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        虛擬演播室技術(shù)在電視節(jié)目制作中的應(yīng)用

        2022-12-22 07:36:58萬海偉談鶴然
        電視技術(shù) 2022年11期
        關(guān)鍵詞:演播室類節(jié)目攝像機(jī)

        孫 濤,萬海偉,談鶴然

        (1.杭州市蕭山區(qū)融媒體中心,浙江 杭州 311201;2.西藏廣播電視臺,西藏 拉薩 850000;3.遼寧廣播電視集團(tuán)(遼寧廣播電視臺),遼寧 沈陽 110820)

        0 引 言

        1984年,美國VPL公司的JARON L首次提出“虛擬現(xiàn)實(shí)”的概念,此時虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還僅被用于航天、軍工等專業(yè)領(lǐng)域。近些年,虛擬演播室技術(shù)發(fā)展迅速,且被廣泛應(yīng)用于電視節(jié)目制作中。2019年3月至2019年12月期間,用戶通過谷歌對“虛擬演播室”總共進(jìn)行69 300次搜索[1]。2020年3月至2020年12月,“虛擬演播室”的搜索量增長了90%,總計(jì)132 300次,其中包括“虛擬新聞室”(同比增長190%)、“虛擬場景設(shè)計(jì)”(同比增長125%)和“3D虛擬場景”(同比增長264%)。受眾對電視節(jié)目的要求不斷提高。充分發(fā)揮虛擬演播室技術(shù)在電視節(jié)目制作中的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)電視節(jié)目效果的全面優(yōu)化,能夠滿足受眾觀看高清晰電視節(jié)目的要求。

        1 虛擬演播室技術(shù)的概念與工作原理

        1.1 虛擬演播室技術(shù)的概念

        虛擬演播室技術(shù)是電視節(jié)目制作的一種特殊技術(shù),基于計(jì)算機(jī)技術(shù),與系統(tǒng)跟蹤、節(jié)目拍攝、摳像以及三維動畫等技術(shù)相結(jié)合,制作電視節(jié)目虛擬場景。虛擬演播室技術(shù)的本質(zhì)在于,對攝像機(jī)所拍人物互動圖像與計(jì)算機(jī)三維動畫進(jìn)行數(shù)字化融合,同步實(shí)現(xiàn)人物互動和演播室內(nèi)容的信息整合,最終呈現(xiàn)出清晰度較高的電視節(jié)目畫面[2]。

        1.2 虛擬演播室技術(shù)的工作原理

        虛擬演播室技術(shù)的構(gòu)成主要包括攝像機(jī)、控制機(jī)、切換設(shè)備、跟蹤系統(tǒng)、色鍵器、虛擬背景渲染服務(wù)器以及延時器等設(shè)備,具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        圖1 虛擬演播室技術(shù)工作原理圖

        虛擬演播室技術(shù)的工作原理是:主持人站在藍(lán)箱中主持電視節(jié)目,攝像機(jī)正常拍攝,后期制作時應(yīng)用色鍵技術(shù)摳除攝像機(jī)所拍攝的藍(lán)色背景圖,僅保留主持人和前景圖像;攝像機(jī)跟蹤系統(tǒng)對鏡頭與攝像機(jī)成像和運(yùn)動參數(shù)進(jìn)行實(shí)時檢測,根據(jù)參數(shù)虛構(gòu)虛擬攝像機(jī);計(jì)算機(jī)依照虛擬攝像機(jī)所提供的成像參數(shù)設(shè)計(jì)虛擬場景,同時與前景圖像形成無縫銜接的透視關(guān)系,最后通過圖像合成系統(tǒng)將背景圖像、前景圖像整合為一幅圖像,保證前景與背景畫面的三維透視關(guān)系、運(yùn)動參數(shù)以及成像參數(shù)保持一致,使觀眾能夠觀看到逼真、自然的電視合成畫面。

        2 虛擬演播室的關(guān)鍵技術(shù)

        2.1 虛擬背景生成系統(tǒng)

        不同于傳統(tǒng)演播室技術(shù),虛擬演播室技術(shù)利用計(jì)算機(jī)三維動畫構(gòu)建虛擬背景,其中包括拍攝所需的影像、道具等。虛擬背景中,攝像機(jī)并非僅拍攝人物及其活動區(qū)域,還會拍攝虛擬畫面后期需要應(yīng)用的區(qū)域。攝像機(jī)拍攝過程中,現(xiàn)場背景統(tǒng)一選擇藍(lán)色,將藍(lán)色當(dāng)作摳像基礎(chǔ)顏色。多組攝像機(jī)對人物素材完成多角度拍攝后,通過計(jì)算機(jī)三維動畫構(gòu)建虛擬背景,再融合人物素材和虛擬背景。虛擬背景創(chuàng)建過程必須遵循以下原則。

        (1)虛擬演播室背景長期保持光滑,且具有立體感[3]。

        (2)根據(jù)構(gòu)建虛擬畫面與人物移動所需范圍布置藍(lán)色背景,確保所有拍攝區(qū)域均在背景范圍內(nèi)。

        (3)預(yù)留放置道具的充足空間。如果某些道具無法實(shí)現(xiàn)藍(lán)色背景覆蓋,可將其涂為藍(lán)色,以便與計(jì)算機(jī)虛擬成像相配合。例如,拍攝人物在廚房做飯的場景時,可將幾何立體物體涂為藍(lán)色,當(dāng)作虛擬灶臺所生成背景,再通過計(jì)算機(jī)生成虛擬灶臺。

        2.2 攝像機(jī)跟蹤技術(shù)

        虛擬演播室的攝像機(jī)跟蹤技術(shù)分為位置偵測模式、機(jī)械傳感模式以及畫面識別模式三種模式。其中,機(jī)械傳感模式先對攝像機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)測量,主持人可在藍(lán)色背景中活動,但所有攝像機(jī)必須配備跟蹤設(shè)備。安裝跟蹤設(shè)備后的攝像機(jī),也會增加移動期間的定位與校正難度。畫面識別模式通過跟蹤設(shè)備協(xié)調(diào)攝像設(shè)備,工作期間無需再校準(zhǔn)攝像設(shè)備,但必須提取畫面和數(shù)據(jù)分析,主持人活動也會受限。位置偵測模式則是將定位儀器安裝在攝像機(jī)中,通過傳感器實(shí)時傳送位置信息。

        2.3 視頻色鍵合成系統(tǒng)

        虛擬演播室技術(shù)中,視頻色鍵合成系統(tǒng)是通過色鍵技術(shù)分離背景圖和人物,再通過計(jì)算機(jī)將人物和虛擬背景融合起來,形成虛擬演播系統(tǒng)。為提高電視節(jié)目畫面品質(zhì),通過合成圖像處理技術(shù)增強(qiáng)畫面真實(shí)感。通常,虛擬攝像頭和現(xiàn)實(shí)攝像頭數(shù)量相同,唯一的差別是信號源不同。

        3 虛擬演播室用于電視節(jié)目制作中的優(yōu)勢

        電視節(jié)目制作中應(yīng)用虛擬演播室技術(shù)具有如下優(yōu)勢。

        (1)節(jié)約電視節(jié)目制作成本的同時,還能提升電視節(jié)目制作效率。近年來,大眾生活質(zhì)量越來越高,以往電視節(jié)目已經(jīng)很難滿足大眾審美需求。應(yīng)用虛擬演播室技術(shù),不僅能滿足受眾需求,而且減少了節(jié)目拍攝所需人、財(cái)、物的消耗,能夠節(jié)約電視節(jié)目制作時間,提升電視節(jié)目制作效率[4]。

        (2)虛擬演播室技術(shù)能夠優(yōu)化電視節(jié)目畫面感,使節(jié)目呈現(xiàn)效果更佳。虛擬演播室技術(shù)實(shí)時合成電視節(jié)目拍攝圖像和三維動畫,提升電視節(jié)目像素清晰度。

        (3)虛擬演播室技術(shù)有助于電視節(jié)目制片方發(fā)揮創(chuàng)造力與想象力。制片方通過虛擬演播室技術(shù)制作電視節(jié)目,通常不會受空間、時間以及資金等條件束縛,可自由發(fā)揮想象力,從而創(chuàng)作出與受眾審美需求相符合的電視節(jié)目。

        4 虛擬演播室技術(shù)在電視節(jié)目制作中的應(yīng)用

        4.1 新聞類電視節(jié)目

        通過虛擬演播廳拍攝新聞類節(jié)目,必須注重新聞時效性,緊抓時代熱點(diǎn)和時代發(fā)展方向。通常,新聞節(jié)目制作方都擁有拍攝演播室,但考慮到電視節(jié)目收益與成本,會將虛擬演播室當(dāng)作重點(diǎn)拍攝環(huán)境。新聞類節(jié)目的功能主要在于傳遞新聞資訊,將精準(zhǔn)、實(shí)時的新聞資訊傳遞給受眾。拍攝新聞電視節(jié)目期間,主持人的信息傳播任務(wù)艱巨,這是新聞節(jié)目的重要組成部分。應(yīng)用虛擬演播室技術(shù)拍攝過程中,要先利用攝像機(jī)位移技術(shù)拍攝人像,再摳取與捕捉人像,同時攝像機(jī)傳感器模擬拍攝虛擬背景,合成主持人和虛擬背景,形成全新的新聞類電視節(jié)目[5]。

        新聞類電視節(jié)目需要異地采訪,由于受空間、時間等限制,新聞類節(jié)目的異地拍攝成本較高,該情況下可發(fā)揮虛擬演播室的作用。電視節(jié)目制作方利用人像摳像機(jī)器處理所接收的外地?cái)?shù)據(jù)信號,對其摳像后,向虛擬演播室發(fā)送所有數(shù)據(jù),并導(dǎo)入虛擬演播室,將背景切換為虛擬演播室,即可保證主持人如同置身新聞現(xiàn)場。2022年兩會期間,央視網(wǎng)推出《兩會C+時刻》節(jié)目,打造極具“科技感”的虛擬演播室,融合實(shí)時面部+動作捕捉、實(shí)時渲染、深度學(xué)習(xí)等多種技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)字虛擬主播、嘉賓和虛擬場景共同融合,打造極具“視覺穿透力”的虛實(shí)場景。

        4.2 綜藝類電視節(jié)目

        與新聞類電視節(jié)目相比,綜藝類節(jié)目具有娛樂性、靈活性以及生動性特征,制作節(jié)目時更重視視覺體驗(yàn)與節(jié)目感染力。綜藝類節(jié)目劇情起伏線比較大,經(jīng)常會將出乎意料的節(jié)目效果和劇情變化帶給觀眾,因此綜藝節(jié)目的受眾范圍更廣泛,感染力也更強(qiáng)。為制作出優(yōu)秀的綜藝節(jié)目,制片方可以科學(xué)利用虛擬演播室技術(shù),通過平臺系統(tǒng)裝飾綜藝類電視節(jié)目,以優(yōu)化電視節(jié)目呈現(xiàn)效果[6]。例如,河南電視臺通過虛擬演播室技術(shù)制作娛樂節(jié)目,憑借傳統(tǒng)文化類節(jié)目奇妙游系列成功出圈,同時引入科技手段,聯(lián)合七維科技打造了拓展現(xiàn)實(shí)(Extended Reality,XR)沉浸式演播室。虛擬演播室建成后,河南電視臺采用XR技術(shù)進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作,通過新科技在演播室打造虛擬仿真沉浸式場景,省去了前期置景時間,提高了拍攝效率。河南衛(wèi)視基于七維科技提供的XR技術(shù)屢屢拍攝出圈作品,如《七夕奇妙游》《非凡十年 出彩中原》《梨園春》等??萍嫉募尤耄确先蕵坊囊?,也能夠使節(jié)目亮點(diǎn)頻出,吸引到更多的電視觀眾。通過虛擬演播室技術(shù)切換節(jié)目場景的過程中,應(yīng)充分利用視頻、音頻以及圖片等,不斷提升娛樂電視節(jié)目地觀賞體驗(yàn),同時增強(qiáng)各節(jié)目環(huán)節(jié)的緊密性與串聯(lián)性。

        4.3 訪談類電視節(jié)目

        拍攝訪談類電視節(jié)目,需要重點(diǎn)把握節(jié)目空間轉(zhuǎn)換問題,保證節(jié)目主持人與嘉賓、現(xiàn)場等無縫銜接,適時調(diào)整拍攝角度,確保人物發(fā)言過程中鏡頭空間充足,防止出現(xiàn)圖像偏移或者畫面失衡等問題。布置訪談類節(jié)目拍攝現(xiàn)場時,主持人與嘉賓之間需要留有足夠的社交距離,防止因訪談畫面太遠(yuǎn)或太近而造成主持人與嘉賓尷尬。通過虛擬演播室技術(shù),制片方可在訪談類節(jié)目演播室加入墻畫、花瓶、贊助物品等裝飾性道具,以緩解訪談中的緊張氛圍。訪談類節(jié)目還可以利用虛擬演播室技術(shù),使主持人置身于焦點(diǎn)現(xiàn)場,以增加訪談節(jié)目的真實(shí)性[7]。例如,2022年4月,中央電視臺知名電視節(jié)目《焦點(diǎn)訪談》全新改版。改版之后的《焦點(diǎn)訪談》節(jié)目實(shí)現(xiàn)了全面虛擬場景直播化,演播室內(nèi)不再有主播臺,主持人置身于一個虛擬場景中,給人一種強(qiáng)烈的現(xiàn)場感。此次《焦點(diǎn)訪談》演播室改版也是央視寬屏改版之后,《焦點(diǎn)訪談》首次全程使用虛擬制景錄制串聯(lián)?!冻琕對話》節(jié)目作為國內(nèi)首檔VR虛擬訪談節(jié)目,結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)更新?lián)Q代帶來的巨大紅利,與行業(yè)重量級嘉賓一起探索VR、AR以及5G對未來生活、娛樂、工作、教育等方面帶來的變革。節(jié)目采用VSWORK虛擬空間應(yīng)用,將節(jié)目場景設(shè)定在遙遠(yuǎn)的外太空飛船中,與嘉賓共同體驗(yàn)外太空之旅。主持人和嘉賓的角色采用照片建模,擬真還原本人的真實(shí)容貌,讓“面對面”溝通看起來更真實(shí)、更沉浸。量與呈現(xiàn)效果的同時,促進(jìn)電視節(jié)目制作高效發(fā)展。

        5 結(jié) 語

        新媒體時代下,電視節(jié)目制作中應(yīng)用虛擬演播室技術(shù),可突破時間和空間限制,基于電視節(jié)目制作需求,開發(fā)出最佳場景效果。通過拓展電視節(jié)目制作范圍與拍攝方法,拍攝出極具創(chuàng)意且內(nèi)容豐富的電視節(jié)目,在節(jié)約節(jié)目拍攝成本的同時,也提升了電視節(jié)目呈現(xiàn)效果,為觀眾帶來娛樂性、新穎性以及創(chuàng)意性節(jié)目觀看體驗(yàn)。除此之外,電視節(jié)目制片方還需要進(jìn)一步挖掘與創(chuàng)新虛擬演播室技術(shù),在提升節(jié)目質(zhì)

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