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[摘 要]在人们对虚拟演播室的关注焦点集中于新技术、新应用之时，本篇将对其的关注焦点集中于蓝室及灯光的设计。本篇较全面地论述了蓝室及灯光设计的注意事项，这对应用虚拟演播室时，提高电视节目质量无疑会有实践指导意义。
[关键词]虚拟演播室 蓝室 灯光 阴影
中图分类号：F571 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）37-0035-01
一、引言
虚拟演播室技术是将现场实时视频与计算机三维图形所创造的虚拟场景通过色键处理，完美地融合在一起的一种新型电视节目制作系统。虚拟演播室技术早已在军事、航空、科研、气象、建筑等领域得到广泛应用，也早已应用于影视制作领域。虚拟演播室现已逐渐应用于各级电视制作机构，广泛应用于各类电视节目的制作中。随着虚拟演播室相关技术不断开发出来、系统功能不断完善提高，应用范围不断地扩大，虚拟演播室的优点也逐步体现出来：
1、虚拟演播室给电视节目创作带来的影响，首先表现为、并且也是最重要的一点就是给编创人员带来创作思维的改变。以前，编创人员的创作思维要受实际物理条件、时空条件限制，总要考虑节目的可拍摄性、可制作性，这大大束缚了编创人员的创作思维活动，给电视节目的创作带来的影响可想而知。虚拟演播室可以使编创人员的创作思维任意驰骋，将编创人员创作思维活动发挥到了极点。虚拟演播室的应用拓宽了编创人员的想象空间，虚拟场景可以是真实的模拟，也可以是想象中的虚构世界，不受现实的物理条件、时空条件的限制。在电视制作领域里，“不怕做不到，只怕想不到”的时代已经来临。电视精品不断出现，大大满足了观众口味。
2、不需要搭建实景、不占用演播室制景、拆景时间，省去庞大的道具仓库，缩短了节目制作周期，节约了人力、物力、财力。制作成本大幅降低，周期大幅缩短，极大迎合了电视节目制作机构的心理需求。
3、可更方便地更换虚拟场景，使各档节目连续录制，提高了演播室利用率。虚拟场景能随时修改，反复利用。场景文件的交换、传送也极为方便，可有效实现虚拟场景的共享。随着网络传输技术对虚拟演播室的支持，地域条件对电视节目制作的限制也不复存在，甚至可两地、数地同时同制一台节目。
4、巧妙地运用虚拟演播室，可在小的演播室拍摄出大场面、大气派、令人感觉耳目一新的场面。
这些优点已使得传统演播室无法与虚拟演播室相媲美。虚拟演播室新技术的开发并未停止，随着其它相关新技术，如虚拟阴影及反射技术、虚拟散焦技术、高速数字视频处理技术不断开发，会不断出现虚拟演播室新的应用，也将展现出虚拟演播室更多优点。
的确，目前人们对虚拟演播室关注的焦点主要集中在新技术开发、新功能应用，这是由电视制作应用新需求的产生而决定，也是由新技术不断发展创新规律所决定。但是在我们不断关注虚拟演播室新技术、新应用时，不可忽视虚拟演播室系统的一个重要组成部分——蓝室及灯光。并且实践证明，该部分对能否成功应用虚拟演播室，对保证电视节目质量起有重要作用。本篇，便就虚拟演播室的蓝室及灯光设计做一点探讨。
二、藍室设计
电视合成图像极大地丰富了电视节目，给广大观众带来耳目一新的感觉，同时也极大地方便了电视节目制作。电视合成图像得益于键控技术的产生与应用，特别是色键。但是在实际应用中，色键的不足之处也逐渐表现出来：
1、当使用固定镜头时，会由于拍摄前景和背景使用不同的镜头焦距而造成视角不一致，同一画面中前景难以融入背景中。两镜头焦距相差愈大，不良效果愈强。
2、当拍摄前景图像的摄象机作推、拉、摇、移等运动时，合成图像中的背景图象不能同步运动，从而产生了前景图像在背景图像上浮动的感觉，缺乏真实感。
总之，色键没有保持住背景和前景之间存在的空间关系，使得前景没能融入到背景中，从而限制了色键的使用。与色键相比，虚拟演播室的应用一个最大不同之处就是可以解决前景与背景同步变化的问题，保持了前景与背景一致的透视关系，合成画面真实感强。因此，虚拟演播室需满足机位改变的要求，也就是说，虚拟演播应用中，摄像机可以做推、拉、摇、移等动作。
在键控技术中，所使用的是一幅蓝屏或蓝背景，这样便可完成抠像、合成图像的过程。但在虚拟演播室中，由于要考虑至拍摄对象运动及摄像机运动，仅使用蓝背景已不能满足需要了，只有设计蓝室才能满足要求。蓝室设计要考虑以下几方面：
1、蓝室的大小。一般来说蓝室的大小并无严格规定，主要取决于虚拟演播室的用场。如果拍摄对象（节目主持人、演员）数量少，且其活动范围不大，那么蓝室的物理尺寸就小；如果拍摄对象数量多，且其活动范围较大，那么蓝室的物理尺寸就应该大。
2、蓝室的形状。蓝室，故名思意，在形状上应该别于蓝屏或蓝背景。它不仅有背景，而且应该有边墙、地板，而且颜色一致，这样才能满足摄像机运动，拍摄不同机位、角度镜头的要求。
3、蓝室的颜色。蓝室的颜色不一定局限于蓝色，也可以是红色、绿色，即可以是”红室”、”绿室”，甚至是其它颜色。然而使用蓝色的确有几个优点：蓝色可以很好地补偿皮肤色，并更好地保存皮肤色；心理学研究表明，人对蓝色的反感程度要次于绿色，演员及播音员在蓝色环境中工作会比在红色、绿色环境中工作更舒适。
4、为了使实际拍摄中打光容易操作，需要注意：正面临近墙的角度应大于90度，这可避免光线在墙壁间相互反射；蓝室的墙角应避免用折角，而应用圆角，这有助于减少灯光的明暗差异，这会使保留阴影变得更容易，否则需要在键控器上进行额外的调整来均匀明暗差异，这将使保留阴影变得困难。
三、灯光设计
在虚拟演播室中要得到真实感极强的前景与背景合成图像还有一个非常重要要素就是灯光。在虚拟演播室系统中有两套灯光布置：蓝室中真实灯光布置，以及虚拟场景中虚拟灯光布置（虚拟灯光是用计算机技术模拟真实的灯光效果，如同真实世界中产生真实感极强的模拟阴影、反射、折射等光影效果）。实际应用时要注意：
1、蓝室中真实灯光要均匀照亮蓝室，这才便于抠像，得到良好抠像效果。
2、调整真实灯光与虚拟灯光强度和方向，使真实灯光与虚拟灯光光照强度和方向一致，以保证前景与背景具有一致照明亮度和方向，这是增加合成图像效果真实感的一个重要因素。
3、增加真实感的另一个重要因素就是我们所熟悉的阴影。如果前景，如主持人，站在虚拟场景中，光秃秃的没有阴影，则好像浮在空中一样，显然缺乏真实感，因此在应用虚拟演播室时要处理好阴影问题。阴影与灯光好比一对孪生姊妹，有灯光就必定产生阴影，在此对阴影作特别论述。我们将阴影的应用分为四种情况：A、真实阴影投射到真实物体上；B、真实阴影投射到虚拟物体上；C、虚拟阴影投射到虚拟物体上；D、及虚拟阴影投射到真实物体上。在演播室里，真实场景在真实灯光的作用下就会产生真实阴影投射到真实物体上的现象；在虚拟的场景里，虚拟物体在虚拟灯光的作用下就会产生虚拟阴影投射到虚拟物体上的现象，这对我们来说，已不足为奇。虚拟演播室的独特之处在于，可制作出将真实阴影投射到虚拟物体上，将虚拟阴影投射到真实物体上效果。虚拟演播室可以产生这样的键：仅让物体阴影投射到蓝地板或蓝墙面上的区域透明。通过该键的作用，使得虚拟背景或场景相对应的区域变暗，产生阴影效果，这样便可制作出把真实阴影投射到虚拟背景或虚拟地板上的效果。至于，将虚拟阴影投射到真实物体上的技术尚在研究试验之中，可能实现的技术是：计算出摄像机信号的深度图谱信息，并将其提供给深度合成器来实现。阴影的巧妙应用确实会合成出真实感极强的图像效果。
4、产生前景真实阴影投射到特定虚拟物体上：如要使真实阴影投射到规则的虚拟物体上，如虚拟的墙壁上，则应在蓝室中相应位置放置一堵蓝墙，让前景将阴影投射到蓝墙上，将阴影随前景一同提取，然后合成到虚拟的墙壁上；如要使阴影投射到不规则的虚拟物体上，则只能近似地大体模拟，很难准确模拟，效果较难保证。
[关键词]虚拟演播室 蓝室 灯光 阴影
中图分类号：F571 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）37-0035-01
一、引言
虚拟演播室技术是将现场实时视频与计算机三维图形所创造的虚拟场景通过色键处理，完美地融合在一起的一种新型电视节目制作系统。虚拟演播室技术早已在军事、航空、科研、气象、建筑等领域得到广泛应用，也早已应用于影视制作领域。虚拟演播室现已逐渐应用于各级电视制作机构，广泛应用于各类电视节目的制作中。随着虚拟演播室相关技术不断开发出来、系统功能不断完善提高，应用范围不断地扩大，虚拟演播室的优点也逐步体现出来：
1、虚拟演播室给电视节目创作带来的影响，首先表现为、并且也是最重要的一点就是给编创人员带来创作思维的改变。以前，编创人员的创作思维要受实际物理条件、时空条件限制，总要考虑节目的可拍摄性、可制作性，这大大束缚了编创人员的创作思维活动，给电视节目的创作带来的影响可想而知。虚拟演播室可以使编创人员的创作思维任意驰骋，将编创人员创作思维活动发挥到了极点。虚拟演播室的应用拓宽了编创人员的想象空间，虚拟场景可以是真实的模拟，也可以是想象中的虚构世界，不受现实的物理条件、时空条件的限制。在电视制作领域里，“不怕做不到，只怕想不到”的时代已经来临。电视精品不断出现，大大满足了观众口味。
2、不需要搭建实景、不占用演播室制景、拆景时间，省去庞大的道具仓库，缩短了节目制作周期，节约了人力、物力、财力。制作成本大幅降低，周期大幅缩短，极大迎合了电视节目制作机构的心理需求。
3、可更方便地更换虚拟场景，使各档节目连续录制，提高了演播室利用率。虚拟场景能随时修改，反复利用。场景文件的交换、传送也极为方便，可有效实现虚拟场景的共享。随着网络传输技术对虚拟演播室的支持，地域条件对电视节目制作的限制也不复存在，甚至可两地、数地同时同制一台节目。
4、巧妙地运用虚拟演播室，可在小的演播室拍摄出大场面、大气派、令人感觉耳目一新的场面。
这些优点已使得传统演播室无法与虚拟演播室相媲美。虚拟演播室新技术的开发并未停止，随着其它相关新技术，如虚拟阴影及反射技术、虚拟散焦技术、高速数字视频处理技术不断开发，会不断出现虚拟演播室新的应用，也将展现出虚拟演播室更多优点。
的确，目前人们对虚拟演播室关注的焦点主要集中在新技术开发、新功能应用，这是由电视制作应用新需求的产生而决定，也是由新技术不断发展创新规律所决定。但是在我们不断关注虚拟演播室新技术、新应用时，不可忽视虚拟演播室系统的一个重要组成部分——蓝室及灯光。并且实践证明，该部分对能否成功应用虚拟演播室，对保证电视节目质量起有重要作用。本篇，便就虚拟演播室的蓝室及灯光设计做一点探讨。
二、藍室设计
电视合成图像极大地丰富了电视节目，给广大观众带来耳目一新的感觉，同时也极大地方便了电视节目制作。电视合成图像得益于键控技术的产生与应用，特别是色键。但是在实际应用中，色键的不足之处也逐渐表现出来：
1、当使用固定镜头时，会由于拍摄前景和背景使用不同的镜头焦距而造成视角不一致，同一画面中前景难以融入背景中。两镜头焦距相差愈大，不良效果愈强。
2、当拍摄前景图像的摄象机作推、拉、摇、移等运动时，合成图像中的背景图象不能同步运动，从而产生了前景图像在背景图像上浮动的感觉，缺乏真实感。
总之，色键没有保持住背景和前景之间存在的空间关系，使得前景没能融入到背景中，从而限制了色键的使用。与色键相比，虚拟演播室的应用一个最大不同之处就是可以解决前景与背景同步变化的问题，保持了前景与背景一致的透视关系，合成画面真实感强。因此，虚拟演播室需满足机位改变的要求，也就是说，虚拟演播应用中，摄像机可以做推、拉、摇、移等动作。
在键控技术中，所使用的是一幅蓝屏或蓝背景，这样便可完成抠像、合成图像的过程。但在虚拟演播室中，由于要考虑至拍摄对象运动及摄像机运动，仅使用蓝背景已不能满足需要了，只有设计蓝室才能满足要求。蓝室设计要考虑以下几方面：
1、蓝室的大小。一般来说蓝室的大小并无严格规定，主要取决于虚拟演播室的用场。如果拍摄对象（节目主持人、演员）数量少，且其活动范围不大，那么蓝室的物理尺寸就小；如果拍摄对象数量多，且其活动范围较大，那么蓝室的物理尺寸就应该大。
2、蓝室的形状。蓝室，故名思意，在形状上应该别于蓝屏或蓝背景。它不仅有背景，而且应该有边墙、地板，而且颜色一致，这样才能满足摄像机运动，拍摄不同机位、角度镜头的要求。
3、蓝室的颜色。蓝室的颜色不一定局限于蓝色，也可以是红色、绿色，即可以是”红室”、”绿室”，甚至是其它颜色。然而使用蓝色的确有几个优点：蓝色可以很好地补偿皮肤色，并更好地保存皮肤色；心理学研究表明，人对蓝色的反感程度要次于绿色，演员及播音员在蓝色环境中工作会比在红色、绿色环境中工作更舒适。
4、为了使实际拍摄中打光容易操作，需要注意：正面临近墙的角度应大于90度，这可避免光线在墙壁间相互反射；蓝室的墙角应避免用折角，而应用圆角，这有助于减少灯光的明暗差异，这会使保留阴影变得更容易，否则需要在键控器上进行额外的调整来均匀明暗差异，这将使保留阴影变得困难。
三、灯光设计
在虚拟演播室中要得到真实感极强的前景与背景合成图像还有一个非常重要要素就是灯光。在虚拟演播室系统中有两套灯光布置：蓝室中真实灯光布置，以及虚拟场景中虚拟灯光布置（虚拟灯光是用计算机技术模拟真实的灯光效果，如同真实世界中产生真实感极强的模拟阴影、反射、折射等光影效果）。实际应用时要注意：
1、蓝室中真实灯光要均匀照亮蓝室，这才便于抠像，得到良好抠像效果。
2、调整真实灯光与虚拟灯光强度和方向，使真实灯光与虚拟灯光光照强度和方向一致，以保证前景与背景具有一致照明亮度和方向，这是增加合成图像效果真实感的一个重要因素。
3、增加真实感的另一个重要因素就是我们所熟悉的阴影。如果前景，如主持人，站在虚拟场景中，光秃秃的没有阴影，则好像浮在空中一样，显然缺乏真实感，因此在应用虚拟演播室时要处理好阴影问题。阴影与灯光好比一对孪生姊妹，有灯光就必定产生阴影，在此对阴影作特别论述。我们将阴影的应用分为四种情况：A、真实阴影投射到真实物体上；B、真实阴影投射到虚拟物体上；C、虚拟阴影投射到虚拟物体上；D、及虚拟阴影投射到真实物体上。在演播室里，真实场景在真实灯光的作用下就会产生真实阴影投射到真实物体上的现象；在虚拟的场景里，虚拟物体在虚拟灯光的作用下就会产生虚拟阴影投射到虚拟物体上的现象，这对我们来说，已不足为奇。虚拟演播室的独特之处在于，可制作出将真实阴影投射到虚拟物体上，将虚拟阴影投射到真实物体上效果。虚拟演播室可以产生这样的键：仅让物体阴影投射到蓝地板或蓝墙面上的区域透明。通过该键的作用，使得虚拟背景或场景相对应的区域变暗，产生阴影效果，这样便可制作出把真实阴影投射到虚拟背景或虚拟地板上的效果。至于，将虚拟阴影投射到真实物体上的技术尚在研究试验之中，可能实现的技术是：计算出摄像机信号的深度图谱信息，并将其提供给深度合成器来实现。阴影的巧妙应用确实会合成出真实感极强的图像效果。
4、产生前景真实阴影投射到特定虚拟物体上：如要使真实阴影投射到规则的虚拟物体上，如虚拟的墙壁上，则应在蓝室中相应位置放置一堵蓝墙，让前景将阴影投射到蓝墙上，将阴影随前景一同提取，然后合成到虚拟的墙壁上；如要使阴影投射到不规则的虚拟物体上，则只能近似地大体模拟，很难准确模拟，效果较难保证。