縣級電視臺虛擬演播室技術(shù)研究

董昭昌

（慶云縣融媒體中心，山東 德州 253700）

1 虛擬數(shù)字技術(shù)在電視節(jié)目制作過程中的應用

1.1 虛擬演播室技術(shù)

虛擬演播室主要利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在既有的摳像技術(shù)上融入計算機虛擬功能，以此創(chuàng)造所需要的場景。根據(jù)維度劃分，虛擬演播室可分為二維和三維兩個類別。二維的區(qū)分并不明顯，而三維在普通三維和真三維之間還存在著明顯的區(qū)分。

二維虛擬演播室系統(tǒng)為基本產(chǎn)品，多用來滿足客戶的一些基本需要，無需復雜的步驟，且花費比較少。二維系統(tǒng)所使用的圖像處理器硬件在錄制過程中，要求機位的移動和鏡頭不能改變，所以主持人的位置就容易發(fā)生變化，這樣一來就無法與背景保持一致，從而降低節(jié)目質(zhì)量。因為是固定合成的畫面，所以畫面層次感比較差。由于散焦等問題的存在，所以時效性高的節(jié)目會首先考慮使用二維系統(tǒng)拍攝[1]。

區(qū)分二維系統(tǒng)和三維系統(tǒng)，主要以使用的攝像機和圖像是否進行渲染為衡量標準。三維虛擬現(xiàn)實演播室技術(shù)最重要的就是動態(tài)遮罩技術(shù)，該技術(shù)可以實現(xiàn)對動態(tài)調(diào)節(jié)圖層的遮罩。

1.2 虛擬植入技術(shù)

傳統(tǒng)的虛擬演播室技術(shù)主要是構(gòu)建虛擬現(xiàn)實場景，而虛擬植入技術(shù)則是將演播室變成虛擬現(xiàn)實環(huán)境，在這樣的背景下，虛擬植入技術(shù)在虛擬演播室技術(shù)的基礎(chǔ)上應運而生[2]。應用虛擬植入技術(shù)，首先需要通過三維軟件制作虛擬模型，然后再將其輸入至圖形處理器中，使之可以和傳感器從攝像機接收到的信息產(chǎn)生相應的聯(lián)系，這樣可以確保虛擬模型與攝像機里的畫面同步，合成并加入至前景里，最后就可以得到電視機播放的畫面效果。

2 虛擬演播室系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 攝像機跟蹤技術(shù)

攝像機跟蹤技術(shù)在運作過程中可以得到攝像機于演播室中的具體位置及運動參數(shù)，為虛擬演播室系統(tǒng)更好地模擬物體大小、虛擬背景提供相應的技術(shù)支持[3]。攝像機跟蹤技術(shù)包括多個部分，如機械傳感技術(shù)等。為了得到計算機位置、運動數(shù)據(jù)，需要在攝像機的三腳架、底座上安置傳感器。若想得到精準運動透視數(shù)據(jù)，還需在攝像機鏡頭前加裝聚焦傳感器。

2.2 圖像識別技術(shù)

圖像識別技術(shù)是一種運動估測算法，可以精準計算實時移動畫面并獲取攝像機的運動參數(shù)信息。圖像識別技術(shù)可以有效改善使用傳感器攝像機拍攝過程中校準難的問題，利于攝像機不同角度的拍攝。

2.3 紅外跟蹤技術(shù)

紅外跟蹤技術(shù)是一種全新的攝像機跟蹤技術(shù)，主要利用紅外線收發(fā)裝置檢測人、攝像機在現(xiàn)場的具體位置。

2.4 虛擬場景生成技術(shù)

近年來，虛擬演播室的背景、場景的生成均離不開計算機的輔助。按照節(jié)目播放的內(nèi)容，計算機能夠通過制作虛擬場景來還原一些場景和稀奇的景象。可以說，正是因為計算機技術(shù)的加持，才為節(jié)目制作包裝團隊提供了更多的選擇。三維虛擬場景的產(chǎn)生包括預生成三維虛擬場景和真三維虛擬場景[4]。

預生成三維虛擬場景首先在建模軟件中創(chuàng)建三維模型，然后在每架虛擬攝像機上提前生成所需要的影像畫面，并將其視為虛擬背景，以此完成與真實攝像機的匹配。虛擬場景建立后，就不能再移動各個攝像機的位置。該技術(shù)產(chǎn)生的形式還原度極其高。

真三維虛擬場景是以三維虛擬場景生成的形式建立模型，可以在具體操作過程中實現(xiàn)鏡頭移動、運動參數(shù)的一致性。該種虛擬場景生成方式的操作不會受到諸多約束。

預生成三維和真三維兩種形式的區(qū)別在于是否可以實時讀取、渲染場景源文件。預生成三維生成虛擬場景的方式無需過多復雜的步驟，而真三維則需要燈光調(diào)試等操作的支持，正因如此，也使得真三維生成虛擬場景的功能更多。在場景設(shè)計過程中，預生成三維通過采用前后景合成法，可以有效防止場景設(shè)計受到其他條件的限制，進而設(shè)計出更好的場景。真三維主要是實時渲染場景源文件，場景效果的好壞極易受到計算機配置等方面的影響。所以通過對比上述兩種方式可發(fā)現(xiàn)，預生成三維適用于制作時間短、實效性高的節(jié)目，而真三維則適用于視覺效果和靈活性強的節(jié)目。

2.5 色鍵合成技術(shù)

前景圖像與虛擬背景合成后就是虛擬演播室錄制的畫面，其中使用的就是傳統(tǒng)色鍵合成技術(shù)。利用計算機可以制作虛擬演播室色鍵合成技術(shù)中的背景畫面。拍攝實時畫面的前景攝像機需要同時兼顧拍攝和背景畫面控制工作。虛擬演播室色鍵合成技術(shù)可以通過改善傳統(tǒng)色鍵技術(shù)，實現(xiàn)攝像機和背景同步運動的目標[5]。

3 縣級電視臺應用虛擬演播室技術(shù)的必要性

虛擬演播室技術(shù)在電視制作領(lǐng)域頗具代表性，對比傳統(tǒng)的演播室而言，其所使用的技術(shù)更先進，且創(chuàng)作空間也更多。主持人或演員站在諸如藍箱的房間里，由前景攝像機對其進行拍攝，鏡頭里的運動情況就會同步在由計算機創(chuàng)建的虛擬背景中。虛擬演播室具有實時摳像等技術(shù)特點，使得電視節(jié)目制作者開始加強對其的關(guān)注和重視。

3.1 節(jié)約節(jié)目制作成本

對于大部分節(jié)目制作單位來講，同一個演播室需要進行新聞類、訪談類、生活服務(wù)類等多種節(jié)目，因為節(jié)目之間存在差別，所以布景、道具的安排均要符合節(jié)目的要求。然而，因為制作經(jīng)費及周期等方面的約束，要想實現(xiàn)“一節(jié)目一演播室”的資源配置目標，存在非常大的難度。對此，相關(guān)部門必須將更多的心思放在場景的布置上。虛擬演播室使用三維虛擬場景制作節(jié)目，因此加快了制作的速度，并有效減少了節(jié)目制作成本的支出。一般地，計算機制作虛擬背景需要4天左右的時間，這樣一來，使用虛擬演播室，可以實現(xiàn)24小時內(nèi)錄制多個不同場景的節(jié)目。不但如此，虛擬演播室能夠完成一般電視節(jié)目所需的場景，即使是非常小的演播室，也可以營造出大場景的視覺效果，顯著提高了空間利用率。

3.2 增強節(jié)目的視覺效果與傳播信息的能力

虛擬演播室技術(shù)的應用，可以讓整個節(jié)目的畫面不再單一，而且能夠立體展現(xiàn)節(jié)目中著重突出的內(nèi)容，創(chuàng)造出強大的視覺效果。同時，節(jié)目中虛擬場景的展現(xiàn)，可以突出節(jié)目內(nèi)容的重點，以此更好地還原整個事件的過程，提高節(jié)目傳播信息的能力。

3.3 貼合受眾的心理需求

虛擬演播室技術(shù)不但可以為受眾提供信息，還能夠豐富視覺效果，以更形象的方式展示晦澀難懂的語言和專業(yè)的理論，這樣方便受眾更直觀地了解節(jié)目內(nèi)容，并深化其對節(jié)目內(nèi)容的理解，讓受眾在獲取信息的同時，還可以得到視覺上的沖擊。

3.4 節(jié)目制作創(chuàng)意無限

傳統(tǒng)演播室在搭建和布置演播室的過程中，很容易扼殺節(jié)目制作者的想法。而采用虛擬演播室制作節(jié)目，則可以充分發(fā)揮節(jié)目制作者的想象力和創(chuàng)造力。在并不大的演播室空間里，制作者可以依照節(jié)目內(nèi)容的實際需要，讓所想象出來的“金點子”可以被觀眾看到，進而提高節(jié)目質(zhì)量。虛擬演播室技術(shù)能夠讓制作者在并不是非常大的空間里創(chuàng)造出盛大的場面，讓節(jié)目創(chuàng)作更具新意，給觀眾帶來不一樣的體驗。

4 縣級電視臺虛擬演播室技術(shù)的應用

4.1 應用前景

由于國家、省級等上級電視媒體在資金、技術(shù)、人才等方面的條件明顯優(yōu)于縣級電視臺，使得縣級電視臺的播報內(nèi)容和形式根本無法引起受眾的關(guān)注。久而久之，就會使得縣級電視臺出現(xiàn)收視慘淡的情況。對此，縣級電視臺需要盡早調(diào)整和改變電視播報的內(nèi)容和形式，引進更多相關(guān)行業(yè)的優(yōu)秀人才，打破如今縣級電視臺發(fā)展面臨的種種困境，改善不足，發(fā)揚優(yōu)勢，并根據(jù)當?shù)卣谓?jīng)濟發(fā)展的走勢及觀眾的需要，走出一條具有特色的電視傳媒發(fā)展之路。

4.2 應用技術(shù)

現(xiàn)如今，一些縣級電視臺應用的技術(shù)包括正版非編字幕軟件、高清非編等，以此達到評分和統(tǒng)計文稿的目標。48口萬兆交換機、SAS硬盤、高清音視頻延時器等設(shè)備，實現(xiàn)演播室電視主播、互動功能等，提高制作節(jié)目的質(zhì)量。隨著虛擬技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，虛擬技術(shù)的應用范圍也在日益擴大。電視行業(yè)開始積極致力于虛擬演播室的發(fā)展，該技術(shù)的飛速發(fā)展，對我國影視技術(shù)有著明顯的推動作用。

4.3 應用案例

近年來，虛擬演播室系統(tǒng)開始被頻繁應用于新聞節(jié)目，究其原因，主要是因為采用虛擬數(shù)字技術(shù)能夠精準記錄新聞事件。正是有了虛擬數(shù)字技術(shù)的加持，新聞事件才能夠還原當時的場景，能夠非常清楚地交代出故事，并且畫面質(zhì)量比較好，有效提高了新聞報道事件的真實性。在新聞采訪的過程中應用虛擬技術(shù)，可以實現(xiàn)主持人與記者的實時互動，當記者拍攝未及時傳回現(xiàn)場畫面時，虛擬數(shù)字技術(shù)就能夠?qū)⒂浾呙枋龅沫h(huán)境、事發(fā)過程制作成虛擬圖像，實現(xiàn)觀眾收到畫面的同步性，提高了節(jié)目的效果。另外，人物訪談節(jié)目也可使用虛擬演播室技術(shù)，比如，可以將場景畫面進行裝飾，添置具有觀賞性的植物及擺設(shè)，這樣就可以讓電視臺錄影棚在進行人物訪談節(jié)目時的畫面更具協(xié)調(diào)性，以此避免主持人與被訪對象出現(xiàn)緊張的心理。

5 結(jié) 語

隨著新媒體技術(shù)的發(fā)展，虛擬技術(shù)有了明顯的進步，這讓虛擬電視演播系統(tǒng)憑借自身的優(yōu)勢在電視行業(yè)中得到了廣泛的應用，并且受到相關(guān)人士的關(guān)注。縣級電視臺是我國電視媒體行業(yè)不可或缺的一環(huán)，縣級電視臺應用虛擬演播室系統(tǒng)，可以提高節(jié)目的質(zhì)量，吸引更多觀眾的關(guān)注，為縣級電視臺的更好發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。