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【摘要】在电视制作中应用虚拟演播技术，能够摆脱传统演播室的单调性和提高表现力，拓展电视制作的空间。随着虚拟演播技术的逐步完善，其在电视制作领域中的应用价值逐步提高，推动了节目制作质量的持续改进。为此，文章对电视制作中虚拟演播技术的应用进行了阐述，分析了虚拟演播室的工作原理与关键技术，希望对电视节目制作单位的发展起到积极参照作用。
【关键词】电视制作;虚拟演播技术;应用价值
中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.12..006
虚拟演播技术集成了传统电视制作的色键抠像技术与计算机虚拟技术及显示技术等关键技术，提高了电视制作的技术含量。在电视制作领域应用虚拟演播技术，虽然前提投入较大，但运用电脑合成等技术，可减少节目的制作成本，同时提高画面的清晰度与辨识度，利于推动传统电视行业的转型升级。
1. 虚拟演播室的工作原理及优势
1.1 工作原理
虚拟演播室通常使用U型或L型蓝箱，在三维合成中，利用色键技术抠像处理主持人的画面，再根据摄像机的运动轨迹与所处位置，计算出主持人的位置变化，从而将主持人合成到三维背景中，营造出逼真的画面。与以往的拍摄方式相比，虚拟演播室的拍摄需依靠数字摄像技术，并利用延迟器对摄像机的视频信号进行色键处理成主信号，三维虚拟演播室技术也被称作是立体图像技术，能够融入多种渲染功能，如实时的推拉摇移等功能，构建出完整的虚拟空间系统，在特征优势等方面，都是传统二维虚拟演播室技术不能比拟的。
1.2 优势
虚拟演播室可提高电视节目制作的科技含量，拓展了创作空间，可以提供丰富的节目包装方式，降低了节目制作成本，发展前景巨大。其优势特征主要体现在以下几方面：一是降低了节目制作成本。电视台的节目类型不同，演播室的场景应当与节目内容高度匹配，但每个节目所需的演播室场景不同，也增大了资源浪费情况。利用虚拟演播技术搭建与各主题相匹配的演播室场景，同时可轻松方便的换景，实现多个栏目共用演播室，尤其是小演播室的大场景制作，更利于实现资源的整合优化与高效利用。虚拟场景的制作与修改及保存等均在计算机上完成，省略了场景搭建与拆卸及储藏等环节，节目制作周期缩短，制作费用降低，更利于提高演播室效率。二是摆脱了抠像失真问题。传统色键技术抠像时，摄像机与背景保持不变，前后景间的联动关系不密切，因透视关系而降低真实感。利用同步跟踪技术搭建虚拟演播室，调整虚拟场景的参数，实时生成前景联动的背景信号，能够确保合成后的前景与背景协同运动。三是拓展了创作空间。应用传统的演播室，创作人员的设计思路受限，无法实现创意制作。应用虚拟演播技术可打破资金等条件的限制，创作出视觉效果逼真的演播室场景，可拓展创作人员的创意空间，给观众带来富有视觉冲击力与立体感的节目画面。虚拟现实技术营造出的演播室场景更加壮观，可摆脱演播室面积的限制。
2. 电视制作中应用到的虚拟演播关键技术
2.1 摄像机跟踪技术
整合虚拟演播技术与摄像机跟踪技术，更利于提高其应用成效，获取真实与虚拟摄像机的位置后，促使虚拟与真实摄像机在拍摄中保持同步运行状态。摄像机跟踪技术的应用形式主要体现在图形识别跟踪与红外线跟踪及超声波跟踪和机械传感跟踪方面，各种跟踪方式的优劣特征不同，应用的场景也多有不同，還需根据应用场景合理选择。从整体应用性能入手分析，超声波发射与接收技术的应用最为广泛，可促使摄像机在自由走位中，不受固定轨道或吊臂等因素的限制，更利于提高摄像机位置信息传输控制的准确率。
2.2 蓝箱技术
蓝箱技术是指电视节目拍摄背景制作。通常以绿色或蓝色为拍摄背景，虚拟演播技术的应用成果与色键抠像的效果，直接受背景制作质量的影响。蓝箱技术的应用不能一蹴而就，还需加强应用要点的把控，一是要合理设定蓝箱背景的空间结构。设置小面积的虚拟演播室，蓝箱的结构设计形状可参照摄像机布设的情况决定。二是合理选择背景的制作工艺。背景色通常以绿色或蓝色为主，可保护人体的皮肤颜色，便于抠像识别，从而达到理想的虚拟演播效果。通过利用背景漆代替幕布与涂刷背景漆中添加哑光或阻燃剂等措施，可获取良好的色键效果，使后期与虚拟场景自然真实的结合，更利于提高背景制作的成效。
2.3 垃圾色块技术
在电视节目拍摄中，受摄像拍摄角度的因素影响，如拍摄到表演台的四周边框会出现拍摄背景色不一致或穿帮镜头等问题。为强化虚拟演播技术的应用效果，可利用垃圾色块技术处理各背景场景的画面，以达到理想的背景保护效果。垃圾色块技术的应用拓展了拍摄制作中的背景应用范围与发挥空间。
2.4 色键技术
在虚拟演播制作中应用色键技术是指在以往的色键技术基础上引入深度键，通过增加纵深方向的信息，使抠出的图像融入虚拟场景后，能够显的更加真实与具象化。虚拟演播技术的应用不能主观随意，需加强对深度键数值的关注，保持虚拟背景与抠出图像间的距离感，以达到理想的视觉效果。
2.5 灯光技术
干扰现场拍摄效果的因素较多，其中灯光照射的作用不能忽视，会直接影响拍摄物体的影像与拍摄背景的画面，从而增大了色键器抠像的难度，也会弱化虚拟演播技术的应用效果。因此，在电视节目制作中应用虚拟演播技术与灯光技术时，需改变以往的三点式灯光布设方式，根据场地实际情况，合理调整灯光布设方式，让照射到地面与墙面上的光线无阴影，确保背景灯光的均匀拍摄效果，为后续的色键器抠像工作展开提供便利，以强化虚拟场景的逼真感。结合虚拟场景时，合理制作虚拟场景的光效，注重虚拟与实际灯光效果的合理匹配，从而呈现出真实的画面感。 2.6 虚拟场景生成技术
在应用虚拟演播技术时，不能忽视虚拟场景生成技术的主体地位，以达到理想的虚拟场景制作效果。在生成虚拟场景时，可利用静态的图片或所拍摄的视频画面等素材进行制作，或是利用计算机技术搭建三维模型，再创作出虚拟场景。技术人员在场景制作中，可通过软件系统为场景添加贴化，或是利用灯光参数为场景添加光影效果，以此提高场景制作的成效。在构建三维模型的基础上，灵活运用灯光参数与贴图参数，可达到相对真实的设计效果。
2.7 红外检测技术
虚拟演播室中的红外线检测技术，有如同手机照相般的屏幕聚焦功能，扫描被检测物时，会出现景深与聚焦及变焦等拍摄设定，因为红外线对于全方位的检测相对敏感，可围绕背景深度等情况自动进行参数变动。红外线的传输系统能够向云端传输数据，检测与判断位置，从而判定被检测物是否在演播范围内。
3. 虚拟演播技术在电视节目制作中的应用体现
3.1 应用于新闻类节目制作
新闻节目的时效性较高，但相对于其它专题类节目，新闻节目的制作过程更加简化，省略了计算机技术进行多维度虚拟的过程，通常利用二维直播演播室模式，有效果好与成本低等优势特征。在拍摄新闻类电视节目时，镜头重点以主播固定的近景为主，在其基础上进行简单的推、拉、摇、移等动作。
3.2 应用于少儿类综艺类节目制作
相对于新闻类节目，综艺类节目的知识趣味性强与形式多样及内容灵活多变等特征明显，需合理修饰节目画面，以强化画面的表现力与感染力。从儿童的年龄特征入手，背景多增加卡通角色与绚烂缤纷的色彩。传统装饰实景演播室的时间与人力等资源成本高，利用虚拟演播室技术，可摆脱这一不足。在节目制作中，摄像机跟踪定位与校准要随着场景的快速切换而及时转变，利用多元化的拍摄手法与摄像跟踪技术，配合演播室的小型摇臂与小型轨道车等设备，满足观众对综艺类节目的收视需求，提高节目的吸引力与收视率。
3.3 应用于访谈节目制作
访谈类节目对空间及气氛的要求较高，要求访问者与受访者间无隔阂感，营造温馨的效果，让受谈者侃侃而谈。当演播室无实景装饰空间时，可利用虚拟演播室技术进行合成与适当的遮挡，装饰空间的同时，减少访谈者的压迫感。
在计算机技术与数字视频技术等现代科技的发展带动下，虚拟演播室技术的革新进程加速，凭借降低节目制作成本与提高演播室效率等优势特征，俨然成为了最有力的电视节目制作工具。同时，对电视节目制作从业人员的信息素养提出了更高要求，还需充分掌握与灵活应用虚拟场景生成技术与色键技术及垃圾色块技术等节目制作技术，实现新旧制作技术的整合，将拍摄的画面与计算机制作的虚拟场景完美结合，从而营造出满足大众收视需求的节目画面。
参考文献：
[1]孙强.关于虚拟演播室技术在电视节目制作中的应用探讨[J].通讯世界，2020，27（5）：203+205.
[2]吉颖.论虚拟演播室技术在节目制作中的应用[J].衛星电视与宽带多媒体，2020（6）：11-12.
【关键词】电视制作;虚拟演播技术;应用价值
中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.12..006
虚拟演播技术集成了传统电视制作的色键抠像技术与计算机虚拟技术及显示技术等关键技术，提高了电视制作的技术含量。在电视制作领域应用虚拟演播技术，虽然前提投入较大，但运用电脑合成等技术，可减少节目的制作成本，同时提高画面的清晰度与辨识度，利于推动传统电视行业的转型升级。
1. 虚拟演播室的工作原理及优势
1.1 工作原理
虚拟演播室通常使用U型或L型蓝箱，在三维合成中，利用色键技术抠像处理主持人的画面，再根据摄像机的运动轨迹与所处位置，计算出主持人的位置变化，从而将主持人合成到三维背景中，营造出逼真的画面。与以往的拍摄方式相比，虚拟演播室的拍摄需依靠数字摄像技术，并利用延迟器对摄像机的视频信号进行色键处理成主信号，三维虚拟演播室技术也被称作是立体图像技术，能够融入多种渲染功能，如实时的推拉摇移等功能，构建出完整的虚拟空间系统，在特征优势等方面，都是传统二维虚拟演播室技术不能比拟的。
1.2 优势
虚拟演播室可提高电视节目制作的科技含量，拓展了创作空间，可以提供丰富的节目包装方式，降低了节目制作成本，发展前景巨大。其优势特征主要体现在以下几方面：一是降低了节目制作成本。电视台的节目类型不同，演播室的场景应当与节目内容高度匹配，但每个节目所需的演播室场景不同，也增大了资源浪费情况。利用虚拟演播技术搭建与各主题相匹配的演播室场景，同时可轻松方便的换景，实现多个栏目共用演播室，尤其是小演播室的大场景制作，更利于实现资源的整合优化与高效利用。虚拟场景的制作与修改及保存等均在计算机上完成，省略了场景搭建与拆卸及储藏等环节，节目制作周期缩短，制作费用降低，更利于提高演播室效率。二是摆脱了抠像失真问题。传统色键技术抠像时，摄像机与背景保持不变，前后景间的联动关系不密切，因透视关系而降低真实感。利用同步跟踪技术搭建虚拟演播室，调整虚拟场景的参数，实时生成前景联动的背景信号，能够确保合成后的前景与背景协同运动。三是拓展了创作空间。应用传统的演播室，创作人员的设计思路受限，无法实现创意制作。应用虚拟演播技术可打破资金等条件的限制，创作出视觉效果逼真的演播室场景，可拓展创作人员的创意空间，给观众带来富有视觉冲击力与立体感的节目画面。虚拟现实技术营造出的演播室场景更加壮观，可摆脱演播室面积的限制。
2. 电视制作中应用到的虚拟演播关键技术
2.1 摄像机跟踪技术
整合虚拟演播技术与摄像机跟踪技术，更利于提高其应用成效，获取真实与虚拟摄像机的位置后，促使虚拟与真实摄像机在拍摄中保持同步运行状态。摄像机跟踪技术的应用形式主要体现在图形识别跟踪与红外线跟踪及超声波跟踪和机械传感跟踪方面，各种跟踪方式的优劣特征不同，应用的场景也多有不同，還需根据应用场景合理选择。从整体应用性能入手分析，超声波发射与接收技术的应用最为广泛，可促使摄像机在自由走位中，不受固定轨道或吊臂等因素的限制，更利于提高摄像机位置信息传输控制的准确率。
2.2 蓝箱技术
蓝箱技术是指电视节目拍摄背景制作。通常以绿色或蓝色为拍摄背景，虚拟演播技术的应用成果与色键抠像的效果，直接受背景制作质量的影响。蓝箱技术的应用不能一蹴而就，还需加强应用要点的把控，一是要合理设定蓝箱背景的空间结构。设置小面积的虚拟演播室，蓝箱的结构设计形状可参照摄像机布设的情况决定。二是合理选择背景的制作工艺。背景色通常以绿色或蓝色为主，可保护人体的皮肤颜色，便于抠像识别，从而达到理想的虚拟演播效果。通过利用背景漆代替幕布与涂刷背景漆中添加哑光或阻燃剂等措施，可获取良好的色键效果，使后期与虚拟场景自然真实的结合，更利于提高背景制作的成效。
2.3 垃圾色块技术
在电视节目拍摄中，受摄像拍摄角度的因素影响，如拍摄到表演台的四周边框会出现拍摄背景色不一致或穿帮镜头等问题。为强化虚拟演播技术的应用效果，可利用垃圾色块技术处理各背景场景的画面，以达到理想的背景保护效果。垃圾色块技术的应用拓展了拍摄制作中的背景应用范围与发挥空间。
2.4 色键技术
在虚拟演播制作中应用色键技术是指在以往的色键技术基础上引入深度键，通过增加纵深方向的信息，使抠出的图像融入虚拟场景后，能够显的更加真实与具象化。虚拟演播技术的应用不能主观随意，需加强对深度键数值的关注，保持虚拟背景与抠出图像间的距离感，以达到理想的视觉效果。
2.5 灯光技术
干扰现场拍摄效果的因素较多，其中灯光照射的作用不能忽视，会直接影响拍摄物体的影像与拍摄背景的画面，从而增大了色键器抠像的难度，也会弱化虚拟演播技术的应用效果。因此，在电视节目制作中应用虚拟演播技术与灯光技术时，需改变以往的三点式灯光布设方式，根据场地实际情况，合理调整灯光布设方式，让照射到地面与墙面上的光线无阴影，确保背景灯光的均匀拍摄效果，为后续的色键器抠像工作展开提供便利，以强化虚拟场景的逼真感。结合虚拟场景时，合理制作虚拟场景的光效，注重虚拟与实际灯光效果的合理匹配，从而呈现出真实的画面感。 2.6 虚拟场景生成技术
在应用虚拟演播技术时，不能忽视虚拟场景生成技术的主体地位，以达到理想的虚拟场景制作效果。在生成虚拟场景时，可利用静态的图片或所拍摄的视频画面等素材进行制作，或是利用计算机技术搭建三维模型，再创作出虚拟场景。技术人员在场景制作中，可通过软件系统为场景添加贴化，或是利用灯光参数为场景添加光影效果，以此提高场景制作的成效。在构建三维模型的基础上，灵活运用灯光参数与贴图参数，可达到相对真实的设计效果。
2.7 红外检测技术
虚拟演播室中的红外线检测技术，有如同手机照相般的屏幕聚焦功能，扫描被检测物时，会出现景深与聚焦及变焦等拍摄设定，因为红外线对于全方位的检测相对敏感，可围绕背景深度等情况自动进行参数变动。红外线的传输系统能够向云端传输数据，检测与判断位置，从而判定被检测物是否在演播范围内。
3. 虚拟演播技术在电视节目制作中的应用体现
3.1 应用于新闻类节目制作
新闻节目的时效性较高，但相对于其它专题类节目，新闻节目的制作过程更加简化，省略了计算机技术进行多维度虚拟的过程，通常利用二维直播演播室模式，有效果好与成本低等优势特征。在拍摄新闻类电视节目时，镜头重点以主播固定的近景为主，在其基础上进行简单的推、拉、摇、移等动作。
3.2 应用于少儿类综艺类节目制作
相对于新闻类节目，综艺类节目的知识趣味性强与形式多样及内容灵活多变等特征明显，需合理修饰节目画面，以强化画面的表现力与感染力。从儿童的年龄特征入手，背景多增加卡通角色与绚烂缤纷的色彩。传统装饰实景演播室的时间与人力等资源成本高，利用虚拟演播室技术，可摆脱这一不足。在节目制作中，摄像机跟踪定位与校准要随着场景的快速切换而及时转变，利用多元化的拍摄手法与摄像跟踪技术，配合演播室的小型摇臂与小型轨道车等设备，满足观众对综艺类节目的收视需求，提高节目的吸引力与收视率。
3.3 应用于访谈节目制作
访谈类节目对空间及气氛的要求较高，要求访问者与受访者间无隔阂感，营造温馨的效果，让受谈者侃侃而谈。当演播室无实景装饰空间时，可利用虚拟演播室技术进行合成与适当的遮挡，装饰空间的同时，减少访谈者的压迫感。
在计算机技术与数字视频技术等现代科技的发展带动下，虚拟演播室技术的革新进程加速，凭借降低节目制作成本与提高演播室效率等优势特征，俨然成为了最有力的电视节目制作工具。同时，对电视节目制作从业人员的信息素养提出了更高要求，还需充分掌握与灵活应用虚拟场景生成技术与色键技术及垃圾色块技术等节目制作技术，实现新旧制作技术的整合，将拍摄的画面与计算机制作的虚拟场景完美结合，从而营造出满足大众收视需求的节目画面。
参考文献：
[1]孙强.关于虚拟演播室技术在电视节目制作中的应用探讨[J].通讯世界，2020，27（5）：203+205.
[2]吉颖.论虚拟演播室技术在节目制作中的应用[J].衛星电视与宽带多媒体，2020（6）：11-12.