高玉爽

（天津海河傳媒中心，天津 300211）

0 引言

拓展現(xiàn)實(shí)（Extended Reality，XR）技術(shù)是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR、混合現(xiàn)實(shí)（Mixed Reality，MR）及虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）的集成統(tǒng)稱，屬于3種虛擬技術(shù)的整合，可最大限度連通現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界，呈現(xiàn)出一種近似真實(shí)的虛擬效果。廣播電視行業(yè)發(fā)展過程中，XR技術(shù)得到廣泛運(yùn)用，在電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)，多基于XR技術(shù)構(gòu)建虛擬演播室。為呈現(xiàn)出良好的虛擬演播效果，相關(guān)人員需結(jié)合XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，高質(zhì)量地完成燈光體系的設(shè)計(jì)。

1 XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)的關(guān)鍵要素

XR技術(shù)具有較高綜合性與集成性，是AR、MR、VR三種技術(shù)的整合，可通過改變用戶感知，給予用戶沉浸體驗(yàn)，大幅提升電視節(jié)目呈現(xiàn)效果[1]。在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)，為最大限度提高電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)與XR技術(shù)的匹配度，應(yīng)把握虛擬元素、傳感技術(shù)、界面設(shè)計(jì)、視覺識(shí)別跟蹤及實(shí)時(shí)計(jì)算等關(guān)鍵要素。

1.1 虛擬元素

與傳統(tǒng)電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)不同，XR演播室拍攝場(chǎng)景引入了XR技術(shù)，需根據(jù)電視節(jié)目需求構(gòu)建虛擬場(chǎng)景，因此XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)燈光設(shè)計(jì)應(yīng)注意合理運(yùn)用燈光要素輔助呈現(xiàn)虛擬觀感，創(chuàng)建3D虛擬元素，使燈光成為連接現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界的紐帶，不僅可極大提高XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)燈光設(shè)計(jì)質(zhì)量，還可優(yōu)化虛擬場(chǎng)景呈現(xiàn)效果。

1.2 傳感技術(shù)

傳感技術(shù)是XR技術(shù)運(yùn)用于電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)。設(shè)計(jì)燈光時(shí)，需借助傳感技術(shù)合理配置燈光體系，如各類燈具，確保燈光系統(tǒng)能夠與XR虛擬場(chǎng)景保持良好契合關(guān)系。

1.3 界面設(shè)計(jì)

界面設(shè)計(jì)主要是指XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)的硬件設(shè)施，在條件允許情況下，可在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)（即虛擬演播室）內(nèi)構(gòu)建完整的交互平臺(tái)，并設(shè)置交互界面。布置拍攝現(xiàn)場(chǎng)與設(shè)計(jì)燈光系統(tǒng)時(shí)，可基于該交互界面進(jìn)行細(xì)節(jié)精準(zhǔn)調(diào)整。

1.4 視覺識(shí)別跟蹤

區(qū)別于傳統(tǒng)電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)，基于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)燈光時(shí)，可結(jié)合XR技術(shù)對(duì)演播室內(nèi)部各個(gè)燈光要素進(jìn)行視覺識(shí)別，提取與燈光有關(guān)的虛擬要素，輔以圖像處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺處理技術(shù)，可使燈光系統(tǒng)良好地嵌入XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)的虛擬場(chǎng)景中。

1.5 實(shí)時(shí)計(jì)算

XR是新時(shí)代具有代表性的虛擬技術(shù)。在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部設(shè)計(jì)燈光系統(tǒng)時(shí)，可憑借XR技術(shù)中的實(shí)時(shí)計(jì)算功能，分析燈光虛擬元素的呈現(xiàn)效果及呈現(xiàn)方式[2]。

2 XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)燈光設(shè)計(jì)的基本原則

在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)基于XR虛擬演播室實(shí)際情況對(duì)燈光體系進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，基于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)燈光時(shí)，應(yīng)遵循高對(duì)比度、色彩色溫控制、真實(shí)場(chǎng)景模擬、多場(chǎng)景適用及完善控制系統(tǒng)等基本原則。

2.1 高對(duì)比度

XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)采用XR技術(shù)塑造演播場(chǎng)景時(shí)，應(yīng)確保所運(yùn)用的XR虛擬設(shè)備具有較高對(duì)比度，確保XR虛擬圖像更為清晰地呈現(xiàn)出來。同時(shí)，要求XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)中的燈光系統(tǒng)同樣具備高對(duì)比度特征，防止虛擬場(chǎng)景內(nèi)部出現(xiàn)視覺干擾現(xiàn)象。

2.2 色彩色溫控制

基于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)布置演播室燈光時(shí)，應(yīng)注意判斷色彩與色溫的協(xié)調(diào)效果，從虛擬效果角度出發(fā)，分析是否需均衡色彩與色溫，使XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的真實(shí)燈光充分與虛擬環(huán)境相結(jié)合。

2.3 真實(shí)場(chǎng)景模擬

XR電視節(jié)目拍攝演播現(xiàn)場(chǎng)最大的特征為虛擬化。因此，設(shè)計(jì)燈光時(shí)，為保障XR技術(shù)得到充分運(yùn)用，需盡可能模擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，基于現(xiàn)有的燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，混合運(yùn)用多種燈具組合。常見的燈具包括發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）燈帶、軟光源聚光燈、LED柔光燈等。在燈具的協(xié)調(diào)配合下，使虛擬環(huán)境具備更為真實(shí)的光影效果[3]。

2.4 多場(chǎng)景適用

XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)與布置燈光時(shí)，應(yīng)考慮到燈光設(shè)計(jì)方案的適用性，要求所設(shè)計(jì)的燈光方案適用于不同的XR電視節(jié)目拍攝場(chǎng)景。該過程需結(jié)合XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)節(jié)燈光。與常規(guī)拍攝現(xiàn)場(chǎng)、演播室不同，XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)優(yōu)先運(yùn)用LED聚光燈以及泛光源燈具，減少普通聚光燈的運(yùn)用，以免普通聚光燈在虛擬場(chǎng)景投射場(chǎng)景中形成光斑。

3 基于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)的燈光設(shè)計(jì)方法

3.1 優(yōu)化燈光布局

3.1.1 整體布局思路

對(duì)于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)而言，影響節(jié)目錄制效果最關(guān)鍵的要素為燈光布局。虛擬演播拍攝場(chǎng)景與傳統(tǒng)演播室不同，應(yīng)使畫面呈現(xiàn)效果盡可能接近現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景。因此，在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)燈光系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)基于真實(shí)場(chǎng)景模擬這一基本原則，模仿自然光線效果，具備全局觀念，對(duì)整個(gè)XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的燈光效果進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與優(yōu)化。結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)來看，XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)的基本光可采用平板柔光燈，對(duì)于人物部分，需選用強(qiáng)度可調(diào)節(jié)的LED聚光燈，用于呈現(xiàn)人物輪廓，提高XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)中的燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量，使XR電視節(jié)目畫面更為協(xié)調(diào)自然。

3.1.2 平板柔光燈

平板柔光燈屬于泛光型冷光燈，被普遍運(yùn)用到電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)中。與其他燈具相比，平板柔光燈最為顯著的特點(diǎn)是布光均勻、光線柔和。將其運(yùn)用到XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)，基本不會(huì)產(chǎn)生明顯陰影或光斑，且無紅外光，運(yùn)行期間不會(huì)形成多余能量進(jìn)而影響人物狀態(tài)。平板柔光燈光溫穩(wěn)定，電能消耗量低，但存在燈具笨拙的情況，且受到光線柔和效果的影響，所呈現(xiàn)出的光線投射有效距離相對(duì)較短。因此，基于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行燈光設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)平板柔光燈照射點(diǎn)位進(jìn)行精準(zhǔn)布置，不可隨意布光[4]。

3.1.3 LED聚光燈

在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)布置燈光時(shí)，不可避免地會(huì)用到LED聚光燈。該類燈具可聚集光線，調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，控制光線投射范圍，所呈現(xiàn)出的局部照明效果可滿足不同的拍攝要求。LED聚光燈具備可調(diào)節(jié)性，可被運(yùn)用到不同的演播場(chǎng)景中，適用性較強(qiáng)。從這一角度來看，在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)燈光系統(tǒng)時(shí)，需優(yōu)先選用LED聚光燈，還應(yīng)精準(zhǔn)確定LED聚光燈的布設(shè)位置。

3.2 重視基本光設(shè)計(jì)

與傳統(tǒng)拍攝場(chǎng)景不同，XR虛擬演播室內(nèi)通常為“藍(lán)箱體”，以便摳圖營造虛擬場(chǎng)景。為避免影響虛擬場(chǎng)景的自然性與真實(shí)性，需合理布置燈光體系。在此期間，基本光的呈現(xiàn)效果被放大，必須加強(qiáng)對(duì)基本光的重視，對(duì)XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)基本光進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。主要包括以下設(shè)計(jì)要點(diǎn)。第一，布置主光源。要求主光源具備調(diào)節(jié)性強(qiáng)、亮度高的特征，且要求其光線均勻。結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)來看，在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)，可將主光源設(shè)置在虛擬演播室正前方，確保主光源可覆蓋整個(gè)虛擬場(chǎng)地。第二，設(shè)置補(bǔ)光燈。在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)，補(bǔ)光燈主要用于填補(bǔ)光線，減少陰影區(qū)域，使XR虛擬場(chǎng)景具備相對(duì)均勻的照明光線強(qiáng)度。在具體設(shè)計(jì)與布置時(shí)，主要補(bǔ)光燈布置在XR演播室的頂部或側(cè)端，還可借助反射板、軟光罩進(jìn)行均勻化、擴(kuò)散化處理。第三，特效燈。XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)需要塑造虛擬場(chǎng)景，因此不可避免地運(yùn)用特效燈，借助特效燈深化虛擬效果，增強(qiáng)畫面視覺感官。在具體設(shè)計(jì)與布置過程中，應(yīng)結(jié)合XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)特效燈的點(diǎn)位進(jìn)行科學(xué)布置。第四，自動(dòng)化控制。XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的智慧化、虛擬化程度較高，對(duì)此，可增設(shè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的燈光細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，以此確保燈光系統(tǒng)呈現(xiàn)出XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)虛擬場(chǎng)景所需的燈光效果[5]。

3.3 突出人物形象

為確保人物可良好融入XR虛擬場(chǎng)景，應(yīng)高精度布置人物光，從輔助光、逆光、主光3個(gè)角度出發(fā)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，良好呈現(xiàn)出人物形象。在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)，人物主光多布置在演播區(qū)域的正前方，通常向上偏斜45°，可形成適當(dāng)陰影效果，使人物面部更為立體。輔助光多位于主光兩側(cè)，傾斜角度相對(duì)向后。設(shè)計(jì)燈光時(shí)，要求輔助光均勻設(shè)置，且其顏色與亮度需與主光相輔相成，用于保障人物形象真實(shí)感，為其融入虛擬場(chǎng)景做好鋪墊。逆光主要用于增強(qiáng)畫面藝術(shù)感，強(qiáng)化視覺效果。XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)多運(yùn)用激光燈、投影燈作為背景光源。具體設(shè)計(jì)期間，應(yīng)根據(jù)人物所處位置，合理設(shè)置逆光燈具位置。整體而言，人物屬于XR虛擬場(chǎng)景的核心，進(jìn)行燈光設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)整體性、全局化布置人物光，在保障人物形象傳遞效果的同時(shí)，還能夠使其良好地嵌入XR虛擬場(chǎng)景內(nèi)。

3.4 處理人物陰影

無論是傳統(tǒng)電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)還是虛擬演播室，其主角通常為人物，因此在設(shè)計(jì)XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)燈光系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)以人物為中心，在突出人物形象的同時(shí)，做好人物形象與燈光系統(tǒng)的銜接，合理處理人物陰影。結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)來看，燈光設(shè)計(jì)經(jīng)常會(huì)因光塑型而形成明顯的陰影，尤其是背景頭影、眼窩影、頸部影、鼻影，不僅影響人物形象的塑造，還不利于虛擬場(chǎng)景的整體呈現(xiàn)。因此，基于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行燈光設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)人物陰影進(jìn)行科學(xué)處理。

以人物形象塑型意圖及基本特征為依據(jù)，精準(zhǔn)確定主光燈位。若出現(xiàn)背景頭影、眼窩影、頸部影、鼻影等人物陰影，需于主光燈位置增設(shè)柔光紙，起到削弱陰影的效果；或減少燈具側(cè)度，使影子位于肩上偏后位置，可同時(shí)兼顧XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的光影效果與人物造型。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合主光特征，選用相對(duì)柔和的輔助光，適當(dāng)調(diào)整輔助光燈位，并補(bǔ)充面光，由此可有效緩解人物陰影問題。該過程中應(yīng)注意，需精細(xì)化控制三燈（面光、輔助光、主光）的燈位參數(shù)，即亮度、側(cè)度、高度。若主光確定后產(chǎn)生人物陰影，此時(shí)不可隨意移動(dòng)主光，需通過調(diào)整面光、輔助光從而解決陰影問題。

以頸部陰影為例。在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)燈光體系中，若燈光不適宜，容易在人物頸部形成輕重不均、狀態(tài)交叉的陰影。此時(shí)可準(zhǔn)備柔光紙，將其置于輔助光側(cè)偏20°的位置，使其低于人物面部，起到單獨(dú)充影的效果。以背景頭影為例，產(chǎn)生該陰影的主要原因?yàn)槊婀獾?。為解決該問題，應(yīng)在燈光設(shè)計(jì)過程中注意檢查背景、主持臺(tái)、攝像機(jī)的間距，于攝像機(jī)正上方布置面光，用于提高面光，避免產(chǎn)生背景頭影。若因提高面光而進(jìn)一步造成人物狀態(tài)呈現(xiàn)不佳的情況，可增設(shè)柔光紙，添加小功率燈，運(yùn)用扉葉控制散射光。

3.5 實(shí)現(xiàn)虛擬特效

XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)的主要特征為虛擬化，從燈光設(shè)計(jì)角度來看，主要借助特效燈呈現(xiàn)虛擬效果，用于增強(qiáng)XR虛擬場(chǎng)景的真實(shí)性。實(shí)踐設(shè)計(jì)期間，應(yīng)基于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)情況，合理布置特效燈角度與位置。例如，若需在XR虛擬場(chǎng)景中營造明亮光束，需按照光束所需呈現(xiàn)的效果合理設(shè)置光源角度及位置，確保光束順利進(jìn)入XR虛擬場(chǎng)景。在此基礎(chǔ)上，還可采用特效燈具角度與位置調(diào)整的方式塑造陰影效果、投影效果、反射效果，用于強(qiáng)化畫面立體感，使得XR虛擬場(chǎng)景更具層次，呈現(xiàn)光線魅力。設(shè)計(jì)與布置XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)中的特效燈光體系時(shí)需注意，應(yīng)首選具備調(diào)節(jié)控制功能的特效燈具，結(jié)合XR虛擬場(chǎng)景呈現(xiàn)需求，對(duì)特效燈具參數(shù)進(jìn)行精細(xì)化調(diào)節(jié)，精準(zhǔn)控制光束形狀、色溫及亮度等，確保特效燈呈現(xiàn)出的效果與XR虛擬場(chǎng)景相輔相成。結(jié)合實(shí)際來看，可在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)混合運(yùn)用不同的特效燈，如投影燈、激光燈、彩色燈等，通過多種特效燈的混合運(yùn)用，營造出炫目的XR虛擬場(chǎng)景效果。隨著廣播電視行業(yè)的智慧化發(fā)展，還可將XR技術(shù)與信息化技術(shù)相結(jié)合，借助算法程序?qū)R電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)燈光參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)靈活控制。

4 結(jié)語

XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)燈光體系時(shí)，應(yīng)精準(zhǔn)把控?zé)艄怅P(guān)鍵要素，遵守?zé)艄庠O(shè)計(jì)基本原則，站在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)角度對(duì)整體燈光布局進(jìn)行優(yōu)化與完善，加強(qiáng)對(duì)基本光的重視與設(shè)計(jì)，注意運(yùn)用燈光突出XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)中的人物形象，對(duì)人物陰影進(jìn)行科學(xué)處理，在XR技術(shù)幫助下實(shí)現(xiàn)虛擬特效，做好特效光設(shè)計(jì)，方可保障XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場(chǎng)燈光質(zhì)量。