（湖南廣播電視臺(tái)制作調(diào)度中心虛擬技術(shù)科，湖南 長沙 410003）

虛擬演播技術(shù)可謂是電視制作中的一次革命性創(chuàng)新。在實(shí)際的電視制作中，通過對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，不僅能夠有效提升電視節(jié)目制作的質(zhì)量，而且能夠在一定程度上降低電視節(jié)目制作的成本，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)電視、電影行業(yè)的發(fā)展有著非常大的促進(jìn)作用。因此，在當(dāng)前電視節(jié)目制作中，應(yīng)注重對(duì)虛擬演播技術(shù)進(jìn)行靈活應(yīng)用，以此來提升和優(yōu)化電視節(jié)目質(zhì)量，從而讓電視節(jié)目擁有更高的競爭力。

一、虛擬演播技術(shù)的概念及原理

虛擬演播技術(shù)實(shí)質(zhì)上指的是將演播室真實(shí)拍攝的畫面與計(jì)算機(jī)虛擬制作的場景進(jìn)行結(jié)合的一種新型電視節(jié)目制作技術(shù)。在該項(xiàng)技術(shù)中成功發(fā)揮出計(jì)算機(jī)虛擬成像技術(shù)和傳統(tǒng)色鍵技術(shù)的優(yōu)勢之處，實(shí)現(xiàn)電視節(jié)目制作的有效創(chuàng)新，在很大程度上提升電視節(jié)目的質(zhì)量。色鍵摳像是傳統(tǒng)電視節(jié)目制作采用的主要方式，但該技術(shù)在應(yīng)用過程中存在著較為明顯的缺點(diǎn)，制作節(jié)目的前景和后景很難保持正確透視效果，常帶給觀眾一種前景漂浮于后景之上的感受，使得電視節(jié)目存在較強(qiáng)的違和感，而虛擬演播技術(shù)在應(yīng)用中成功彌補(bǔ)這方面的不足[1]。

虛擬演播技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中采用跟蹤技術(shù)實(shí)時(shí)記錄攝像機(jī)拍攝時(shí)的參數(shù)信息，然后通過不同的位置對(duì)參數(shù)做出調(diào)整，可以讓前景和后景之間保持正確的透視效果，最后利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將后景制作成電視節(jié)目中需要的各類虛擬場景，并與前景拍攝畫面進(jìn)行結(jié)合，使拍攝畫面和虛擬背景之間能夠順利實(shí)現(xiàn)同步變化，從而達(dá)到較好的電視輸出效果[2]。虛擬演播技術(shù)運(yùn)行原理流程如圖1所示。

圖1：虛擬演播技術(shù)運(yùn)行原理流程

二、電視制作中加強(qiáng)虛擬演播技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

虛擬演播技術(shù)對(duì)電視制作帶來的幫助是巨大的，也因此在當(dāng)前電視節(jié)目制作中得到十分快速的發(fā)展，各電視節(jié)目制作都在不斷強(qiáng)化虛擬演播技術(shù)的應(yīng)用。而從虛擬演播技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的情況來看，為使其更好的發(fā)揮效果，關(guān)鍵還需把握其中的技術(shù)要點(diǎn)，下面結(jié)合實(shí)際案例對(duì)虛擬演播技術(shù)的強(qiáng)化應(yīng)用展開研究。

（一）實(shí)際制作案例

圖2是一電視節(jié)目的錄制現(xiàn)場，從實(shí)際拍攝的畫面（如圖2a所示）和后期制作完成輸出的畫面（如圖2b所示）來看，二者可謂天差地別，而這便是通過虛擬演播技術(shù)制作加工完成。從圖2（a）可以看到，攝像機(jī)拍攝的畫面中背景為純綠色的幕布，然后利用三維動(dòng)畫制作技術(shù)，為拍攝畫面制作虛擬場景，并通過攝像機(jī)跟蹤模塊將攝像機(jī)拍攝時(shí)的運(yùn)行信息反饋到計(jì)算機(jī)圖像處理中心，在經(jīng)計(jì)算之后為拍攝前景匹配合適的虛擬場景，最后完成拍攝圖像和場景的同步合并，輸出可以假亂真的電視畫面。

圖2（a） 電視節(jié)目拍攝畫面

圖2（b） 電視節(jié)目制作輸出畫面

從圖2的實(shí)際制作效果來看，從中可以看出虛擬演播技術(shù)擁有較大的優(yōu)勢，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)虛擬生成的背景場景與演員之間實(shí)現(xiàn)較為完美的融合，從而為觀眾帶來生動(dòng)多彩的電視畫面。此外，通過虛擬演播技術(shù)構(gòu)造出來的場景畫面，可以實(shí)現(xiàn)反復(fù)性利用，如：在當(dāng)前的訪談?lì)惞?jié)目、體育播報(bào)節(jié)目中，對(duì)此類場景的重復(fù)利用較多，既能夠增進(jìn)電視節(jié)目的畫面效果，又有助于降低電視節(jié)目的制作成本，可謂一舉多得。

（二）重視各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

為有效提升電視節(jié)目制作中虛擬演播技術(shù)的應(yīng)用效果，關(guān)鍵還需從攝像機(jī)跟蹤技術(shù)、垃圾色塊技術(shù)、虛擬場景生成技術(shù)、燈光技術(shù)、色鍵技術(shù)以及藍(lán)箱技術(shù)等著手，細(xì)化對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，提升這些基礎(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用效果，同時(shí)在其中不斷融入一些新的虛擬演播技術(shù)，以此來不斷提升電視節(jié)目制作的逼真性，帶給觀眾更加真實(shí)的感受[3]。

1.攝像機(jī)跟蹤技術(shù)

在對(duì)虛擬演播技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中攝像機(jī)跟蹤技術(shù)起著關(guān)鍵性的作用，其主要獲取虛擬攝像機(jī)和真實(shí)攝像機(jī)之間的相對(duì)位置，使二者在拍攝的過程中能夠保持同步運(yùn)行的狀態(tài)。而攝像機(jī)跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)當(dāng)前主要分為四種形式：機(jī)械傳感跟蹤、超聲波跟蹤、紅外線跟蹤以及圖形識(shí)別跟蹤，各種跟蹤方式在應(yīng)用中表現(xiàn)出不同的優(yōu)勢和劣勢，所適應(yīng)的應(yīng)用場景存在較大的差異，在實(shí)際拍攝應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場景做出選擇，以保證電視節(jié)目制作質(zhì)量[4]。但從當(dāng)前整體應(yīng)用性能來看，其中以超聲波發(fā)射和接收技術(shù)應(yīng)用得較多，在該技術(shù)中不僅攝像機(jī)走位有更高的自由性，不受固定軌道和吊臂限制，而且在對(duì)攝像機(jī)位置信息的傳輸控制上也表現(xiàn)出更高的準(zhǔn)確率。

2.藍(lán)箱技術(shù)

所謂藍(lán)箱技術(shù)主要指的是電視節(jié)目拍攝背景制作。通常情況下拍攝背景宜采用藍(lán)色或者綠色作為背景，如圖2（a）的電視節(jié)目拍攝中，選用綠色作為背景，且背景制作質(zhì)量的好壞，將直接影響到色鍵摳像的效果，進(jìn)而影響到虛擬演播技術(shù)的應(yīng)用效果。因此在強(qiáng)化虛擬演播技術(shù)應(yīng)用的過程中，還應(yīng)注意藍(lán)箱背景的制作[5]。在藍(lán)箱技術(shù)應(yīng)用的過程中主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，應(yīng)考慮藍(lán)箱背景的空間結(jié)構(gòu)?？蓪ｉT設(shè)計(jì)制作一些面積較小的虛擬演播室，并根據(jù)攝像機(jī)布設(shè)情況考慮藍(lán)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形狀；第二，應(yīng)注意背景的制作工藝。一般選擇藍(lán)色或綠色作為背景色，這兩種顏色不僅能夠較好的保護(hù)人體的皮膚顏色，而且更有助于摳像識(shí)別，從而提升虛擬演播的效果。此外，在背景制作中為了獲得更好的效果，常采用背景漆代替幕布，并在涂刷背景漆的過程中，向其中加入適量的阻燃劑、啞光，以此能夠從中獲取到更好的色鍵效果，使后期與虛擬場景結(jié)合更加真實(shí)自然。

3.垃圾色塊技術(shù)

在電視節(jié)目拍攝的過程中，由于攝像拍攝角度的問題，其中可能會(huì)拍攝到一些與背景色不一致的顏色，如：在對(duì)上面案例中的畫面進(jìn)行拍攝時(shí)，攝像機(jī)可能會(huì)拍攝到表演臺(tái)的四周邊框，從而造成背景色不一致，引發(fā)“穿幫”鏡頭，影響到虛擬演播技術(shù)的應(yīng)用效果[6]。在此種情況下，可應(yīng)用垃圾色塊技術(shù)來對(duì)此類不同于背景場景的畫面做出處理，從而形成較好的背景保護(hù)效果。也正是在此項(xiàng)技術(shù)的作用下，使得電視節(jié)目拍攝制作不用過于拘泥于背景的范圍，給予拍攝制作更大的發(fā)揮空間。

4.色鍵技術(shù)

在將色鍵技術(shù)應(yīng)用到虛擬演播制作中時(shí)，主要在傳統(tǒng)色鍵技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上為其增加縱深方向的信息，即在傳統(tǒng)色鍵技術(shù)中引入深度鍵，使摳出的圖像在融入虛擬場景時(shí)能夠顯得更加的真實(shí)。而在實(shí)際虛擬演播技術(shù)應(yīng)用中，應(yīng)注意控制深度鍵的數(shù)值，從而讓摳出圖像與虛擬背景之間能夠具有真實(shí)的距離感，由此帶來受眾更為真實(shí)的視覺效果[7]。

5.燈光技術(shù)

在現(xiàn)場拍攝過程中，由于受燈光照射作用，所拍攝物體的影像將會(huì)對(duì)拍攝背景畫面造成影響，使得色鍵器摳像的難度增加，如果對(duì)此處理不到位，勢必會(huì)對(duì)最終虛擬演播技術(shù)的應(yīng)用效果造成影響。因此在對(duì)電視節(jié)目制作時(shí)，還應(yīng)重視燈光技術(shù)的應(yīng)用，在以往電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場，燈光布設(shè)主要采用三點(diǎn)式，但為了能夠滿足虛擬演播技術(shù)的應(yīng)用，還需結(jié)合場地情況對(duì)燈光布設(shè)做出調(diào)整。盡可能讓照射到墻面、地面上的光線不存在陰影，讓拍攝到的背景燈光具有較高的均勻性，便于色鍵器摳像，提升虛擬場景的真實(shí)感。此外，在于虛擬場景進(jìn)行結(jié)合時(shí)，應(yīng)注意虛擬場景光效的制作，注意實(shí)際燈光效果與虛擬場景燈光效果的匹配，從而讓最終呈現(xiàn)出來的畫面更顯真實(shí)感。

6.虛擬場景生成技術(shù)

虛擬場景生成技術(shù)也是虛擬演播技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所制作虛擬場景的效果將直接影響到虛擬演播技術(shù)的應(yīng)用效果。在生成虛擬場景的過程中，可以利用拍攝的視頻畫面進(jìn)行制作，也可以利用靜態(tài)的圖片進(jìn)行制作，但當(dāng)前應(yīng)用更多的還是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建出三維模型，然后創(chuàng)作出所需要的虛擬場景[8]。在場景制作中，技術(shù)人員能夠利用軟件系統(tǒng)為場景添加貼化，也可以利用燈光參數(shù)為場景添加光影效果，以此能夠有效提升制作場景的真實(shí)感。如：圖2（b）中的背景畫面便是采用構(gòu)建三維模型的方式制作完成，其在制作中通過對(duì)貼圖參數(shù)、燈光參數(shù)進(jìn)行靈活應(yīng)用，使得最終設(shè)計(jì)效果顯得十分真實(shí)。

此外，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在強(qiáng)化虛擬演播技術(shù)的應(yīng)用中，還需積極引入一些更加先進(jìn)的應(yīng)用技術(shù)，如：虛擬散焦技術(shù)、高速數(shù)字視頻處理技術(shù)等，通過技術(shù)更新來獲取更好的電視制作效果。虛擬散焦技術(shù)主要是一種針對(duì)遠(yuǎn)處景物進(jìn)行處理的技術(shù)，在人的視覺之中，遠(yuǎn)距離的景物應(yīng)有一定的模糊感，為此可以應(yīng)用虛擬散焦技術(shù)對(duì)場景中的一些遠(yuǎn)景做散焦處理，以此不僅能夠提升節(jié)目制作的真實(shí)感，而且能夠讓場景帶給觀眾較強(qiáng)的縱深感受。數(shù)字視頻處理技術(shù)具有較強(qiáng)的計(jì)算操作能力，在3D環(huán)境制作上有著較大的優(yōu)勢，能夠讓制作完成的3D場景更加逼真。

三、結(jié)語

綜上所述，隨現(xiàn)代信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，為電視節(jié)目制造創(chuàng)造良好的條件，其中虛擬演播技術(shù)更是成為電視節(jié)目制作的重大變革，推動(dòng)電視行業(yè)巨大發(fā)展。通過對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的有效應(yīng)用，不僅能夠虛擬構(gòu)建一些并不存在的場景畫面，而且能夠?yàn)橐恍╇娨暜嬅尜x予電視特效，使得電視節(jié)目展現(xiàn)出更高的觀看效果。因此，當(dāng)前應(yīng)當(dāng)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用做進(jìn)一步強(qiáng)化，不斷融入新的制作技術(shù)和制作內(nèi)容，從而推動(dòng)電視事業(yè)的健康發(fā)展。