電視節目制作中虛擬演播室系統的應用探討

張曉芳河北電視臺錄制部，河北石家莊　　050031

電視節目制作中虛擬演播室系統的應用探討

張曉芳
河北電視臺錄制部，河北石家莊050031

摘要虛擬演播室指的是有機結合傳統演播室的色鍵摳像技術與虛擬現實技術，并將其應用于制作電視節目的領域。虛擬演播室系統的應用，讓電視節目之中的制作人員成功地擺脫道具、空間以及時間等方面的限制，將制作能力大幅度提高，同時，也避免真實場景的搭設，這樣不僅可以縮短制作電視節目需要耗費的周期，還能夠在費用節省的同時，提升演播室的效率。本文首先介紹了虛擬演播室系統，并提出其在電視節目制作中的實際應用技巧，希望能為相關實踐工作提供參考。

關鍵詞電視節目；虛擬演播室系統；節目制作；應用

1　虛擬演播室系統概述

通過計算機三維圖形技術，可以模擬電視節目真實的演播場景，并且通過設計向未知參數精確的傳感，就可以讓三維場景的虛擬空間與真實的視覺演播空間達到透視關系上的完全一致，最后利用視頻色鍵混合器來加以處理，就可以形成演播員、道具等演播主體，這樣才能夠實現電視節目的虛擬場景演播，這就是我們所熟悉的虛擬演播室系統。作為虛擬演播室系統，它飛躍了演播時空，超越了現實場景，將電視節目制作中擁有的非凡創意都展現在我們面前，讓制作者憑借想象，“肆意”地在想象空間中發揮其才能。

工作原理：前景利用攝像機所拍攝的畫面，在圖形計算機中輸入攝像機所采集到的真實運動參數，然后生成虛擬的背景畫面，然后通過色鍵技術，就可以將真實的前景與虛擬的背景相互的合成，滿足真正的透視，這樣才能將之完美地融合。虛擬演播室系統由跟蹤系統、圖形繪制系統與合成系統共同組成。演員在藍背景里面現場表演，由攝像機對前景視頻信號進行采集，并通過跟蹤系統實時成像，把數據傳輸到高速圖形計算機上，從而渲染出逼真的虛擬背景，藍色屏幕的攝像機圖像經過延時就跟虛擬背景進行同步的工作，運用色鍵器把摳像合成畫面，最終產生視頻圖像信號。

虛擬演播室技術作為高新技術，其將三維圖形技術、計算機網絡技術、視覺技術、傳統電視技術等多個方面技術相互合一[1]。目前，在電視節目制作當中所使用的虛擬演播室系統主要包含了二維的虛擬與半虛擬系統、三維虛擬系統。二維虛擬演播室系統的攝像機位置不能被移動，其合成的虛擬場景也是二維的，其配置相對較低，且使用簡便、價位適中，適宜在制作課堂講授型電視節目中應用；二維半虛擬演播室系統能把大多數調整工作提前完成，實踐環節的調節也叫簡單，能促進拍攝工作快速完成，所以更適宜在制作節奏性快、時效性強的對話或訪談型電視節目中應用；三維虛擬演播室系統更加適宜在制作場景復雜、靈活性要求較高等小型綜藝或娛樂型電視節目中應用。

2　電視節目制作中虛擬演播室系統的實際應用

2.1 建模及紅外檢測

在虛擬演播室系統的模型與動畫等需要實時運動時，就應該有一套基本的原則來規范其建模，其中應該注意：避免復雜的建造模型；燈光參數的轉化可以通過Lightscape等軟件來加以實現；通過鍵罩的使用來強化虛擬系統的逼真程度。在實際的應用過程中，電視節目主持人從虛擬背景的后面走到前面是時常會發生的情況，這就要求對鍵罩的開關進行人為控制，如果主持人跟工作人員的配合出現問題，就可能穿幫。

然而，如果能運用紅外檢測技術，就能確定被檢測物體實時的縱向位置，也就是在演播室中拍攝前景處于背景之中的位置深度，避免穿幫。具體應用技巧是：其一，把2-4個紅外線攝像機固定在電視節目制作演播室的上方，以此作為接收裝置；其二，通過紅外線發射裝置測量演播室；其三，做好演播主體活動范圍網格圖的繪制[2]。如此，就可以將紅外線發射裝置配置在演播室移動物體上，通過紅外線攝像機的提取，計算機的計算與識別等，就可以將物體所處的位置表示在網格圖之中，然后再將數據傳輸到工作站，這就可以將模型之中物體的真實深度與位置計算出來，這就是所謂的深度鍵概念。

深度鍵在這一系統的紅外線檢測中應運而生，它能促使處于虛擬背景里面的電視節目主持人始終保持在一個正確的位置之上。深度鍵對于主持人、實物、虛擬物之間相互的動態阻擋是允許的，這樣就能為受眾營造一種逼真的現實圖像感覺。如此，一旦主持人從虛擬背景的后面來到前面，就不再需要人為去控制鍵罩的開關，系統能自動運用深度鍵合理分析演播室中虛擬的景物與電視節目支持人之間具備的前后定位關系，逼真的遮擋、被遮擋畫面也會自動形成，確保節目穿幫的可能性被有效降低，從而為制作節目提供方便。

2.2 虛擬人物

目前，電視節目中已經出現了虛擬人物，我們只要把傳感器安裝在真人的各個重要關節處，并把得到的相關數據及時而準確地傳輸到工作站，就能對虛擬動畫人物身上發生的重要關節活動進行控制，促使其對表演者的動作實現完全的實時模仿。此時，演播室同一個虛擬背景中就能同時出現真人與虛擬的人物，他們之間可以互換位置，也可以相互交談甚至是配合。這在以往傳統的演播室中是無法想象和實現的，而虛擬演播室系統對人物的虛擬也能給電視節目帶來神秘感、新鮮感，從而

強化節目的收視效果。

2.3 虛擬影子

虛擬演播室系統能夠仿真光和影，這就是三維模型的逼真性。因此，在電視節目制作中應用虛擬演播室系統建模時，應重視光的方向跟現實保持一致。然而演播室的燈光通常都較亮、較多，色鍵摳像的難度被增加，于是前景主持人的影子很難在合成的圖像中與背景物體相互吻合。同時，如果演播室采用網格識別法，那么通過摳像獲得影子幾乎是無法實現的，因為背景板網格的藍色有兩種。為此，增加必要的設備是獲得完美的電視節目效果的必然選擇[3]。如在制作電視節目時加入虛擬影子機，也就是將攝像機架設在一個演播室的上方，由它攝入主持人在藍箱里面的畫面，然后在色鍵摳像技術下得到鍵信號，以此來模擬主持人的影子，最后再把模擬的與虛擬的影子合成。虛擬影子機得以應用的優勢在于它不會受到其他客觀條件的限制，能對影子的方向進行靈活的調整。如果在建模時產生倒影，可通過復制鏡像的方法制作背景的倒影，并把具備一定反光能力的透明塑料布鋪設在藍箱里，就能得到虛擬影子。該方法實用、簡單，得到的效果能以假亂真。

2.4 虛擬異地采訪

在電視節目的制作環節，可以利用兩臺色鍵摳像器，就能滿足虛擬的異地采訪需求。這一方法是利用外地傳來的信號，然后在藍色的幕布之前通過一次的摳像之后，再傳入到虛擬的演播室系統之中，通過插入視頻，就可以將被采訪者與主持人在虛擬的背景之下相互的結合，讓兩個人實現“面對面”的表演與交談，這樣就給觀眾一種被采訪者就真實地存在于演播室的感覺。在實際的運用中，如何能夠將這一些技巧合理地利用起來，就可以讓電視節目的制作這更加簡捷、方便，同時節目的真實感與可視性也會大幅度提高。

3　結論

虛擬演播室系統為制作電視節目提供了一個廣闊的創作空間，在豐富電視節目包裝方式的基礎上節省了大量的制作費用，并對相關人員的創造能力、制作能力等提出了更高的要求。實際上，虛擬演播室系統正在不斷改進和發展，其生命力很旺盛，只有熟練地掌握并應用，才能確保在未來的電視節目制作中把它的優越性進一步體現出來，它能發揮的作用也將更大。

參考文獻

[1]劉躍.電視事業戰略發展與虛擬演播室技術[J].中國傳媒科技，2012（15）：70-73.

[2]杜世卿.虛擬演播室技術及其在電視節目制作中的應用[J].數字通信世界，2013（9）：60-61.

[3]姜悅.高清虛擬演播室系統在城市電視臺的應用[J].信息技術與信息化，2015（3）：163-164.

中圖分類號G2

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2015）141-0087-01