智能“機(jī)器人”拍攝裝備對(duì)影視領(lǐng)域的影響及前景

劉 進(jìn)

（貴州廣播電視臺(tái)，貴州 貴陽(yáng) 550002）

0 引言

智能“機(jī)器人”拍攝裝備是指利用人工智能技術(shù)進(jìn)行自主控制和操作的攝影設(shè)備，可以通過(guò)預(yù)先設(shè)定的程序或?qū)崟r(shí)指令來(lái)執(zhí)行各種拍攝任務(wù)。隨著科技的不斷發(fā)展，智能“機(jī)器人”拍攝裝備逐漸成為影視領(lǐng)域的新寵。這些裝備以高效、靈活、精準(zhǔn)的特性，為影視制作帶來(lái)了重大變革。通過(guò)深入探討智能“機(jī)器人”拍攝裝備對(duì)影視領(lǐng)域的影響及發(fā)展前景，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究和實(shí)踐提供參考[1]。

1 智能“機(jī)器人”拍攝裝備概述

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)與特點(diǎn)

智能“機(jī)器人”拍攝裝備集合多種高科技手段，具有自主導(dǎo)航、智能識(shí)別、精準(zhǔn)控制等特點(diǎn)，能夠在復(fù)雜環(huán)境中高效拍攝[2]。近年來(lái)，智能化無(wú)人拍攝理念成為新型視頻制作領(lǐng)域的科技新理念，演播室已經(jīng)出現(xiàn)集群化攝像機(jī)器人產(chǎn)品，結(jié)合自動(dòng)錄制、遠(yuǎn)程拍攝、虛擬現(xiàn)實(shí)等形成多攝像機(jī)位集控化解決方案，改變以往低效視頻的生產(chǎn)形式，形成更高效、更環(huán)保、更智能的畫(huà)面運(yùn)動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)。

系統(tǒng)架構(gòu)通常包括以下6 個(gè)技術(shù)板塊。第一，空間運(yùn)動(dòng)技術(shù)。通過(guò)球面運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、伸縮運(yùn)動(dòng)、升降運(yùn)動(dòng)、水平運(yùn)動(dòng)等精準(zhǔn)控制攝像機(jī)器人的軌跡，確保平穩(wěn)、精準(zhǔn)、安靜的錄制需求。第二，虛擬跟蹤技術(shù)。基于攝像機(jī)器人系統(tǒng)坐標(biāo)，利用傳感數(shù)據(jù)精確跟蹤拍攝物體或虛擬物體的定位與姿態(tài)。第三，智能跟拍技術(shù)。利用人工智能（Artificial Intelligence，AI）人體運(yùn)動(dòng)輪廓及人臉識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下攝像機(jī)對(duì)拍攝對(duì)象的自動(dòng)跟蹤和自動(dòng)構(gòu)圖。第四，增穩(wěn)云臺(tái)技術(shù)。利用大扭力直驅(qū)無(wú)刷電機(jī)和三軸陀螺儀開(kāi)發(fā)增穩(wěn)云臺(tái)系統(tǒng)，確保在運(yùn)動(dòng)中拍攝出平穩(wěn)的畫(huà)面[3]。第五，鏡頭控制技術(shù)。提供一套完整的閉環(huán)解決方案，通過(guò)遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)化控制鏡頭實(shí)現(xiàn)輸出跟蹤數(shù)據(jù)的功能。第六，集控系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)軟件集控平臺(tái)，控制多種運(yùn)動(dòng)軌跡的攝像機(jī)器人進(jìn)行協(xié)作拍攝，實(shí)現(xiàn)多機(jī)位協(xié)同拍攝環(huán)境。

1.2 拍攝裝備分類

智能“機(jī)器人”拍攝裝備主要分為以下8 類。第一，軌道攝像機(jī)器人。主要用于平滑移動(dòng)鏡頭的拍攝場(chǎng)景，如電影和電視節(jié)目。第二，遠(yuǎn)程遙控云臺(tái)。能夠進(jìn)行多角度、高精度拍攝，適用于新聞報(bào)道和體育賽事直播。第三，智能伸縮塔。根據(jù)拍攝需求調(diào)整高度，適用于建筑和風(fēng)景拍攝。第四，重型陀螺儀自穩(wěn)云臺(tái)。保持?jǐn)z像機(jī)穩(wěn)定，適用于無(wú)人機(jī)和無(wú)人車拍攝。第五，多維運(yùn)動(dòng)伸縮搖臂。實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的多角度拍攝，適用于大型舞臺(tái)、賽事和影視劇拍攝。第六，虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）跟蹤攝像機(jī)器人。適用于VR虛擬內(nèi)容制作，捕捉高質(zhì)量圖像。第七，AI 人體跟蹤。能夠自動(dòng)跟蹤目標(biāo)，適用于直播和視頻會(huì)議。第八，機(jī)器人協(xié)作集控操作系統(tǒng)。統(tǒng)一管理多個(gè)機(jī)器人設(shè)備，適用于大型綜合性演播室和多區(qū)場(chǎng)景[4]。

2 智能“機(jī)器人”拍攝裝備的優(yōu)勢(shì)

2.1 高效性

智能“機(jī)器人”拍攝裝備能夠自動(dòng)跟蹤目標(biāo)，快速調(diào)整拍攝角度和焦距，可以在短時(shí)間內(nèi)完成大量的拍攝任務(wù)，減少人力成本和時(shí)間成本。

2.2 靈活性

智能“機(jī)器人”拍攝裝備可以在復(fù)雜的環(huán)境下進(jìn)行拍攝，為電視節(jié)目制作帶來(lái)更多的創(chuàng)意空間。

2.3 精準(zhǔn)性

智能“機(jī)器人”拍攝裝備具備高精度的定位和導(dǎo)航系統(tǒng)，確保拍攝畫(huà)面的穩(wěn)定性和清晰度，可以通過(guò)精確的控制和操作來(lái)保證拍攝質(zhì)量。

可見(jiàn)，智能“機(jī)器人”拍攝裝備具有顯著優(yōu)勢(shì)，能夠適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，廣泛應(yīng)用于電視臺(tái)演播室、影視擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（Extended Reality，XR）、VR 圖像創(chuàng)作、元宇宙科幻類項(xiàng)目視頻錄制、智慧醫(yī)療、教育裝備以及網(wǎng)絡(luò)視頻等新型視聽(tīng)制作領(lǐng)域。該裝備利用人工智能代替?zhèn)鹘y(tǒng)攝像師，精準(zhǔn)重現(xiàn)運(yùn)動(dòng)畫(huà)面軌跡，自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤主持人，自動(dòng)跟蹤靜止物體如播報(bào)臺(tái)、屏幕和虛擬畫(huà)面物體，提供空間跟蹤數(shù)據(jù)，完成穩(wěn)定畫(huà)面錄制。與多人團(tuán)隊(duì)拍攝相比，智能“機(jī)器人”拍攝裝備能夠提升視頻智能化水平和藝術(shù)品質(zhì)，降低不穩(wěn)定性，整合VR 圖像和真實(shí)圖像，滿足新型數(shù)字視頻制作形式如動(dòng)作捕捉技術(shù)、虛擬制作、元宇宙和數(shù)字人等，大幅提高錄制效率。

3 智能“機(jī)器人”拍攝裝備在影視領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1 在大型綜藝節(jié)目和體育賽事中的應(yīng)用

智能“機(jī)器人”拍攝裝備因具有隱蔽性和靈活性的特點(diǎn)，在大型綜藝節(jié)目制作中發(fā)揮著重要作用。例如，在大型綜藝節(jié)目中，遙控軌道機(jī)器人通過(guò)定義運(yùn)動(dòng)軌跡、速度、機(jī)位等參數(shù)進(jìn)行編程，發(fā)出指令后無(wú)須人工輔助，自動(dòng)進(jìn)行平穩(wěn)精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)，快速捕捉舞臺(tái)、觀眾席等各個(gè)角度的精彩瞬間，為節(jié)目增添了視覺(jué)沖擊力。同時(shí)，伸縮式搖臂機(jī)器人和移動(dòng)滑軌組合可以靈活移動(dòng)到各個(gè)拍攝點(diǎn)位，實(shí)現(xiàn)多角度、多視點(diǎn)的拍攝，視覺(jué)元素豐滿，鏡頭精彩且具有震撼效果。例如：在《中國(guó)好聲音》節(jié)目錄制中，編導(dǎo)采用大量的“機(jī)器人”裝備實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜運(yùn)動(dòng)鏡頭的調(diào)度，提高了節(jié)目的觀賞性；在奧運(yùn)會(huì)體育賽事中，軌道機(jī)器人近距離高速跟拍捕捉運(yùn)動(dòng)員百米沖刺的精彩瞬間，為觀眾帶來(lái)身臨其境的觀賽體驗(yàn)；水下機(jī)器人在水下拍攝游泳、潛水等項(xiàng)目的比賽過(guò)程，為觀眾展現(xiàn)出獨(dú)特的水下視角。

3.2 在演播室中的應(yīng)用

在演播室中，智能“機(jī)器人”拍攝裝備同樣發(fā)揮著重要作用。在新聞演播室中，自動(dòng)追蹤拍攝是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，智能“機(jī)器人”拍攝裝備可以通過(guò)先進(jìn)的軟件計(jì)算視覺(jué)技術(shù)和傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)追蹤拍攝。當(dāng)主持人或嘉賓進(jìn)入鏡頭時(shí)，智能“機(jī)器人”拍攝裝備會(huì)自動(dòng)調(diào)整角度和焦距，確保畫(huà)面清晰、穩(wěn)定。此外，智能“機(jī)器人”拍攝裝備還可以通過(guò)傳感器技術(shù)和控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障拍攝。當(dāng)障礙物出現(xiàn)在鏡頭前時(shí)，該裝備會(huì)自動(dòng)調(diào)整角度和位置，確保畫(huà)面不受影響[5]。

軌道機(jī)器人裝置穿梭于各個(gè)角落，能夠捕捉主持人和嘉賓的精彩瞬間。搖臂機(jī)器人能夠進(jìn)行大空間的運(yùn)鏡拍攝，呈現(xiàn)多角度、多視點(diǎn)的拍攝效果。例如，鳳凰衛(wèi)視新聞演播室利用先進(jìn)的無(wú)軌式行走機(jī)器人攝像機(jī)，無(wú)人攝像機(jī)能夠按照流程自動(dòng)尋找點(diǎn)位，整個(gè)演播室看上去更加整潔干凈，這些裝備的應(yīng)用為演播室制作提供了更多的創(chuàng)意和可能性。

3.3 在外場(chǎng)多機(jī)位現(xiàn)場(chǎng)制作中的應(yīng)用

智能“機(jī)器人”拍攝裝備結(jié)合平移傾斜變焦（Pan Tilt Zoom，PTZ）攝像機(jī)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制與信號(hào)傳輸，實(shí)現(xiàn)多機(jī)位協(xié)同工作，由2 ～5人在導(dǎo)播中心控制多臺(tái)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，實(shí)時(shí)傳回的畫(huà)面供導(dǎo)播切換。這種制作模式提高了工作效率，節(jié)省了人力成本，確保了制作質(zhì)量，對(duì)于戶外體育賽事、音樂(lè)會(huì)、真人秀等節(jié)目的錄制起到非常大的作用，可以充分應(yīng)用于《奔跑吧兄弟》《國(guó)樂(lè)大典》等類型的節(jié)目制作中。

3.4 在電影及廣告制作中的應(yīng)用

隨著影視領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)拍攝效率和作品質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。智能“機(jī)器人”拍攝裝備的出現(xiàn)為影視領(lǐng)域帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，目前在電影、電視劇、紀(jì)錄片和廣告等制作領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。該裝備可以自動(dòng)完成一些煩瑣的拍攝任務(wù)，如調(diào)整攝像機(jī)角度、控制光圈、焦距等，大大節(jié)省了人力資源，從而提高了拍攝效率，還可以在極端環(huán)境下進(jìn)行拍攝，降低了拍攝難度和成本。智能“機(jī)器人”拍攝裝備可以完成一些傳統(tǒng)拍攝方式難以實(shí)現(xiàn)的拍攝任務(wù)，如高速運(yùn)動(dòng)、微距拍攝等，為影視作品帶來(lái)更豐富的視覺(jué)效果和更高的質(zhì)量。例如，在電影《阿凡達(dá)》的拍攝中，導(dǎo)演使用了先進(jìn)的動(dòng)作捕捉技術(shù)和智能“機(jī)器人”拍攝裝備，實(shí)現(xiàn)了一些復(fù)雜的特效運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景，如飛行、戰(zhàn)斗等宏大場(chǎng)面，給觀眾帶來(lái)身臨其境的震撼效果。這些復(fù)雜運(yùn)動(dòng)鏡頭場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)不僅提高了電影的觀賞性，也為電影制作帶來(lái)了更多可能性。

另外，智能“機(jī)器人”拍攝裝備還可以與XR 技術(shù)結(jié)合，采用位置坐標(biāo)傳感技術(shù)實(shí)時(shí)生成攝像機(jī)鏡頭運(yùn)動(dòng)的軸向數(shù)據(jù)，并通過(guò)Free-D 協(xié)議將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)，使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)、虛擬現(xiàn)實(shí)引擎、傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的融合，可以為觀眾呈現(xiàn)更加沉浸式的觀感體驗(yàn)。例如，《星球大戰(zhàn)》系列電影一直使用智能“機(jī)器人”拍攝裝備，導(dǎo)演們利用該裝備實(shí)現(xiàn)了一些復(fù)雜的特效場(chǎng)景，如太空戰(zhàn)斗、飛行器等。又如，某豪華汽車品牌廣告的宣傳片拍攝利用虛擬成像技術(shù)，合成后的汽車呈現(xiàn)出跨越山海、馳騁沙漠的寫(xiě)意畫(huà)面，美輪美奐，氣勢(shì)宏大。

綜上所述，智能“機(jī)器人”拍攝裝備在影視領(lǐng)域中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，為影視制作帶來(lái)更多的創(chuàng)新和可能性。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，智能“機(jī)器人”拍攝裝備將會(huì)在未來(lái)發(fā)揮更加重要的作用，為影視制作帶來(lái)更多的驚喜和突破。

4 智能“機(jī)器人”拍攝裝備對(duì)影視領(lǐng)域的影響

4.1 提高拍攝效率和畫(huà)質(zhì)

智能“機(jī)器人”拍攝裝備的運(yùn)用可以極大地提高拍攝效率和鏡頭質(zhì)量。通過(guò)自主導(dǎo)航和智能識(shí)別功能，該裝備可以在復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行高效的拍攝工作。同時(shí)，還可以提高拍攝的準(zhǔn)確性和效率，避免因人為因素導(dǎo)致的錯(cuò)誤。高精度、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)使得拍攝效果更加出色，提高了作品的藝術(shù)性和觀賞性。

4.2 降低成本和提高經(jīng)濟(jì)效益

使用智能“機(jī)器人”拍攝裝備可以降低人力成本和設(shè)備成本。在傳統(tǒng)的拍攝過(guò)程中，需要大量人員進(jìn)行布景、攝影、后期制作等工作。使用智能“機(jī)器人”拍攝裝備可以減少人力投入，降低人力成本。同時(shí)，由于這些裝備具有高精度、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，可以減少設(shè)備損耗和維護(hù)成本，有助于提高影視制作的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

4.3 創(chuàng)新拍攝手法和創(chuàng)作空間

智能“機(jī)器人”拍攝裝備具有靈活性和可操作性，可以創(chuàng)新傳統(tǒng)的拍攝手法和創(chuàng)作空間。例如：無(wú)人機(jī)航拍可以提供獨(dú)特的視角和視覺(jué)效果；地面機(jī)器人和移動(dòng)攝影車可以創(chuàng)造出更加豐富的鏡頭語(yǔ)言；水下機(jī)器人可以捕捉水下場(chǎng)景的精彩瞬間。這些創(chuàng)新的手法為影視制作帶來(lái)更多的可能性，提高了作品的藝術(shù)性，同時(shí)也為導(dǎo)演和制片組提供了更多的創(chuàng)作空間和靈感來(lái)源。

5 智能“機(jī)器人”拍攝裝備的未來(lái)發(fā)展前景

5.1 更加智能化和自主化

隨著AIGC 技術(shù)的不斷迭代演進(jìn)，智能“機(jī)器人”拍攝裝備將更加智能化和自主化。未來(lái)，此類裝備將具備更強(qiáng)的自主導(dǎo)航、智能識(shí)別和決策能力，能夠更加高效、精準(zhǔn)地完成拍攝工作，而且可以通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)拍攝對(duì)象的自動(dòng)識(shí)別和跟蹤。在演播室無(wú)人攝像中，這項(xiàng)技術(shù)可以幫助編導(dǎo)在復(fù)雜的場(chǎng)景中準(zhǔn)確捕捉到目標(biāo)對(duì)象，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)拍攝。同時(shí)，這些裝備還將具備更高的自主性，能夠在復(fù)雜的環(huán)境中自主決策、自動(dòng)生成拍攝腳本，執(zhí)行各種復(fù)雜景別的操作。此外，智能“機(jī)器人”拍攝裝備可以根據(jù)拍攝場(chǎng)景和目標(biāo)對(duì)象，自動(dòng)調(diào)整鏡頭的焦距、光圈、快門(mén)和景別等參數(shù)，以獲得最佳的拍攝效果。由于此類裝備具備高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性等特點(diǎn)，適用于電影、電視、廣告及游戲等多個(gè)領(lǐng)域。

5.2 多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景

隨著技術(shù)的普及和成本的降低，智能“機(jī)器人”拍攝裝備有望進(jìn)入融媒體網(wǎng)絡(luò)直播平臺(tái)節(jié)目制作中，如農(nóng)產(chǎn)品異地多點(diǎn)連線直播帶貨、群眾體育文化“村超”“村BA”現(xiàn)場(chǎng)直播、鄉(xiāng)村民俗旅游真人秀節(jié)目等。更多輕量化、網(wǎng)際互連協(xié)議（Internet Protocol，IP）化、智能化的拍攝裝備被運(yùn)用到該制作領(lǐng)域，利用第五代移動(dòng)通信技術(shù)切片信號(hào)傳輸、遠(yuǎn)程控制、AI 云制作技術(shù)實(shí)現(xiàn)便捷、快速、高效、優(yōu)質(zhì)的節(jié)目制作。

5.3 跨界融合與創(chuàng)新發(fā)展

智能“機(jī)器人”拍攝裝備將應(yīng)用于更多的領(lǐng)域和場(chǎng)景。例如：與VR 技術(shù)的結(jié)合，可以創(chuàng)造出更加沉浸式的觀影體驗(yàn)；與游戲產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，可以為游戲制作提供更加真實(shí)和生動(dòng)的視覺(jué)效果；在醫(yī)療和教育領(lǐng)域，可以使用該裝備進(jìn)行遠(yuǎn)程醫(yī)療、教學(xué)影像的采集和傳輸，為人們提供更加便捷和高效的服務(wù)；在新能源汽車智能制造工業(yè)化生產(chǎn)中，該裝備作為視覺(jué)監(jiān)測(cè)的重要手段之一，將流水線工況實(shí)時(shí)傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)處理中心，提高整車裝配質(zhì)量品控；在城市規(guī)劃領(lǐng)域，可以使用地面機(jī)器人進(jìn)行城市環(huán)境的監(jiān)測(cè)和拍攝；在軍事領(lǐng)域，可以使用水下機(jī)器人進(jìn)行水下目標(biāo)的偵查和拍攝；在煤礦、化工、冶金、消防等應(yīng)用場(chǎng)景的拓展，將進(jìn)一步推動(dòng)智能“機(jī)器人”拍攝裝備的跨界融合與創(chuàng)新，為影視領(lǐng)域的發(fā)展注入新的活力和動(dòng)力。

6 結(jié)語(yǔ)

智能“機(jī)器人”拍攝裝備的應(yīng)用提高了拍攝效率和質(zhì)量，降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)了影視領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為影視領(lǐng)域帶來(lái)了深遠(yuǎn)的影響和廣闊的發(fā)展前景。未來(lái)，隨著科技的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展，智能“機(jī)器人”拍攝裝備將更加智能化和自主化，從而應(yīng)用于更多領(lǐng)域和場(chǎng)景，促進(jìn)跨界融合與創(chuàng)新，為影視領(lǐng)域的發(fā)展注入新的活力和動(dòng)力。