虛擬植入技術在電視節目中的應用

【摘要】 本文介紹了虛擬植入技術的工作原理、系統構成、關健技術，以及虛擬植入技術在電視節目制作中具體應用。

【關鍵詞】 虛擬植入 跟蹤 應用

隨著互聯網的飛速發展，電視行業不僅要面臨網絡帶來的沖擊，而且同業之間的競爭尤其是全國各個上星衛視臺收視率排名爭奪戰更近乎白熱化。但由于節目的類同，各電視臺除了絞盡腦汁進行節目改版外，更注重節目表現的形式創新。隨著電視技術的發展，各電視臺紛紛采用在線包裝技術、虛擬演播室技術來豐富電視畫面表現手段，提升電視畫面效果，給觀眾更強的視覺沖擊。以中央電視臺為代表，越來越多的電視臺采用在線圖文包裝、虛擬演播室技術對欄目圖文及現場效果進行包裝，尤其是綜藝節目，在原先運用虛擬演播室技術的基礎上，開始將虛擬植入技術引入到電視節目演播過程，讓觀眾在欣賞精彩節目的同時領略到科技進步對電視節目效果帶來的飛躍性的變化。

一.什么是虛擬植入技術

虛擬植入技術，就是將計算機制作的虛擬三維場景與電視攝像機現場拍攝的主持人活動圖像進行數字化的實時合成，在攝像機景別變化的同時能夠保持主持人與虛擬三維場景同步變化，從而實現兩者天衣無縫的融合，以獲得完美的合成畫面。從原理上說，虛擬植入技術實質上和虛擬演播室技術是相同的，都要運用跟蹤技術和圖形實時渲染技術。只不過虛擬演播室需要藍箱和色鍵器，對現場拍攝的主持人活動圖像進行摳像。也就是說虛擬演播室的虛擬場景是出現在主持人后面。而虛擬植入技術則不需要藍箱和色鍵器，現場拍攝的圖像是實景畫面，三維虛擬場景出現在主持人的前面，從而實現虛實結合的效果。因此，虛擬植入技術也被稱作虛擬現實技術。

運用虛擬植入技術可以將三維虛擬圖形、主持人畫面和三維動畫整合到演播室實景中或者外景拍攝中的任何地方，對新聞、體育、天氣、財經、娛樂等節目進行完美的現場包裝。

二.虛擬植入系統的構成

和虛擬演播室系統相似，虛擬植入系統主要由跟蹤系統、圖形工作站和圖形創作系統三部分組成。

1.跟蹤系統。目前的跟蹤技術有傳感器、LED紅外、XYNC紅外、超聲波等幾種。其中傳感器又有機械傳感和光電傳感之分。無論哪種跟蹤技術，跟蹤技術的精度必須非常高，否則，當攝像機產生微小的變化的時候（景別發生了變化），跟蹤技術感覺不出來，那么圖形工作站出的三維虛擬圖形不會發生變化（場景不動），會造成虛擬場景漂移。

2.圖形工作站。根據跟蹤系統獲取的攝像機運動參數，圖形工作站對預先制作好的虛擬三維場景信號進行處理，實時渲染生成與攝像機拍攝的人物有正確透視關系的三維虛擬圖像。要求圖形工作站能夠實時渲染加了動畫、透明物體、燈光、材質貼圖的模型文件（如85M）。同時圖形工作站的視頻輸出質量必須達到廣播級水平，更更重要的是圖形工作站輸出的視頻畫面的色彩與圖形創作系統中計算機顯示的要一致。從而避免設計人員在設計中為了達到自己的設計效果，反復調整畫面的顏色。

3.圖形創作系統。虛擬植入系統的場景通常為三維虛擬場景。這些場景可通過常用的3Dmax、Maya等三維創作軟件來建模，最后由專用的圖形處理軟件編輯合成（包括建模、材質分配、光調整和物體運動等在內的物體模型、效果、動畫）。一般由一臺性能較高的的電腦（如HP Z800）及專用圖形創作軟件配置而成。

三.虛擬植入技術在電視節目中的應用

虛擬植入技術在國外的電視節目制作中應用非常廣泛。尤其在選舉和體育節目中運用最多，如圖2和圖3所示。

圖2中的兩個候選人的圖片置于兩個虛幻般的圓柱上，得票率與圓柱體高度相對應，并出現在主持人的前面，既形象又直觀。圖3中主持人在介紹運動員時，每個運動員的三維圖像就出現畫面的最前面，給人以神奇的感覺。國內電視臺最早運用虛擬植入技術的是中央電視臺在2010年世界杯直播節目《豪門盛宴》中，由美工制作的三維虛擬賽場、參賽隊伍陣容、足球等虛擬模型植入演播室實景中，與主持人進行實時互動，給觀眾帶來了一場場視覺上的豪門盛宴。此后北京電視臺，上海電視臺等相繼采購相同的設備，將虛擬植入技術很好地運用到各自的欄目當中。如圖6為北京電視臺新聞節目虛擬植入效果，圖7為上海電視臺天宮一號特別節目中虛擬植入效果。2012年春晚，中央電視臺更是將虛擬植入技術運用到極致。通過一個帶跟蹤的搖臂，將各種三維虛擬效果植入到演播現場，與現場的舞美燈光交相輝映，給觀眾呈現出一種如同《阿凡達》一般夢幻般的視覺效果，給春晚舞臺增添了許多意想不到的效果。

四.結束語

隨著以中央臺為代表的各大電視臺在電視節目中虛擬植入技術的不斷應用，全國各個電視臺尤其是上星臺開始紛紛在節目制作中引入虛擬植入技術，以此來博得觀眾的眼球，并在收視率排行榜上占有一席之地。可以說演播技術的運用已從數字特技、虛擬場景、在線包裝進入虛擬植入階段。從節目形態上看，不僅是新聞、財經、綜藝類欄目會廣泛應用虛擬植入技術，而且目前比較熱門的相親類、模仿秀類欄目也會得到成功的運用。可以相信，在不久的將來，國內電視屏幕上會越來越多地呈現出各種新奇的虛幻的虛擬植入效果。