虛擬演播室系統(tǒng)在高等院校教學(xué)中的應(yīng)用探析

[摘 要] 文章在引入虛擬演播室技術(shù)概念的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)論述了虛擬演播室系統(tǒng)在高校教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，文章重點(diǎn)探討了虛擬演播室在高校教學(xué)中的應(yīng)用研究。

[關(guān)鍵詞] 虛擬演播室系統(tǒng)； 高等教育； 教學(xué)

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 22. 060

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2013）22- 0095- 02

1 虛擬演播室技術(shù)

虛擬演播室（Virtual Studio）技術(shù)，是將計(jì)算機(jī)制作的三維虛擬場(chǎng)景與現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)攝像機(jī)拍攝的人物活動(dòng)圖像進(jìn)行數(shù)字化實(shí)時(shí)合成，從而形成一種新穎的電視節(jié)目制作系統(tǒng)。[1]虛擬演播室主要由藍(lán)背景技術(shù)、攝像機(jī)跟蹤技術(shù)、色鍵合成及定位技術(shù)、虛擬場(chǎng)景制作等技術(shù)組成，[2]其工作過(guò)程就是利用計(jì)算機(jī)仿真和攝像機(jī)視頻合成技術(shù)，把在演播室中的攝像機(jī)所拍攝實(shí)景物體圖像和計(jì)算機(jī)虛擬仿真生成的，也就是并不是真實(shí)存在的圖像、物體進(jìn)行實(shí)時(shí)合成，形成完全真實(shí)感的三維視覺(jué)效果，這種三維仿真效果是動(dòng)態(tài)的，它會(huì)隨著攝像機(jī)鏡頭的運(yùn)動(dòng)而相應(yīng)地改變，所拍攝的實(shí)景畫(huà)面和虛擬的三維場(chǎng)景效果會(huì)始終保持同步的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，即實(shí)物和虛擬物體之間在攝像機(jī)推、拉、搖、移等運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相對(duì)位置和景深關(guān)系不會(huì)發(fā)生扭曲，最大程度地實(shí)現(xiàn)了虛擬真實(shí)化。

2 虛擬演播室系統(tǒng)在高校教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

2.1 節(jié)約資金

虛擬演播室節(jié)約了傳統(tǒng)演播廳制作電視教學(xué)節(jié)目所需制作真實(shí)場(chǎng)景布局而帶來(lái)的諸如材料費(fèi)、裝修費(fèi)、設(shè)計(jì)費(fèi)、施工費(fèi)、場(chǎng)地費(fèi)以及人工費(fèi)等大量的經(jīng)費(fèi)開(kāi)支項(xiàng)目。虛擬演播室只需要藍(lán)屏背景，適合的燈光效果，再加上計(jì)算機(jī)虛擬仿真現(xiàn)實(shí)技術(shù)，便可以制作出與教學(xué)內(nèi)容相匹配的各種切合題材的精美場(chǎng)景。由于場(chǎng)景的構(gòu)建都是依托計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)，因此，虛擬布景設(shè)施的維修保養(yǎng)費(fèi)用可以大幅減少甚至全部省去，且多套場(chǎng)景間經(jīng)過(guò)虛擬仿真軟件稍加修改編輯后便可以交叉重復(fù)，應(yīng)用于各類(lèi)題材類(lèi)似的節(jié)目中，大大提高了虛擬演播室應(yīng)用效率和性?xún)r(jià)比。

2.2 節(jié)省時(shí)間空間

虛擬演播室可以在面積不是很大的藍(lán)色背景上展示出大氣磅礴、精美壯觀的演播空間。利用該技術(shù)的“無(wú)限藍(lán)箱”功能，可以使攝像機(jī)自由地放大演播室空間，并且能完全脫離藍(lán)色背景的區(qū)域范圍，只要虛擬場(chǎng)景制作的足夠精細(xì)和全面，就能夠在超出實(shí)際演播室空間的領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)上、下、左、右360° 全方位立體展示，實(shí)現(xiàn)任意景別的透視關(guān)系合成，大大節(jié)省了有限的演播室空間。此外，由于各種虛擬課程場(chǎng)景都是以文件形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，因此，利用同一演播室進(jìn)行課程錄制是非常省時(shí)方便的，當(dāng)一門(mén)課程錄制完成后，僅需調(diào)出下一門(mén)課程的虛擬場(chǎng)景文件，再經(jīng)過(guò)一定的參數(shù)設(shè)置后，僅僅幾分鐘就可以進(jìn)行另一門(mén)課程的錄制，省去了傳統(tǒng)演播室物資調(diào)動(dòng)、重新布景的時(shí)間，提高虛擬演播室利用效率。

2.3 節(jié)目創(chuàng)意豐富

在傳統(tǒng)演播室中，各種設(shè)施都是以實(shí)體形式呈現(xiàn)的，創(chuàng)作人員由于受到演播室場(chǎng)地、燈光、資金等各方面的原因，在設(shè)計(jì)思路上往往從開(kāi)始就受到限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)獨(dú)特新穎的創(chuàng)意。在虛擬演播室里，由于所搭建的場(chǎng)景都是以三維虛擬仿真形式展現(xiàn)的，可以說(shuō)幾乎是不受其他條件限制，這就給電視創(chuàng)作人員帶來(lái)了無(wú)限的創(chuàng)意空間，只要有思路、有想法、有技術(shù)，只要?jiǎng)?chuàng)意符合教學(xué)主題的立意，場(chǎng)景的空間、規(guī)劃、布局、裝飾、道具、材質(zhì)、光線的搭配以及音視頻表現(xiàn)、動(dòng)畫(huà)展示等都可以隨意設(shè)置、任意組合，可以將不同地域的講解人置身于同一畫(huà)面內(nèi)，也可以將本就虛構(gòu)或人眼無(wú)法看到的物體展現(xiàn)出來(lái)，還可以從精密儀器內(nèi)、細(xì)胞內(nèi)核里等獨(dú)特的視角去觀察分析事物。可以說(shuō)，虛擬演播室給創(chuàng)作人員帶來(lái)了思維上的天馬行空，能將個(gè)體的想象力、創(chuàng)造力、藝術(shù)展現(xiàn)力等發(fā)揮到極致，展現(xiàn)出豐富多樣的虛擬演播室。

3 虛擬演播室系統(tǒng)在高校教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 精品課程

利用虛擬演播室制作精品課程具有形象直觀、表現(xiàn)生動(dòng)、全方位立體展示等而深受廣大師生青睞，特別是在機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)、生物化工醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)以及藝術(shù)專(zhuān)業(yè)等表現(xiàn)得更為突出。在機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的課程中，精密儀器設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造講解是難點(diǎn)也是重點(diǎn)，由于設(shè)備精密不宜拆解，內(nèi)部構(gòu)造更是難以表現(xiàn)，利用虛擬演播室，通過(guò)構(gòu)建三維虛擬模型，教師可以把自身置于儀器設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造中進(jìn)行講解，通過(guò)這種獨(dú)特的視覺(jué)表現(xiàn)力，使學(xué)生對(duì)設(shè)備的工作原理、運(yùn)轉(zhuǎn)流程、表現(xiàn)方式等教學(xué)難點(diǎn)一目了然。在生物醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，利用三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，教師可以把微小的細(xì)胞等人眼難以看見(jiàn)的物體，放大幾萬(wàn)倍甚至更大，直觀地展現(xiàn)在學(xué)習(xí)者面前。在化學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，可以將具有毒、危險(xiǎn)、放射性的場(chǎng)景進(jìn)行模擬展現(xiàn)，使學(xué)習(xí)者能感受到一種真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)的感受，極大地方便了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的開(kāi)展。在藝術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，特別是播音主持、影視傳媒等方面，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)表演環(huán)節(jié)的特點(diǎn)以及個(gè)人的特色，自主進(jìn)行虛擬環(huán)境的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)自主化教學(xué)。另外在試驗(yàn)教學(xué)課程中，利用虛擬技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)操作步驟的模擬，動(dòng)作逼真、細(xì)節(jié)翔實(shí)、表現(xiàn)力強(qiáng)，特別對(duì)于試驗(yàn)誤操作后險(xiǎn)情處置、危局現(xiàn)場(chǎng)的展現(xiàn)方面更具有形象力和說(shuō)服力。

3.2 遠(yuǎn)程教學(xué)

虛擬演播室技術(shù)在遠(yuǎn)程教學(xué)中也有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。首先，利用虛擬演播室能增強(qiáng)遠(yuǎn)程課堂效果的現(xiàn)場(chǎng)感。利用虛擬場(chǎng)景功能，虛擬演播室根據(jù)教學(xué)需要，能為遠(yuǎn)程課堂增加多個(gè)“課堂”景別，能實(shí)現(xiàn)不同課堂景別的多角度切換，教師根據(jù)畫(huà)面的不同采用靈活多樣的授課方式，這樣有助于激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的集中力，增加教學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)感。[3]其次，利用虛擬演播室能實(shí)現(xiàn)異地交互的真實(shí)感。虛擬演播室技術(shù)的虛擬出席系統(tǒng)可以將遠(yuǎn)方傳來(lái)的實(shí)況視頻無(wú)縫地接入本地演播室，也就是說(shuō)可以將遠(yuǎn)在異地演播室中的專(zhuān)家、教師或?qū)W生的實(shí)況視音頻與本地虛擬演播室中的人物結(jié)合在一個(gè)虛擬場(chǎng)景中。兩組人可以在虛擬場(chǎng)景中實(shí)時(shí)地面對(duì)面地相互交談、互動(dòng)、講解、演示，[4]這樣的應(yīng)用特別是在一些實(shí)驗(yàn)操作課中，優(yōu)勢(shì)更為明顯，在普通模式的遠(yuǎn)程試驗(yàn)操作教學(xué)中，由于設(shè)備、場(chǎng)地、經(jīng)費(fèi)等條件受限，有些實(shí)驗(yàn)無(wú)法操作實(shí)現(xiàn)，利用虛擬演播室技術(shù)，能擺脫空間的限制，[5]學(xué)習(xí)者在本地就能感受到言傳身教式專(zhuān)家指導(dǎo)和自我主導(dǎo)式操作體驗(yàn)，這樣將遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為本地學(xué)習(xí)，而學(xué)習(xí)者感覺(jué)不到他們是遠(yuǎn)隔千里，增強(qiáng)了遠(yuǎn)程教學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)參與程度，拉近和學(xué)習(xí)者之間的心理距離，提高了學(xué)習(xí)興趣，并且能夠根據(jù)需要實(shí)時(shí)地感觸經(jīng)驗(yàn)的交流和知識(shí)的學(xué)習(xí)。此外，利用虛擬演播室還有利于提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率。在普通演播室錄制的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程課程，教師場(chǎng)景比較單一，久而久之，學(xué)習(xí)者會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，不利于課程內(nèi)容的接受。在虛擬演播室中，強(qiáng)大的場(chǎng)景構(gòu)建功能將視頻播放、三維動(dòng)畫(huà)、虛擬大屏幕特技、場(chǎng)景漫游、圖片轉(zhuǎn)換等多場(chǎng)景結(jié)合仿真演示，大大提高了遠(yuǎn)程課堂教學(xué)內(nèi)容情境設(shè)置的真實(shí)感，有利于學(xué)習(xí)者更快地進(jìn)入教學(xué)情境氛圍，提高課堂教學(xué)效率。

3.3 校園各類(lèi)專(zhuān)題類(lèi)節(jié)目

在校園專(zhuān)題類(lèi)節(jié)目的制作中，虛擬演播室也得到了較廣泛的應(yīng)用。首先在校園新聞的錄制中運(yùn)用。校園電視臺(tái)由于受體制職能的限制，演播人員少，機(jī)位少，而節(jié)目制作量大、制作周期短，有限的技術(shù)人員沒(méi)有太多的精力關(guān)注演播室場(chǎng)景的布局，再加上經(jīng)費(fèi)限制，學(xué)校演播室不可能像電視臺(tái)演播廳那樣裝修精致、華麗，基本上是一個(gè)場(chǎng)景、多個(gè)節(jié)目、長(zhǎng)時(shí)間同時(shí)使用，而利用虛擬演播室技術(shù)構(gòu)建虛擬場(chǎng)景的方式，可以實(shí)現(xiàn)了校園新聞場(chǎng)景能根據(jù)所播報(bào)內(nèi)容的不同而進(jìn)行更換，避免了單一畫(huà)面的枯燥，給人以耳目一新的感覺(jué)。其次，在人物訪談?lì)惞?jié)目中的運(yùn)用。學(xué)院每年都會(huì)從院外請(qǐng)一些知名的專(zhuān)家教授進(jìn)行講學(xué)，他們講課的影像資料，是高校進(jìn)行教育的寶貴資源，對(duì)于院校未來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展很有好處。利用虛擬演播室，可以抓住專(zhuān)家們來(lái)院的珍貴機(jī)會(huì)，適時(shí)地組織人物訪談式的專(zhuān)題節(jié)目，通過(guò)虛擬演播系統(tǒng)，提前編輯剪輯出視頻播放片段或圖片切換畫(huà)面，在采訪專(zhuān)家的過(guò)程中適時(shí)地播放，這樣不僅能很好地配合專(zhuān)題訪談的內(nèi)容，還能很好地調(diào)節(jié)人物訪談?lì)惞?jié)目現(xiàn)場(chǎng)的親近感，營(yíng)造和諧氛圍。此外，在專(zhuān)題知識(shí)講座拍攝中，利用普通的投影授課往往會(huì)造成投影屏幕亮度與主講人亮度不一致，造成的屏幕曝光過(guò)度或人物影像過(guò)暗，在虛擬演播室中講座則完全不受這方面的干擾，主講人與背景屏幕都會(huì)得到最適合的影像展現(xiàn)。另外，在校園文藝片制作、人物類(lèi)電視講話等領(lǐng)域，虛擬演播室也有很有發(fā)展的應(yīng)用空間。

總之，虛擬演播室系統(tǒng)在高校教學(xué)的諸多領(lǐng)域都得到了一定的應(yīng)用，同時(shí)也對(duì)高校從事電視教學(xué)人員的制作能力、藝術(shù)設(shè)計(jì)能力提出了更高地要求。隨著虛擬演播室技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，相信在高校教學(xué)中會(huì)有更加卓越的表現(xiàn)。

主要參考文獻(xiàn)

[1] 董武紹，李端強(qiáng). 對(duì)高校虛擬演播室建設(shè)的探討[J]. 電化教育研究，2007（2）：62-64.

[2] 李誠(chéng)，孟亞玲，魏繼宗. 虛擬演播室系統(tǒng)在校園電視臺(tái)的應(yīng)用[J]. 延安大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008（3）：58-61.

[3] 唐忠，陽(yáng)革鋒. 虛擬演播室技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)電化教育，2009（7）：116-118.

[4] 王士勇，羅虹. 虛擬演播室在教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]. 西北醫(yī)學(xué)教育，2009（2）：370，388.

[5] 姜艷玲. 虛擬演播室教學(xué)模式新探索[J]. 電聲技術(shù)，2011（3）：79-83.