Furio攝像機機器人系統與虛擬植入完美結合

為中央電視臺《2015年春節聯歡晚會》帶來更多精彩與創新

項目介紹

2015年央視春晚，在兩個演播大廳分別架設了一臺Furio軌道機器人，主要用于現場拍攝以及配合虛擬系統進行攝像機的跟蹤和定位。虛擬場景和現實場景完美地融合，讓電視觀眾領略到現場觀眾無法觀看到的更豐富絢麗的視覺效果。

安裝過程

由于2014年Furio軌道機器人系統在春晚直播中的精彩發揮和可靠的穩定性獲得認同，2015年，Furio再次“參演”央視春晚。彩排期間，根據不同節目的畫面要求，攝像師調整好F urio軌道機器人的位置，在保證平穩、順滑、可靠的同時兼顧虛擬植入制作的需求。

本次Fu rio軌道機器人應用和以往最大的不同是虛擬植入制作的應用。中央電視臺技術制作中心央視數碼制作團隊早在一個月前就開始創意設計，Furio軌道機器人需要在不同位置上給予相應的真實影像視角作為前期效果圖的背景參照。隨后，設計團隊在前期效果圖中加入主持人與節目演員的模型或圖片，最大程度地模擬每一個動畫環節時的現場真實環境因素，以及可能出現的各種情況，優化虛擬植入內容與現場人員等因素之間的大小位置關系。

考慮到在平移的過程中，需要增強舞臺邊緣虛擬植入內容與真實環境之間的透視關系，突出真實立體感，安裝時，鋪設了與舞臺平行的ROSS直軌。該軌道采用ROSS公司的專利技術，靜音、平順、容易安裝，能適應各種場地條件。軌道盡頭有光反射限位器、機械緩沖器，加上軟件內部的位置限定，三重安全保障了Furio軌道機器人的安全運行。

經過為期半個月縝密的調試和幾次彩排，攝像師對Furio軌道機器人的控制已經非常熟練、游刃有余。Furio軌道機器人與其它虛擬機位配合的天衣無縫。完美的呈現了演員精彩的表演，同時全方位完成了對舞臺的拍攝和攝像機跟蹤定位。“虛擬植入的應用過程對相關的軟硬件要求都非常高，更穩定的攝像機跟蹤技術，更多拍攝形式的設備系統，使虛擬植入內容的播出效果更加真實和多元化，能適應更多播出條件下的應用。而Furio軌道攝像機拍攝跟蹤系統在空間有限的近距離拍攝景別節目制作中更勝一籌，如演播室新聞和專題類節目，還有舞臺類綜藝類節目。

——中央電視臺技術制作中心央視數碼項目負責人趙曄”

遇到的挑戰

《春晚》的舞臺設計受場地條件制約，離觀眾席很近，現場空間狹小，機位多，攝像師很難穿梭其中。為了讓觀眾更好的與明星互動，參與性更強，20米的直線軌道鋪設在一號演播廳舞臺正前方，橫跨在舞臺和觀眾席的間隙，貫穿其中，充分發揮了Furio軌道機器人占用空間小、運動靈活的特性。

在二號演播大廳，由于二號演播大廳負責相聲、小品、魔術節目的直播，Furio軌道機器人必須在指定時間移動到指定位置，而且Furio軌道機器人還需要拍攝許多觀眾的現場畫面，需要云臺及時旋轉到舞臺正前或觀眾席。

此外，在虛擬植入方面，由于虛擬內容的層級關系始終處于現場真實環境與人員之前，此次春晚一號廳隨時升降的吊頂燈籠陣、舞臺中不斷大范圍移動的舞蹈演員還有各種現場相關設備等等，都有可能造成虛擬植入內容在視覺效果上的穿幫。央視數碼虛擬植入設計制作團隊在應用全過程中都與各個其它相關工種進行緊密的溝通和協調，不斷彼此進行調整，力求將穿幫的可能性降到最低。

解決方案

在一號演播廳，Furio的軌道鋪設打破傳統的拍攝模式，使機器人攝像機不僅能拍攝演播廳前方的全景畫面，配合虛擬圖文植入的制作，還可以360度旋轉，同時兼顧了演播廳后方的虛擬圖文植入制作。一機多用，完成了普通機位無法完成的拍攝任務。

在二號演播大廳，Furio軌道機器人同樣架設在舞臺正前方，貫穿舞臺和觀眾席中間。Furio軌道機器人控制軟件SmartShell的關鍵幀功能發揮了重要的作用，攝像師只需點擊各個關鍵幀，Furio軌道機器人就會迅速移動到指定的位置，拍攝結束后Furio軌道機器人可通過操縱桿控制迅速回到舞臺側面同時180度旋轉拍攝現場觀眾。

中央電視臺技術制作中心央視數碼設計師封毅表示：“由于Furio軌道機器人可以對全場進行360度進行拍攝，不但使春晚舞臺上的虛擬植入可以近距離展現，還對一號演播廳反打的觀眾席空間的虛擬植入內容進行詮釋，豐富了節目的創意。”

此外，貫穿于春晚現場的虛擬植入動畫內容的設計制作從一開始就與現場大屏幕動畫內容及一號演播廳全場舞美環境進行緊密結合及人員合作，實現了全場前、中、后景之間非常協調統一的整體效果。在此過程中，Furio軌道機器人即使在需要攝像機大范圍快速推拉搖移的虛擬植入場景中，攝像機跟蹤的質量和穩定性上仍然表現出色。“一次優秀的虛擬應用，一定是在設計制作和系統調試緊密結合的基礎之上，得以實現的。此次央視春晚使用Furio機器人進行拍攝和虛擬前景制作，新技術、新設計締造出完美的藝術效果，開拓了更廣闊的表演空間，讓觀眾在虛擬和現實中穿梭，帶來非同一般的視覺新享受。

——中央電視臺技術制作中心央視數碼設計師封毅”

結果

在本次項目設計和實施過程中，ROSS公司攝像機軌道機器人系統Furio不斷創新，無論是從跟蹤穩定、人員操作還是拍攝效果上，應用都非常成功，特別是在虛擬植入的制作中功不可沒。中央電視臺技術制作中心央視數碼項目負責人趙曄認為Furio軌道機器人有效的補充了舞臺前近景拍攝中的虛擬植入內容，使虛擬植入內容在全場不同角度更加全面的展現，極大的增加了觀眾的真實代入感。

在本次春晚中，大規模地應用的虛擬植入模擬實現了現場舞美、燈光和大屏幕等實景效果，甚至獲得了一些實景實現不了的效果，用最小的成本投入在同一空間中創造出很多完全不同的全場空間效果和氛圍，在央視數碼強大的幕后制作團隊支撐下，有效創造出逼真的虛實結合和空間立體感，藝術打造多感知性、沉浸感和交互感。

例如在歌曲《多遠都要在一起》中設計團隊分別在前后兩個云梯的頂端設計了引入現場另外兩個機位的信號源窗口，分別用于拍攝展現歌手彈鋼琴的手以及面目特寫，讓觀眾通過虛擬技術能夠在一個畫面中同時看到更加豐富更多細節的有效內容。另外，為了使閃亮的云梯以及滿場星河得以更好的展現，設計團隊使用虛擬遮罩將全場的大氛圍壓到了很暗很暗，讓觀眾完全沉浸于歌曲的意境當中；而交互感則通過春晚虛擬吉祥物“陽陽”與主持人的互動環節得到了突出的展現。

封毅強調說：“這次舞臺前使用了Furio軌道機器人系統，在很大程度上提升了虛擬內容在空間中真實、立體、全方位的表現效果，要想真正發揮出來虛擬植入在空間中的真實效果，必須結合軌道機器人系統或者更長的搖臂。”

在春晚中，設計師還盡可能的協調統一虛擬場景與真實環境的自然過渡，保證在色彩亮度、空間結構以及內容風格上的一致。封毅舉例說在春晚開場環節一號演播廳空中的虛擬剪紙墻，設計團隊就使用了與現場大屏幕動畫內容及舞美燈光的顏色和亮度非常接近的紅色與黃色漸變動畫作為模型材質貼圖，并根據一號演播廳的結構設計了對應的虛擬剪紙墻變形。封毅解釋說Furio軌道機器人系統不同于傳統的采集方式，可以對一號演播廳全場360度進行全方位展現，給予了電視觀眾全場范圍虛實自然過渡的震撼效果。

虛擬植入技術與后期合成的主要不同在于虛擬植入技術擁有“即時性”“互動性”“真實性”“數據性”等特點，可以用于直播節目，以及帶有主持人虛實互動或是需要綁定即使數據的節目；而相對于全虛擬演播室，虛擬植入技術能夠與真實環境相結合，更加吸引觀眾眼球。封毅最后表示在舂晚的帶動下，未來軌道機器人系統和虛擬植入的相互配合會在更多類型的節目中應用到。