張曉芳河北電視臺錄制部，河北石家莊　　050031

電視節(jié)目制作中虛擬演播室系統(tǒng)的應(yīng)用探討

張曉芳
河北電視臺錄制部，河北石家莊050031

摘要虛擬演播室指的是有機結(jié)合傳統(tǒng)演播室的色鍵摳像技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，并將其應(yīng)用于制作電視節(jié)目的領(lǐng)域。虛擬演播室系統(tǒng)的應(yīng)用，讓電視節(jié)目之中的制作人員成功地擺脫道具、空間以及時間等方面的限制，將制作能力大幅度提高，同時，也避免真實場景的搭設(shè)，這樣不僅可以縮短制作電視節(jié)目需要耗費的周期，還能夠在費用節(jié)省的同時，提升演播室的效率。本文首先介紹了虛擬演播室系統(tǒng)，并提出其在電視節(jié)目制作中的實際應(yīng)用技巧，希望能為相關(guān)實踐工作提供參考。

關(guān)鍵詞電視節(jié)目；虛擬演播室系統(tǒng)；節(jié)目制作；應(yīng)用

1　虛擬演播室系統(tǒng)概述

通過計算機三維圖形技術(shù)，可以模擬電視節(jié)目真實的演播場景，并且通過設(shè)計向未知參數(shù)精確的傳感，就可以讓三維場景的虛擬空間與真實的視覺演播空間達到透視關(guān)系上的完全一致，最后利用視頻色鍵混合器來加以處理，就可以形成演播員、道具等演播主體，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)電視節(jié)目的虛擬場景演播，這就是我們所熟悉的虛擬演播室系統(tǒng)。作為虛擬演播室系統(tǒng)，它飛躍了演播時空，超越了現(xiàn)實場景，將電視節(jié)目制作中擁有的非凡創(chuàng)意都展現(xiàn)在我們面前，讓制作者憑借想象，“肆意”地在想象空間中發(fā)揮其才能。

工作原理：前景利用攝像機所拍攝的畫面，在圖形計算機中輸入攝像機所采集到的真實運動參數(shù)，然后生成虛擬的背景畫面，然后通過色鍵技術(shù)，就可以將真實的前景與虛擬的背景相互的合成，滿足真正的透視，這樣才能將之完美地融合。虛擬演播室系統(tǒng)由跟蹤系統(tǒng)、圖形繪制系統(tǒng)與合成系統(tǒng)共同組成。演員在藍背景里面現(xiàn)場表演，由攝像機對前景視頻信號進行采集，并通過跟蹤系統(tǒng)實時成像，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁咚賵D形計算機上，從而渲染出逼真的虛擬背景，藍色屏幕的攝像機圖像經(jīng)過延時就跟虛擬背景進行同步的工作，運用色鍵器把摳像合成畫面，最終產(chǎn)生視頻圖像信號。

虛擬演播室技術(shù)作為高新技術(shù)，其將三維圖形技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視覺技術(shù)、傳統(tǒng)電視技術(shù)等多個方面技術(shù)相互合一[1]。目前，在電視節(jié)目制作當(dāng)中所使用的虛擬演播室系統(tǒng)主要包含了二維的虛擬與半虛擬系統(tǒng)、三維虛擬系統(tǒng)。二維虛擬演播室系統(tǒng)的攝像機位置不能被移動，其合成的虛擬場景也是二維的，其配置相對較低，且使用簡便、價位適中，適宜在制作課堂講授型電視節(jié)目中應(yīng)用；二維半虛擬演播室系統(tǒng)能把大多數(shù)調(diào)整工作提前完成，實踐環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)也叫簡單，能促進拍攝工作快速完成，所以更適宜在制作節(jié)奏性快、時效性強的對話或訪談型電視節(jié)目中應(yīng)用；三維虛擬演播室系統(tǒng)更加適宜在制作場景復(fù)雜、靈活性要求較高等小型綜藝或娛樂型電視節(jié)目中應(yīng)用。

2　電視節(jié)目制作中虛擬演播室系統(tǒng)的實際應(yīng)用

2.1 建模及紅外檢測

在虛擬演播室系統(tǒng)的模型與動畫等需要實時運動時，就應(yīng)該有一套基本的原則來規(guī)范其建模，其中應(yīng)該注意：避免復(fù)雜的建造模型；燈光參數(shù)的轉(zhuǎn)化可以通過Lightscape等軟件來加以實現(xiàn)；通過鍵罩的使用來強化虛擬系統(tǒng)的逼真程度。在實際的應(yīng)用過程中，電視節(jié)目主持人從虛擬背景的后面走到前面是時常會發(fā)生的情況，這就要求對鍵罩的開關(guān)進行人為控制，如果主持人跟工作人員的配合出現(xiàn)問題，就可能穿幫。

然而，如果能運用紅外檢測技術(shù)，就能確定被檢測物體實時的縱向位置，也就是在演播室中拍攝前景處于背景之中的位置深度，避免穿幫。具體應(yīng)用技巧是：其一，把2-4個紅外線攝像機固定在電視節(jié)目制作演播室的上方，以此作為接收裝置；其二，通過紅外線發(fā)射裝置測量演播室；其三，做好演播主體活動范圍網(wǎng)格圖的繪制[2]。如此，就可以將紅外線發(fā)射裝置配置在演播室移動物體上，通過紅外線攝像機的提取，計算機的計算與識別等，就可以將物體所處的位置表示在網(wǎng)格圖之中，然后再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦ぷ髡?，這就可以將模型之中物體的真實深度與位置計算出來，這就是所謂的深度鍵概念。

深度鍵在這一系統(tǒng)的紅外線檢測中應(yīng)運而生，它能促使處于虛擬背景里面的電視節(jié)目主持人始終保持在一個正確的位置之上。深度鍵對于主持人、實物、虛擬物之間相互的動態(tài)阻擋是允許的，這樣就能為受眾營造一種逼真的現(xiàn)實圖像感覺。如此，一旦主持人從虛擬背景的后面來到前面，就不再需要人為去控制鍵罩的開關(guān)，系統(tǒng)能自動運用深度鍵合理分析演播室中虛擬的景物與電視節(jié)目支持人之間具備的前后定位關(guān)系，逼真的遮擋、被遮擋畫面也會自動形成，確保節(jié)目穿幫的可能性被有效降低，從而為制作節(jié)目提供方便。

2.2 虛擬人物

目前，電視節(jié)目中已經(jīng)出現(xiàn)了虛擬人物，我們只要把傳感器安裝在真人的各個重要關(guān)節(jié)處，并把得到的相關(guān)數(shù)據(jù)及時而準確地傳輸?shù)焦ぷ髡荆湍軐μ摂M動畫人物身上發(fā)生的重要關(guān)節(jié)活動進行控制，促使其對表演者的動作實現(xiàn)完全的實時模仿。此時，演播室同一個虛擬背景中就能同時出現(xiàn)真人與虛擬的人物，他們之間可以互換位置，也可以相互交談甚至是配合。這在以往傳統(tǒng)的演播室中是無法想象和實現(xiàn)的，而虛擬演播室系統(tǒng)對人物的虛擬也能給電視節(jié)目帶來神秘感、新鮮感，從而

強化節(jié)目的收視效果。

2.3 虛擬影子

虛擬演播室系統(tǒng)能夠仿真光和影，這就是三維模型的逼真性。因此，在電視節(jié)目制作中應(yīng)用虛擬演播室系統(tǒng)建模時，應(yīng)重視光的方向跟現(xiàn)實保持一致。然而演播室的燈光通常都較亮、較多，色鍵摳像的難度被增加，于是前景主持人的影子很難在合成的圖像中與背景物體相互吻合。同時，如果演播室采用網(wǎng)格識別法，那么通過摳像獲得影子幾乎是無法實現(xiàn)的，因為背景板網(wǎng)格的藍色有兩種。為此，增加必要的設(shè)備是獲得完美的電視節(jié)目效果的必然選擇[3]。如在制作電視節(jié)目時加入虛擬影子機，也就是將攝像機架設(shè)在一個演播室的上方，由它攝入主持人在藍箱里面的畫面，然后在色鍵摳像技術(shù)下得到鍵信號，以此來模擬主持人的影子，最后再把模擬的與虛擬的影子合成。虛擬影子機得以應(yīng)用的優(yōu)勢在于它不會受到其他客觀條件的限制，能對影子的方向進行靈活的調(diào)整。如果在建模時產(chǎn)生倒影，可通過復(fù)制鏡像的方法制作背景的倒影，并把具備一定反光能力的透明塑料布鋪設(shè)在藍箱里，就能得到虛擬影子。該方法實用、簡單，得到的效果能以假亂真。

2.4 虛擬異地采訪

在電視節(jié)目的制作環(huán)節(jié)，可以利用兩臺色鍵摳像器，就能滿足虛擬的異地采訪需求。這一方法是利用外地傳來的信號，然后在藍色的幕布之前通過一次的摳像之后，再傳入到虛擬的演播室系統(tǒng)之中，通過插入視頻，就可以將被采訪者與主持人在虛擬的背景之下相互的結(jié)合，讓兩個人實現(xiàn)“面對面”的表演與交談，這樣就給觀眾一種被采訪者就真實地存在于演播室的感覺。在實際的運用中，如何能夠?qū)⑦@一些技巧合理地利用起來，就可以讓電視節(jié)目的制作這更加簡捷、方便，同時節(jié)目的真實感與可視性也會大幅度提高。

3　結(jié)論

虛擬演播室系統(tǒng)為制作電視節(jié)目提供了一個廣闊的創(chuàng)作空間，在豐富電視節(jié)目包裝方式的基礎(chǔ)上節(jié)省了大量的制作費用，并對相關(guān)人員的創(chuàng)造能力、制作能力等提出了更高的要求。實際上，虛擬演播室系統(tǒng)正在不斷改進和發(fā)展，其生命力很旺盛，只有熟練地掌握并應(yīng)用，才能確保在未來的電視節(jié)目制作中把它的優(yōu)越性進一步體現(xiàn)出來，它能發(fā)揮的作用也將更大。

參考文獻

[1]劉躍.電視事業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展與虛擬演播室技術(shù)[J].中國傳媒科技，2012（15）：70-73.

[2]杜世卿.虛擬演播室技術(shù)及其在電視節(jié)目制作中的應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2013（9）：60-61.

[3]姜悅.高清虛擬演播室系統(tǒng)在城市電視臺的應(yīng)用[J].信息技術(shù)與信息化，2015（3）：163-164.

中圖分類號G2

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2015）141-0087-01