技術(shù)融入各行業(yè)中并且?guī)砭薮蟾淖儭Ｆ渲?，信息技術(shù)改變了現(xiàn)代電視節(jié)目的制作模式、提升了制作效果。如今，虛擬演播室技術(shù)不能完全取代傳統(tǒng)演播室技術(shù)，但隨著此技術(shù)持續(xù)完善與優(yōu)化，電視節(jié)目中會(huì)頻繁出現(xiàn)虛擬場(chǎng)景。對(duì)此，從業(yè)者應(yīng)了解虛擬演播室技術(shù)的工作原理、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用流程與領(lǐng)域，提高自身的技術(shù)能力、創(chuàng)作能力等，推進(jìn)電視節(jié)目制作領(lǐng)域快速變革與演進(jìn)。