XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場的燈光設(shè)計

高玉爽

（天津海河傳媒中心，天津 300211）

0 引言

拓展現(xiàn)實（Extended Reality，XR）技術(shù)是增強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR、混合現(xiàn)實（Mixed Reality，MR）及虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）的集成統(tǒng)稱，屬于3種虛擬技術(shù)的整合，可最大限度連通現(xiàn)實世界與虛擬世界，呈現(xiàn)出一種近似真實的虛擬效果。廣播電視行業(yè)發(fā)展過程中，XR技術(shù)得到廣泛運用，在電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場，多基于XR技術(shù)構(gòu)建虛擬演播室。為呈現(xiàn)出良好的虛擬演播效果，相關(guān)人員需結(jié)合XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場實際情況，高質(zhì)量地完成燈光體系的設(shè)計。

1 XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場的關(guān)鍵要素

XR技術(shù)具有較高綜合性與集成性，是AR、MR、VR三種技術(shù)的整合，可通過改變用戶感知，給予用戶沉浸體驗，大幅提升電視節(jié)目呈現(xiàn)效果[1]。在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場，為最大限度提高電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場與XR技術(shù)的匹配度，應(yīng)把握虛擬元素、傳感技術(shù)、界面設(shè)計、視覺識別跟蹤及實時計算等關(guān)鍵要素。

1.1 虛擬元素

與傳統(tǒng)電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場不同，XR演播室拍攝場景引入了XR技術(shù)，需根據(jù)電視節(jié)目需求構(gòu)建虛擬場景，因此XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場燈光設(shè)計應(yīng)注意合理運用燈光要素輔助呈現(xiàn)虛擬觀感，創(chuàng)建3D虛擬元素，使燈光成為連接現(xiàn)實世界與虛擬世界的紐帶，不僅可極大提高XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場燈光設(shè)計質(zhì)量，還可優(yōu)化虛擬場景呈現(xiàn)效果。

1.2 傳感技術(shù)

傳感技術(shù)是XR技術(shù)運用于電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場的基礎(chǔ)技術(shù)。設(shè)計燈光時，需借助傳感技術(shù)合理配置燈光體系，如各類燈具，確保燈光系統(tǒng)能夠與XR虛擬場景保持良好契合關(guān)系。

1.3 界面設(shè)計

界面設(shè)計主要是指XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場的硬件設(shè)施，在條件允許情況下，可在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場（即虛擬演播室）內(nèi)構(gòu)建完整的交互平臺，并設(shè)置交互界面。布置拍攝現(xiàn)場與設(shè)計燈光系統(tǒng)時，可基于該交互界面進行細節(jié)精準調(diào)整。

1.4 視覺識別跟蹤

區(qū)別于傳統(tǒng)電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場，基于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場設(shè)計燈光時，可結(jié)合XR技術(shù)對演播室內(nèi)部各個燈光要素進行視覺識別，提取與燈光有關(guān)的虛擬要素，輔以圖像處理技術(shù)和計算機視覺處理技術(shù)，可使燈光系統(tǒng)良好地嵌入XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場的虛擬場景中。

1.5 實時計算

XR是新時代具有代表性的虛擬技術(shù)。在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場內(nèi)部設(shè)計燈光系統(tǒng)時，可憑借XR技術(shù)中的實時計算功能，分析燈光虛擬元素的呈現(xiàn)效果及呈現(xiàn)方式[2]。

2 XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場燈光設(shè)計的基本原則

在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場，應(yīng)基于XR虛擬演播室實際情況對燈光體系進行科學設(shè)計。結(jié)合實踐經(jīng)驗來看，基于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場設(shè)計燈光時，應(yīng)遵循高對比度、色彩色溫控制、真實場景模擬、多場景適用及完善控制系統(tǒng)等基本原則。

2.1 高對比度

XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場采用XR技術(shù)塑造演播場景時，應(yīng)確保所運用的XR虛擬設(shè)備具有較高對比度，確保XR虛擬圖像更為清晰地呈現(xiàn)出來。同時，要求XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場中的燈光系統(tǒng)同樣具備高對比度特征，防止虛擬場景內(nèi)部出現(xiàn)視覺干擾現(xiàn)象。

2.2 色彩色溫控制

基于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場布置演播室燈光時，應(yīng)注意判斷色彩與色溫的協(xié)調(diào)效果，從虛擬效果角度出發(fā)，分析是否需均衡色彩與色溫，使XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場內(nèi)的真實燈光充分與虛擬環(huán)境相結(jié)合。

2.3 真實場景模擬

XR電視節(jié)目拍攝演播現(xiàn)場最大的特征為虛擬化。因此，設(shè)計燈光時，為保障XR技術(shù)得到充分運用，需盡可能模擬現(xiàn)實場景，基于現(xiàn)有的燈光系統(tǒng)設(shè)計思路，混合運用多種燈具組合。常見的燈具包括發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）燈帶、軟光源聚光燈、LED柔光燈等。在燈具的協(xié)調(diào)配合下，使虛擬環(huán)境具備更為真實的光影效果[3]。

2.4 多場景適用

XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場設(shè)計與布置燈光時，應(yīng)考慮到燈光設(shè)計方案的適用性，要求所設(shè)計的燈光方案適用于不同的XR電視節(jié)目拍攝場景。該過程需結(jié)合XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場實際情況調(diào)節(jié)燈光。與常規(guī)拍攝現(xiàn)場、演播室不同，XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場應(yīng)優(yōu)先運用LED聚光燈以及泛光源燈具，減少普通聚光燈的運用，以免普通聚光燈在虛擬場景投射場景中形成光斑。

3 基于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場的燈光設(shè)計方法

3.1 優(yōu)化燈光布局

3.1.1 整體布局思路

對于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場而言，影響節(jié)目錄制效果最關(guān)鍵的要素為燈光布局。虛擬演播拍攝場景與傳統(tǒng)演播室不同，應(yīng)使畫面呈現(xiàn)效果盡可能接近現(xiàn)實生活場景。因此，在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場設(shè)計燈光系統(tǒng)時，應(yīng)基于真實場景模擬這一基本原則，模仿自然光線效果，具備全局觀念，對整個XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場內(nèi)的燈光效果進行合理設(shè)計與優(yōu)化。結(jié)合以往經(jīng)驗來看，XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場的基本光可采用平板柔光燈，對于人物部分，需選用強度可調(diào)節(jié)的LED聚光燈，用于呈現(xiàn)人物輪廓，提高XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場中的燈光系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量，使XR電視節(jié)目畫面更為協(xié)調(diào)自然。

3.1.2 平板柔光燈

平板柔光燈屬于泛光型冷光燈，被普遍運用到電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場中。與其他燈具相比，平板柔光燈最為顯著的特點是布光均勻、光線柔和。將其運用到XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場，基本不會產(chǎn)生明顯陰影或光斑，且無紅外光，運行期間不會形成多余能量進而影響人物狀態(tài)。平板柔光燈光溫穩(wěn)定，電能消耗量低，但存在燈具笨拙的情況，且受到光線柔和效果的影響，所呈現(xiàn)出的光線投射有效距離相對較短。因此，基于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場進行燈光設(shè)計時，可根據(jù)實際情況對平板柔光燈照射點位進行精準布置，不可隨意布光[4]。

3.1.3 LED聚光燈

在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場布置燈光時，不可避免地會用到LED聚光燈。該類燈具可聚集光線，調(diào)節(jié)光照強度，控制光線投射范圍，所呈現(xiàn)出的局部照明效果可滿足不同的拍攝要求。LED聚光燈具備可調(diào)節(jié)性，可被運用到不同的演播場景中，適用性較強。從這一角度來看，在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場設(shè)計燈光系統(tǒng)時，需優(yōu)先選用LED聚光燈，還應(yīng)精準確定LED聚光燈的布設(shè)位置。

3.2 重視基本光設(shè)計

與傳統(tǒng)拍攝場景不同，XR虛擬演播室內(nèi)通常為“藍箱體”，以便摳圖營造虛擬場景。為避免影響虛擬場景的自然性與真實性，需合理布置燈光體系。在此期間，基本光的呈現(xiàn)效果被放大，必須加強對基本光的重視，對XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場基本光進行合理設(shè)計。主要包括以下設(shè)計要點。第一，布置主光源。要求主光源具備調(diào)節(jié)性強、亮度高的特征，且要求其光線均勻。結(jié)合以往經(jīng)驗來看，在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場，可將主光源設(shè)置在虛擬演播室正前方，確保主光源可覆蓋整個虛擬場地。第二，設(shè)置補光燈。在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場，補光燈主要用于填補光線，減少陰影區(qū)域，使XR虛擬場景具備相對均勻的照明光線強度。在具體設(shè)計與布置時，主要補光燈布置在XR演播室的頂部或側(cè)端，還可借助反射板、軟光罩進行均勻化、擴散化處理。第三，特效燈。XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場需要塑造虛擬場景，因此不可避免地運用特效燈，借助特效燈深化虛擬效果，增強畫面視覺感官。在具體設(shè)計與布置過程中，應(yīng)結(jié)合XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場實際情況，對特效燈的點位進行科學布置。第四，自動化控制。XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場內(nèi)的智慧化、虛擬化程度較高，對此，可增設(shè)自動化控制系統(tǒng)，對現(xiàn)場內(nèi)的燈光細節(jié)進行優(yōu)化，以此確保燈光系統(tǒng)呈現(xiàn)出XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場虛擬場景所需的燈光效果[5]。

3.3 突出人物形象

為確保人物可良好融入XR虛擬場景，應(yīng)高精度布置人物光，從輔助光、逆光、主光3個角度出發(fā)進行科學設(shè)計，良好呈現(xiàn)出人物形象。在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場，人物主光多布置在演播區(qū)域的正前方，通常向上偏斜45°，可形成適當陰影效果，使人物面部更為立體。輔助光多位于主光兩側(cè)，傾斜角度相對向后。設(shè)計燈光時，要求輔助光均勻設(shè)置，且其顏色與亮度需與主光相輔相成，用于保障人物形象真實感，為其融入虛擬場景做好鋪墊。逆光主要用于增強畫面藝術(shù)感，強化視覺效果。XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場多運用激光燈、投影燈作為背景光源。具體設(shè)計期間，應(yīng)根據(jù)人物所處位置，合理設(shè)置逆光燈具位置。整體而言，人物屬于XR虛擬場景的核心，進行燈光設(shè)計時，應(yīng)整體性、全局化布置人物光，在保障人物形象傳遞效果的同時，還能夠使其良好地嵌入XR虛擬場景內(nèi)。

3.4 處理人物陰影

無論是傳統(tǒng)電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場還是虛擬演播室，其主角通常為人物，因此在設(shè)計XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場燈光系統(tǒng)時，應(yīng)以人物為中心，在突出人物形象的同時，做好人物形象與燈光系統(tǒng)的銜接，合理處理人物陰影。結(jié)合以往經(jīng)驗來看，燈光設(shè)計經(jīng)常會因光塑型而形成明顯的陰影，尤其是背景頭影、眼窩影、頸部影、鼻影，不僅影響人物形象的塑造，還不利于虛擬場景的整體呈現(xiàn)。因此，基于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場進行燈光設(shè)計時，應(yīng)對人物陰影進行科學處理。

以人物形象塑型意圖及基本特征為依據(jù)，精準確定主光燈位。若出現(xiàn)背景頭影、眼窩影、頸部影、鼻影等人物陰影，需于主光燈位置增設(shè)柔光紙，起到削弱陰影的效果；或減少燈具側(cè)度，使影子位于肩上偏后位置，可同時兼顧XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場內(nèi)的光影效果與人物造型。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合主光特征，選用相對柔和的輔助光，適當調(diào)整輔助光燈位，并補充面光，由此可有效緩解人物陰影問題。該過程中應(yīng)注意，需精細化控制三燈（面光、輔助光、主光）的燈位參數(shù)，即亮度、側(cè)度、高度。若主光確定后產(chǎn)生人物陰影，此時不可隨意移動主光，需通過調(diào)整面光、輔助光從而解決陰影問題。

以頸部陰影為例。在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場燈光體系中，若燈光不適宜，容易在人物頸部形成輕重不均、狀態(tài)交叉的陰影。此時可準備柔光紙，將其置于輔助光側(cè)偏20°的位置，使其低于人物面部，起到單獨充影的效果。以背景頭影為例，產(chǎn)生該陰影的主要原因為面光低。為解決該問題，應(yīng)在燈光設(shè)計過程中注意檢查背景、主持臺、攝像機的間距，于攝像機正上方布置面光，用于提高面光，避免產(chǎn)生背景頭影。若因提高面光而進一步造成人物狀態(tài)呈現(xiàn)不佳的情況，可增設(shè)柔光紙，添加小功率燈，運用扉葉控制散射光。

3.5 實現(xiàn)虛擬特效

XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場的主要特征為虛擬化，從燈光設(shè)計角度來看，主要借助特效燈呈現(xiàn)虛擬效果，用于增強XR虛擬場景的真實性。實踐設(shè)計期間，應(yīng)基于XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場結(jié)構(gòu)情況，合理布置特效燈角度與位置。例如，若需在XR虛擬場景中營造明亮光束，需按照光束所需呈現(xiàn)的效果合理設(shè)置光源角度及位置，確保光束順利進入XR虛擬場景。在此基礎(chǔ)上，還可采用特效燈具角度與位置調(diào)整的方式塑造陰影效果、投影效果、反射效果，用于強化畫面立體感，使得XR虛擬場景更具層次，呈現(xiàn)光線魅力。設(shè)計與布置XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場中的特效燈光體系時需注意，應(yīng)首選具備調(diào)節(jié)控制功能的特效燈具，結(jié)合XR虛擬場景呈現(xiàn)需求，對特效燈具參數(shù)進行精細化調(diào)節(jié)，精準控制光束形狀、色溫及亮度等，確保特效燈呈現(xiàn)出的效果與XR虛擬場景相輔相成。結(jié)合實際來看，可在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場混合運用不同的特效燈，如投影燈、激光燈、彩色燈等，通過多種特效燈的混合運用，營造出炫目的XR虛擬場景效果。隨著廣播電視行業(yè)的智慧化發(fā)展，還可將XR技術(shù)與信息化技術(shù)相結(jié)合，借助算法程序?qū)R電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場燈光參數(shù)進行精準設(shè)計，實現(xiàn)靈活控制。

4 結(jié)語

XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場設(shè)計燈光體系時，應(yīng)精準把控燈光關(guān)鍵要素，遵守燈光設(shè)計基本原則，站在XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場角度對整體燈光布局進行優(yōu)化與完善，加強對基本光的重視與設(shè)計，注意運用燈光突出XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場中的人物形象，對人物陰影進行科學處理，在XR技術(shù)幫助下實現(xiàn)虛擬特效，做好特效光設(shè)計，方可保障XR電視節(jié)目拍攝現(xiàn)場燈光質(zhì)量。