劉 進

（貴州廣播電視臺，貴州 貴陽 550002）

0 引言

智能“機器人”拍攝裝備是指利用人工智能技術(shù)進行自主控制和操作的攝影設(shè)備，可以通過預(yù)先設(shè)定的程序或?qū)崟r指令來執(zhí)行各種拍攝任務(wù)。隨著科技的不斷發(fā)展，智能“機器人”拍攝裝備逐漸成為影視領(lǐng)域的新寵。這些裝備以高效、靈活、精準的特性，為影視制作帶來了重大變革。通過深入探討智能“機器人”拍攝裝備對影視領(lǐng)域的影響及發(fā)展前景，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究和實踐提供參考[1]。

1 智能“機器人”拍攝裝備概述

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)與特點

智能“機器人”拍攝裝備集合多種高科技手段，具有自主導航、智能識別、精準控制等特點，能夠在復雜環(huán)境中高效拍攝[2]。近年來，智能化無人拍攝理念成為新型視頻制作領(lǐng)域的科技新理念，演播室已經(jīng)出現(xiàn)集群化攝像機器人產(chǎn)品，結(jié)合自動錄制、遠程拍攝、虛擬現(xiàn)實等形成多攝像機位集控化解決方案，改變以往低效視頻的生產(chǎn)形式，形成更高效、更環(huán)保、更智能的畫面運動生態(tài)系統(tǒng)。

系統(tǒng)架構(gòu)通常包括以下6 個技術(shù)板塊。第一，空間運動技術(shù)。通過球面運動、旋轉(zhuǎn)運動、伸縮運動、升降運動、水平運動等精準控制攝像機器人的軌跡，確保平穩(wěn)、精準、安靜的錄制需求。第二，虛擬跟蹤技術(shù)。基于攝像機器人系統(tǒng)坐標，利用傳感數(shù)據(jù)精確跟蹤拍攝物體或虛擬物體的定位與姿態(tài)。第三，智能跟拍技術(shù)。利用人工智能（Artificial Intelligence，AI）人體運動輪廓及人臉識別技術(shù)，實現(xiàn)復雜環(huán)境下攝像機對拍攝對象的自動跟蹤和自動構(gòu)圖。第四，增穩(wěn)云臺技術(shù)。利用大扭力直驅(qū)無刷電機和三軸陀螺儀開發(fā)增穩(wěn)云臺系統(tǒng)，確保在運動中拍攝出平穩(wěn)的畫面[3]。第五，鏡頭控制技術(shù)。提供一套完整的閉環(huán)解決方案，通過遠程遙控和自動化控制鏡頭實現(xiàn)輸出跟蹤數(shù)據(jù)的功能。第六，集控系統(tǒng)。開發(fā)軟件集控平臺，控制多種運動軌跡的攝像機器人進行協(xié)作拍攝，實現(xiàn)多機位協(xié)同拍攝環(huán)境。

1.2 拍攝裝備分類

智能“機器人”拍攝裝備主要分為以下8 類。第一，軌道攝像機器人。主要用于平滑移動鏡頭的拍攝場景，如電影和電視節(jié)目。第二，遠程遙控云臺。能夠進行多角度、高精度拍攝，適用于新聞報道和體育賽事直播。第三，智能伸縮塔。根據(jù)拍攝需求調(diào)整高度，適用于建筑和風景拍攝。第四，重型陀螺儀自穩(wěn)云臺。保持攝像機穩(wěn)定，適用于無人機和無人車拍攝。第五，多維運動伸縮搖臂。實現(xiàn)復雜的多角度拍攝，適用于大型舞臺、賽事和影視劇拍攝。第六，虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）跟蹤攝像機器人。適用于VR虛擬內(nèi)容制作，捕捉高質(zhì)量圖像。第七，AI 人體跟蹤。能夠自動跟蹤目標，適用于直播和視頻會議。第八，機器人協(xié)作集控操作系統(tǒng)。統(tǒng)一管理多個機器人設(shè)備，適用于大型綜合性演播室和多區(qū)場景[4]。

2 智能“機器人”拍攝裝備的優(yōu)勢

2.1 高效性

智能“機器人”拍攝裝備能夠自動跟蹤目標，快速調(diào)整拍攝角度和焦距，可以在短時間內(nèi)完成大量的拍攝任務(wù)，減少人力成本和時間成本。

2.2 靈活性

智能“機器人”拍攝裝備可以在復雜的環(huán)境下進行拍攝，為電視節(jié)目制作帶來更多的創(chuàng)意空間。

2.3 精準性

智能“機器人”拍攝裝備具備高精度的定位和導航系統(tǒng)，確保拍攝畫面的穩(wěn)定性和清晰度，可以通過精確的控制和操作來保證拍攝質(zhì)量。

可見，智能“機器人”拍攝裝備具有顯著優(yōu)勢，能夠適應(yīng)時代發(fā)展，廣泛應(yīng)用于電視臺演播室、影視擴展現(xiàn)實（Extended Reality，XR）、VR 圖像創(chuàng)作、元宇宙科幻類項目視頻錄制、智慧醫(yī)療、教育裝備以及網(wǎng)絡(luò)視頻等新型視聽制作領(lǐng)域。該裝備利用人工智能代替?zhèn)鹘y(tǒng)攝像師，精準重現(xiàn)運動畫面軌跡，自動實時跟蹤主持人，自動跟蹤靜止物體如播報臺、屏幕和虛擬畫面物體，提供空間跟蹤數(shù)據(jù)，完成穩(wěn)定畫面錄制。與多人團隊拍攝相比，智能“機器人”拍攝裝備能夠提升視頻智能化水平和藝術(shù)品質(zhì)，降低不穩(wěn)定性，整合VR 圖像和真實圖像，滿足新型數(shù)字視頻制作形式如動作捕捉技術(shù)、虛擬制作、元宇宙和數(shù)字人等，大幅提高錄制效率。

3 智能“機器人”拍攝裝備在影視領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1 在大型綜藝節(jié)目和體育賽事中的應(yīng)用

智能“機器人”拍攝裝備因具有隱蔽性和靈活性的特點，在大型綜藝節(jié)目制作中發(fā)揮著重要作用。例如，在大型綜藝節(jié)目中，遙控軌道機器人通過定義運動軌跡、速度、機位等參數(shù)進行編程，發(fā)出指令后無須人工輔助，自動進行平穩(wěn)精準的運動，快速捕捉舞臺、觀眾席等各個角度的精彩瞬間，為節(jié)目增添了視覺沖擊力。同時，伸縮式搖臂機器人和移動滑軌組合可以靈活移動到各個拍攝點位，實現(xiàn)多角度、多視點的拍攝，視覺元素豐滿，鏡頭精彩且具有震撼效果。例如：在《中國好聲音》節(jié)目錄制中，編導采用大量的“機器人”裝備實現(xiàn)了復雜運動鏡頭的調(diào)度，提高了節(jié)目的觀賞性；在奧運會體育賽事中，軌道機器人近距離高速跟拍捕捉運動員百米沖刺的精彩瞬間，為觀眾帶來身臨其境的觀賽體驗；水下機器人在水下拍攝游泳、潛水等項目的比賽過程，為觀眾展現(xiàn)出獨特的水下視角。

3.2 在演播室中的應(yīng)用

在演播室中，智能“機器人”拍攝裝備同樣發(fā)揮著重要作用。在新聞演播室中，自動追蹤拍攝是一項非常重要的技術(shù)，智能“機器人”拍攝裝備可以通過先進的軟件計算視覺技術(shù)和傳感器技術(shù)實現(xiàn)自動追蹤拍攝。當主持人或嘉賓進入鏡頭時，智能“機器人”拍攝裝備會自動調(diào)整角度和焦距，確保畫面清晰、穩(wěn)定。此外，智能“機器人”拍攝裝備還可以通過傳感器技術(shù)和控制技術(shù)實現(xiàn)自動避障拍攝。當障礙物出現(xiàn)在鏡頭前時，該裝備會自動調(diào)整角度和位置，確保畫面不受影響[5]。

軌道機器人裝置穿梭于各個角落，能夠捕捉主持人和嘉賓的精彩瞬間。搖臂機器人能夠進行大空間的運鏡拍攝，呈現(xiàn)多角度、多視點的拍攝效果。例如，鳳凰衛(wèi)視新聞演播室利用先進的無軌式行走機器人攝像機，無人攝像機能夠按照流程自動尋找點位，整個演播室看上去更加整潔干凈，這些裝備的應(yīng)用為演播室制作提供了更多的創(chuàng)意和可能性。

3.3 在外場多機位現(xiàn)場制作中的應(yīng)用

智能“機器人”拍攝裝備結(jié)合平移傾斜變焦（Pan Tilt Zoom，PTZ）攝像機，通過網(wǎng)絡(luò)進行遠程控制與信號傳輸，實現(xiàn)多機位協(xié)同工作，由2 ～5人在導播中心控制多臺設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，實時傳回的畫面供導播切換。這種制作模式提高了工作效率，節(jié)省了人力成本，確保了制作質(zhì)量，對于戶外體育賽事、音樂會、真人秀等節(jié)目的錄制起到非常大的作用，可以充分應(yīng)用于《奔跑吧兄弟》《國樂大典》等類型的節(jié)目制作中。

3.4 在電影及廣告制作中的應(yīng)用

隨著影視領(lǐng)域的快速發(fā)展，對拍攝效率和作品質(zhì)量的要求也越來越高。智能“機器人”拍攝裝備的出現(xiàn)為影視領(lǐng)域帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)，目前在電影、電視劇、紀錄片和廣告等制作領(lǐng)域得到廣泛運用。該裝備可以自動完成一些煩瑣的拍攝任務(wù)，如調(diào)整攝像機角度、控制光圈、焦距等，大大節(jié)省了人力資源，從而提高了拍攝效率，還可以在極端環(huán)境下進行拍攝，降低了拍攝難度和成本。智能“機器人”拍攝裝備可以完成一些傳統(tǒng)拍攝方式難以實現(xiàn)的拍攝任務(wù)，如高速運動、微距拍攝等，為影視作品帶來更豐富的視覺效果和更高的質(zhì)量。例如，在電影《阿凡達》的拍攝中，導演使用了先進的動作捕捉技術(shù)和智能“機器人”拍攝裝備，實現(xiàn)了一些復雜的特效運動場景，如飛行、戰(zhàn)斗等宏大場面，給觀眾帶來身臨其境的震撼效果。這些復雜運動鏡頭場景的實現(xiàn)不僅提高了電影的觀賞性，也為電影制作帶來了更多可能性。

另外，智能“機器人”拍攝裝備還可以與XR 技術(shù)結(jié)合，采用位置坐標傳感技術(shù)實時生成攝像機鏡頭運動的軸向數(shù)據(jù)，并通過Free-D 協(xié)議將數(shù)據(jù)傳送到計算機，使用計算機視覺、虛擬現(xiàn)實引擎、傳感器技術(shù)實現(xiàn)虛擬世界與現(xiàn)實世界的融合，可以為觀眾呈現(xiàn)更加沉浸式的觀感體驗。例如，《星球大戰(zhàn)》系列電影一直使用智能“機器人”拍攝裝備，導演們利用該裝備實現(xiàn)了一些復雜的特效場景，如太空戰(zhàn)斗、飛行器等。又如，某豪華汽車品牌廣告的宣傳片拍攝利用虛擬成像技術(shù)，合成后的汽車呈現(xiàn)出跨越山海、馳騁沙漠的寫意畫面，美輪美奐，氣勢宏大。

綜上所述，智能“機器人”拍攝裝備在影視領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用，為影視制作帶來更多的創(chuàng)新和可能性。隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，智能“機器人”拍攝裝備將會在未來發(fā)揮更加重要的作用，為影視制作帶來更多的驚喜和突破。

4 智能“機器人”拍攝裝備對影視領(lǐng)域的影響

4.1 提高拍攝效率和畫質(zhì)

智能“機器人”拍攝裝備的運用可以極大地提高拍攝效率和鏡頭質(zhì)量。通過自主導航和智能識別功能，該裝備可以在復雜的環(huán)境中進行高效的拍攝工作。同時，還可以提高拍攝的準確性和效率，避免因人為因素導致的錯誤。高精度、高穩(wěn)定性的特點使得拍攝效果更加出色，提高了作品的藝術(shù)性和觀賞性。

4.2 降低成本和提高經(jīng)濟效益

使用智能“機器人”拍攝裝備可以降低人力成本和設(shè)備成本。在傳統(tǒng)的拍攝過程中，需要大量人員進行布景、攝影、后期制作等工作。使用智能“機器人”拍攝裝備可以減少人力投入，降低人力成本。同時，由于這些裝備具有高精度、高穩(wěn)定性的特點，可以減少設(shè)備損耗和維護成本，有助于提高影視制作的經(jīng)濟效益和市場競爭力。

4.3 創(chuàng)新拍攝手法和創(chuàng)作空間

智能“機器人”拍攝裝備具有靈活性和可操作性，可以創(chuàng)新傳統(tǒng)的拍攝手法和創(chuàng)作空間。例如：無人機航拍可以提供獨特的視角和視覺效果；地面機器人和移動攝影車可以創(chuàng)造出更加豐富的鏡頭語言；水下機器人可以捕捉水下場景的精彩瞬間。這些創(chuàng)新的手法為影視制作帶來更多的可能性，提高了作品的藝術(shù)性，同時也為導演和制片組提供了更多的創(chuàng)作空間和靈感來源。

5 智能“機器人”拍攝裝備的未來發(fā)展前景

5.1 更加智能化和自主化

隨著AIGC 技術(shù)的不斷迭代演進，智能“機器人”拍攝裝備將更加智能化和自主化。未來，此類裝備將具備更強的自主導航、智能識別和決策能力，能夠更加高效、精準地完成拍攝工作，而且可以通過深度學習算法實現(xiàn)對拍攝對象的自動識別和跟蹤。在演播室無人攝像中，這項技術(shù)可以幫助編導在復雜的場景中準確捕捉到目標對象，實現(xiàn)精準拍攝。同時，這些裝備還將具備更高的自主性，能夠在復雜的環(huán)境中自主決策、自動生成拍攝腳本，執(zhí)行各種復雜景別的操作。此外，智能“機器人”拍攝裝備可以根據(jù)拍攝場景和目標對象，自動調(diào)整鏡頭的焦距、光圈、快門和景別等參數(shù)，以獲得最佳的拍攝效果。由于此類裝備具備高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性等特點，適用于電影、電視、廣告及游戲等多個領(lǐng)域。

5.2 多樣化的應(yīng)用場景

隨著技術(shù)的普及和成本的降低，智能“機器人”拍攝裝備有望進入融媒體網(wǎng)絡(luò)直播平臺節(jié)目制作中，如農(nóng)產(chǎn)品異地多點連線直播帶貨、群眾體育文化“村超”“村BA”現(xiàn)場直播、鄉(xiāng)村民俗旅游真人秀節(jié)目等。更多輕量化、網(wǎng)際互連協(xié)議（Internet Protocol，IP）化、智能化的拍攝裝備被運用到該制作領(lǐng)域，利用第五代移動通信技術(shù)切片信號傳輸、遠程控制、AI 云制作技術(shù)實現(xiàn)便捷、快速、高效、優(yōu)質(zhì)的節(jié)目制作。

5.3 跨界融合與創(chuàng)新發(fā)展

智能“機器人”拍攝裝備將應(yīng)用于更多的領(lǐng)域和場景。例如：與VR 技術(shù)的結(jié)合，可以創(chuàng)造出更加沉浸式的觀影體驗；與游戲產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，可以為游戲制作提供更加真實和生動的視覺效果；在醫(yī)療和教育領(lǐng)域，可以使用該裝備進行遠程醫(yī)療、教學影像的采集和傳輸，為人們提供更加便捷和高效的服務(wù)；在新能源汽車智能制造工業(yè)化生產(chǎn)中，該裝備作為視覺監(jiān)測的重要手段之一，將流水線工況實時傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)處理中心，提高整車裝配質(zhì)量品控；在城市規(guī)劃領(lǐng)域，可以使用地面機器人進行城市環(huán)境的監(jiān)測和拍攝；在軍事領(lǐng)域，可以使用水下機器人進行水下目標的偵查和拍攝；在煤礦、化工、冶金、消防等應(yīng)用場景的拓展，將進一步推動智能“機器人”拍攝裝備的跨界融合與創(chuàng)新，為影視領(lǐng)域的發(fā)展注入新的活力和動力。

6 結(jié)語

智能“機器人”拍攝裝備的應(yīng)用提高了拍攝效率和質(zhì)量，降低了成本，提高了經(jīng)濟效益，促進了影視領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為影視領(lǐng)域帶來了深遠的影響和廣闊的發(fā)展前景。未來，隨著科技的不斷進步和應(yīng)用場景的不斷拓展，智能“機器人”拍攝裝備將更加智能化和自主化，從而應(yīng)用于更多領(lǐng)域和場景，促進跨界融合與創(chuàng)新，為影視領(lǐng)域的發(fā)展注入新的活力和動力。