全景攝像機和VR 技術在電視節目演播室制作環節的應用

劉永軍，王方圓，李 杰

（青島市廣播電視臺，山東 青島 266071）

1 演播室制作

1.1 演播室制作概述

演播室制作，顧名思義，就是指視頻節目在演播室環節對主持人、嘉賓、大屏展示和視頻成片等環節的拍攝切換。當前，傳統電視及自媒體節目在拍攝制作過程中，視頻采集、制作手段已經相當成熟。電視及新媒體從業者已能熟練運用各類攝像機，布置燈光及舞美，對人、物、大屏等內容進行拍攝，經過切換臺和調音臺或更簡便的一體機處理，將音視頻編輯成片，制作成一個整體節目。

1.2 演播室制作的發展

隨著近年來網絡視頻的快速發展，一大批自媒體涌現，代表著傳統演播室制作技術廣泛普及。這必然激勵新技術的開發和應用，繼續豐富傳統電視節目的內容和形式，繁榮電視文化。

隨著電視技術的不斷發展，節目制作工程中融入了在線包裝技術，搖臂或軌道機器人的自動追蹤技術，以及兩者結合而來的虛擬跟蹤技術。這些技術的應用，極大地提升了演播室制作環節的畫面內容和拍攝效果，使畫面展示能力實現了質的突破。傳統演播室搖臂畫面如圖1 所示，其中搖臂機器人作為自動攝像機位補充。

圖1 傳統演播室搖臂畫面

1.3 電視節目特定內容制作表現力不足之處

當前演播室制作中，大屏幕的展示內容大多是事先制作好的視頻成片，而一些連線訪談類節目則采用實時連線信號投映上屏。從新聞到廣告，從體育賽事直播到自媒體帶貨，這種制作方式已得到廣泛應用。然而，隨著日常科普類訪談和廣告等節目演播室制作的日益熟悉，節目制作人員逐漸發現了大量內容展示方面的不足。例如，在手術科普類節目中，展示手術現場畫面時，無論是直播連線還是播放視頻成片，畫面內容都存在一定的限制。雖然這類節目在大屏幕展示時不需要特別豐富花哨的畫面效果，但是需要將鏡頭及時準確地貼近主持人、嘉賓訪談內容以及觀眾的興趣點。然而，現實中很難做到展示內容與訪談內容完美契合同步，從而導致手術講解的準確性和自然性受到影響。

2 全景攝像機和VR 技術

2.1 全景攝像機概述

早期的全景攝像機主要用于實現大范圍無死角監控。隨著攝像機鏡頭和存儲技術的發展以及設備的輕量化，全景攝像機的專業化應用成為可能。現如今，全景攝像機能夠滿足對固定點位的廣角鏡頭周圍進行大范圍無死角的影像內容捕捉需求[1]，能夠以廣角鏡頭的方式捕捉到更廣闊的視野，并將獲取的數據合成為一個完整的全景圖像。

傳統的攝像機通常只能捕捉到有限的畫面范圍，需要通過移動攝像機或者使用廣角鏡頭來獲得更廣闊的視角。而全景攝像機能夠一次性捕捉到較大范圍的畫面，并將其呈現出來，使得觀眾可以在觀看時感受到更為真實和沉浸式的視覺體驗，同時能更好地了解被拍攝場景的全貌。借助全景攝像機實現更生動、立體的視聽體驗，展現出了全景攝像機的巨大潛力和廣泛應用的可能性。

2.2 VR 概述

虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術是20 世紀發展起來的一項全新的實用技術，基于計算機技術的交互式體驗，通過模擬虛擬環境并將用戶沉浸其中，讓用戶感覺好像身臨其境。VR 技術可以在顯示設備上呈現某一角度中鏡頭的內容，并可以根據用戶需求和喜好自由調整可視角度。傳統的視聽媒體只能提供有限的參與感，而VR 則能夠讓人們完全沉浸在一個虛擬的環境中。近年來，隨著攝像鏡頭技術、網絡帶寬和顯示技術的提升，VR 技術日趨完善成熟，已經頗具實用性。

3 全景攝像機和VR 技術在電視節目演播室制作中的協同應用

3.1 全景攝像機和VR 技術的結合方式

為了滿足手術科普類節目中展示手術現場畫面的需求，近年來，演播室逐步引入了逐漸成熟的全景攝像機和VR 技術。結合這兩項技術，可以實現對手術現場有效鏡頭的自由取用。由于是“自由取用”，可以滿足此類節目制作中對現場鏡頭的“精準”需求。

使用全景攝像機，能夠實時捕捉手術現場的全景畫面，并將其投射到大屏幕上，讓觀眾能夠身臨其境地觀看手術過程，不僅使手術科普類節目的展示內容與訪談內容更加契合，也提升了觀眾的參與感和體驗感。通過實時捕捉手術過程并將其展示在大屏幕上，觀眾能夠更清楚地理解手術步驟和操作技巧，也能夠更好地與主持人和嘉賓互動，提出問題或提供意見，并結合專家的講解，突出這類特定節目的專業性和科普性，大大提升節目的效果。

3.2 全景攝像機和VR 技術在電視節目演播室制作中的應用案例

《手術現場直擊》是青島市廣播電視臺一檔結合手術現場錄像和演播室講解的醫療服務類電視專題節目，在第五演播室制作，真實記錄了先進醫療技術和手術救治的過程。技術人員通過與欄目制片人的溝通交流，利用VR 技術，共同推動《手術現場直擊》節目的成功改版，以新技術創新提升節目的播出效果，顯著增加節目的服務價值。改版后的節目中，專家參照實時VR 影像講解手術過程的環節，如圖2 所示。

圖2 改版后的《手術現場直擊》節目畫面

節目拍攝過程中，手術室內架設全景攝像機，采集整個手術過程中病人周圍的全景畫面，省去了攝像人員在手術室這樣的特定場所中的位置安排，間接消除了安全隱患[2]。通過使用VR 技術和信號遠程無線傳輸設備，將手術室內的實時畫面以視頻直播的形式投映在演播室大屏上，供主持人和嘉賓（醫科專家）自由選擇所需的有效區域。采用每秒30 幀的8K VR 攝像解決了手術室內常規鏡頭拍攝無法重錄和補鏡頭的問題。對于特殊性質的手術，也可以通過全景攝像機和儲存設備提前錄制手術過程，然后在演播室制作展示和講解環節中以成片的形式供VR 設備調取所需畫面，再投映到大屏幕上。

3.3 全景攝像機與電視節目制作結合的限制

在電視臺演播室制作環節中應用全景攝像機和VR 技術后，為了進一步結合全景攝像機與現有的拍攝和信號傳輸設備，可使用信號遠程無線傳輸設備實現從大屏幕中的“VR 錄播”到“VR 直播連線”的轉變。然而，由于全景攝像機在視頻制作領域的功能限制，其只能拍攝記錄空間內某一點周圍的全景影像[3]。由于光沿直線傳播的屬性，必然導致目標物體的遮擋，意味著在攝像機前面架設的攝像機無法拍攝到遮擋物體后面的畫面，實際上難以實現所期望的完全“全景”拍攝。

另外，由于拍攝鏡頭和成像設備的成本和技術限制，此種方式的顯示效果很難像平面畫面一樣達到1 080 p 和4K 超高清的水平。例如，全景攝像機可以實現4K 或8K 甚至更高的成像能力，但實際上當將其投射到演播室的大屏幕上時，只能展示其中很小的角度，分辨率可能不足1 080 p。而現在的演播室大屏幕規格比以前有了很大的提升，不同設備的技術水平不同步，造成大家對所需內容的期望與實際展示結果不匹配。當前，電視技術正在發展，4K 超高清已成為趨勢并逐漸普及，“木桶效應”會放大這些短板，使其難以完美達到期望。

4 全景攝像機和VR 技術在演播室制作中的潛在應用及展望

4.1 全景攝像機和VR 技術與其他技術結合彌補當前不足

如今，全景攝像機和VR 技術剛剛開始在日常節目制作中得到應用，盡管存在技術限制導致的不足，但幸運的是技術正在不斷發展，需求的推動會帶來進步。未來，全景攝像機技術不斷專業化，將逐漸滿足要求。隨著自動搖臂或軌道機器人變得更加輕量化和小型化，接下來還可以將全景攝像機與自動機器人相結合，實現在演播室內對手術現場鏡頭的推拉和搖動控制[4]。此外，全景攝像機和VR技術不僅僅局限于手術類節目，還可以應用于體育賽事、旅游、交通、科考及直播銷售等各種類型的電視節目和自媒體內容。這些節目的共同點是需要靈活和精準的視角，這些技術的應用對于傳統演播室節目制作是一次重大革新，也為未來新節目形式的發展開辟了思路。

4.2 VR 在其他方向電視節目和自媒體內容的應用

在傳統的VR 攝像技術基礎上，技術人員進一步增強包裝制作，擴大增強現實（Augmented Reality，AR）+VR 的應用范圍。以“青稞VR 博物館制作”項目為例，前期使用高精度單反相機進行拍攝，相比全景攝像機在成片質量上表現更加出色，后期圖像處理能夠高度還原真實場景。借助網絡云平臺，素材從西藏傳回青島市廣播電視臺內進行精修制作，歷時10天完成了VR場景高動態范圍（High Dynamic Range，HDR）圖片的合成和修整制作，50 張VR 圖片的制作以及300 多張圖片的熱點修整制作；使用C4D和RC等軟件進行了10件3D建模、17 件環境物展示和2 件場景沙盤制作，完成數字博物館建設項目內容制作部分。

與常用的VR 攝像機相比，這種方法提高了1 ～2 倍的分辨率，并通過人工智能（Artificial Intelligence，AI）去噪和銳化技術增加了場景圖片展示的細節[5]。通過制作圖文、視頻、音頻、模型等熱點來豐富場景表現形式，結合3D 環物和AR 互動展示，以高效、快速、低成本的方式搭建云端在線的VR 全景博物館。VR 遠程也能逛文博，打造館藏與游客之間的元宇宙溝通橋梁，促進了文化普及和傳播。

5 結語

從目前的實踐效果來看，全景攝像機與VR 技術在某些特定類型的節目中完全有發展的潛力。盡管新技術的融合尚處于起步階段，但使用者都已經找到了思路和方向。新技術千變萬化，如何將看似不相關的新技術應用于自身領域，開發新技術的潛在作用，創造新的技術需求，以及將新技術與舊設備結合使用，這些都是技術工作者需要思考的問題。拓寬視野，虛心接受，充分發揮，放飛想象，這不僅是廣播電視行業，也是社會各行各業所需要的素質。