縣級電視臺虛擬演播室技術(shù)研究

縣級電視臺虛擬演播室技術(shù)研究董昭昌

（慶云縣融媒體中心，山東德州253700）

1虛擬數(shù)字技術(shù)在電視節(jié)目制作過程中的應(yīng)用

1.1虛擬演播室技術(shù)

虛擬演播室主要利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在既有的摳像技術(shù)上融入計(jì)算機(jī)虛擬功能，以此創(chuàng)造所需要的場景。根據(jù)維度劃分，虛擬演播室可分為二維和三維兩個(gè)類別。二維的區(qū)分并不明顯，而三維在普通三維和真三維之間還存在著明顯的區(qū)分。

二維虛擬演播室系統(tǒng)為基本產(chǎn)品，多用來滿足客戶的一些基本需要，無需復(fù)雜的步驟，且花費(fèi)比較少。二維系統(tǒng)所使用的圖像處理器硬件在錄制過程中，要求機(jī)位的移動和鏡頭不能改變，所以主持人的位置就容易發(fā)生變化，這樣一來就無法與背景保持一致，從而降低節(jié)目質(zhì)量。因?yàn)槭枪潭ê铣傻漠嬅?，所以畫面層次感比較差。由于散焦等問題的存在，所以時(shí)效性高的節(jié)目會首先考慮使用二維系統(tǒng)拍攝[1]。

區(qū)分二維系統(tǒng)和三維系統(tǒng)，主要以使用的攝像機(jī)和圖像是否進(jìn)行渲染為衡量標(biāo)準(zhǔn)。三維虛擬現(xiàn)實(shí)演播室技術(shù)最重要的就是動態(tài)遮罩技術(shù)，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對動態(tài)調(diào)節(jié)圖層的遮罩。

1.2虛擬植入技術(shù)

傳統(tǒng)的虛擬演播室技術(shù)主要是構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)場景，而虛擬植入技術(shù)則是將演播室變成虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，在這樣的背景下，虛擬植入技術(shù)在虛擬演播室技術(shù)的基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生[2]。應(yīng)用虛擬植入技術(shù)，首先需要通過三維軟件制作虛擬模型，然后再將其輸入至圖形處理器中，使之可以和傳感器從攝像機(jī)接收到的信息產(chǎn)生相應(yīng)的聯(lián)系，這樣可以確保虛擬模型與攝像機(jī)里的畫面同步，合成并加入至前景里，最后就可以得到電視機(jī)播放的畫面效果。

2虛擬演播室系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1攝像機(jī)跟蹤技術(shù)

攝像機(jī)跟蹤技術(shù)在運(yùn)作過程中可以得到攝像機(jī)于演播室中的具體位置及運(yùn)動參數(shù)，為虛擬演播室系統(tǒng)更好地模擬物體大小、虛擬背景提供相應(yīng)的技術(shù)支持[3]。攝像機(jī)跟蹤技術(shù)包括多個(gè)部分，如機(jī)械傳感技術(shù)等。為了得到計(jì)算機(jī)位置、運(yùn)動數(shù)據(jù)，需要在攝像機(jī)的三腳架、底座上安置傳感器。若想得到精準(zhǔn)運(yùn)動透視數(shù)據(jù)，還需在攝像機(jī)鏡頭前加裝聚焦傳感器。

2.2圖像識別技術(shù)

圖像識別技術(shù)是一種運(yùn)動估測算法，可以精準(zhǔn)計(jì)算實(shí)時(shí)移動畫面并獲取攝像機(jī)的運(yùn)動參數(shù)信息。圖像識別技術(shù)可以有效改善使用傳感器攝像機(jī)拍攝過程中校準(zhǔn)難的問題，利于攝像機(jī)不同角度的拍攝。

2.3紅外跟蹤技術(shù)

紅外跟蹤技術(shù)是一種全新的攝像機(jī)跟蹤技術(shù)，主要利用紅外線收發(fā)裝置檢測人、攝像機(jī)在現(xiàn)場的具體位置。

2.4虛擬場景生成技術(shù)

近年來，虛擬演播室的背景、場景的生成均離不開計(jì)算機(jī)的輔助。按照節(jié)目播放的內(nèi)容，計(jì)算機(jī)能夠通過制作虛擬場景來還原一些場景和稀奇的景象?？梢哉f，正是因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)的加持，才為節(jié)目制作包裝團(tuán)隊(duì)提供了更多的選擇。三維虛擬場景的產(chǎn)生包括預(yù)生成三維虛擬場景和真三維虛擬場景[4]。

預(yù)生成三維虛擬場景首先在建模軟件中創(chuàng)建三維模型，然后在每架虛擬攝像機(jī)上提前生成所需要的影像畫面，并將其視為虛擬背景，以此完成與真實(shí)攝像機(jī)的匹配。虛擬場景建立后，就不能再移動各個(gè)攝像機(jī)的位置。該技術(shù)產(chǎn)生的形式還原度極其高。

真三維虛擬場景是以三維虛擬場景生成的形式建立模型，可以在具體操作過程中實(shí)現(xiàn)鏡頭移動、運(yùn)動參數(shù)的一致性。該種虛擬場景生成方式的操作不會受到諸多約束。

預(yù)生成三維和真三維兩種形式的區(qū)別在于是否可以實(shí)時(shí)讀取、渲染場景源文件。預(yù)生成三維生成虛擬場景的方式無需過多復(fù)雜的步驟，而真三維則需要燈光調(diào)試等操作的支持，正因如此，也使得真三維生成虛擬場景的功能更多。在場景設(shè)計(jì)過程中，預(yù)生成三維通過采用前后景合成法，可以有效防止場景設(shè)計(jì)受到其他條件的限制，進(jìn)而設(shè)計(jì)出更好的場景。真三維主要是實(shí)時(shí)渲染場景源文件，場景效果的好壞極易受到計(jì)算機(jī)配置等方面的影響。所以通過對比上述兩種方式可發(fā)現(xiàn)，預(yù)生成三維適用于制作時(shí)間短、實(shí)效性高的節(jié)目，而真三維則適用于視覺效果和靈活性強(qiáng)的節(jié)目。

2.5色鍵合成技術(shù)

前景圖像與虛擬背景合成后就是虛擬演播室錄制的畫面，其中使用的就是傳統(tǒng)色鍵合成技術(shù)。利用計(jì)算機(jī)可以制作虛擬演播室色鍵合成技術(shù)中的背景畫面。拍攝實(shí)時(shí)畫面的前景攝像機(jī)需要同時(shí)兼顧拍攝和背景畫面控制工作。虛擬演播室色鍵合成技術(shù)可以通過改善傳統(tǒng)色鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)和背景同步運(yùn)動的目標(biāo)[5]。

3縣級電視臺應(yīng)用虛擬演播室技術(shù)的必要性

虛擬演播室技術(shù)在電視制作領(lǐng)域頗具代表性，對比傳統(tǒng)的演播室而言，其所使用的技術(shù)更先進(jìn)，且創(chuàng)作空間也更多。主持人或演員站在諸如藍(lán)箱的房間里，由前景攝像機(jī)對其進(jìn)行拍攝，鏡頭里的運(yùn)動情況就會同步在由計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的虛擬背景中。虛擬演播室具有實(shí)時(shí)摳像等技術(shù)特點(diǎn)，使得電視節(jié)目制作者開始加強(qiáng)對其的關(guān)注和重視。

3.1節(jié)約節(jié)目制作成本

對于大部分節(jié)目制作單位來講，同一個(gè)演播室需要進(jìn)行新聞?lì)?、訪談?lì)悺⑸罘?wù)類等多種節(jié)目，因?yàn)楣?jié)目之間存在差別，所以布景、道具的安排均要符合節(jié)目的要求。然而，因?yàn)橹谱鹘?jīng)費(fèi)及周期等方面的約束，要想實(shí)現(xiàn)“一節(jié)目一演播室”的資源配置目標(biāo)，存在非常大的難度。對此，相關(guān)部門必須將更多的心思放在場景的布置上。虛擬演播室使用三維虛擬場景制作節(jié)目，因此加快了制作的速度，并有效減少了節(jié)目制作成本的支出。一般地，計(jì)算機(jī)制作虛擬背景需要4天左右的時(shí)間，這樣一來，使用虛擬演播室，可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)內(nèi)錄制多個(gè)不同場景的節(jié)目。不但如此，虛擬演播室能夠完成一般電視節(jié)目所需的場景，即使是非常小的演播室，也可以營造出大場景的視覺效果，顯著提高了空間利用率。

3.2增強(qiáng)節(jié)目的視覺效果與傳播信息的能力

虛擬演播室技術(shù)的應(yīng)用，可以讓整個(gè)節(jié)目的畫面不再單一，而且能夠立體展現(xiàn)節(jié)目中著重突出的內(nèi)容，創(chuàng)造出強(qiáng)大的視覺效果。同時(shí)，節(jié)目中虛擬場景的展現(xiàn)，可以突出節(jié)目內(nèi)容的重點(diǎn)，以此更好地還原整個(gè)事件的過程，提高節(jié)目傳播信息的能力。

3.3貼合受眾的心理需求

虛擬演播室技術(shù)不但可以為受眾提供信息，還能夠豐富視覺效果，以更形象的方式展示晦澀難懂的語言和專業(yè)的理論，這樣方便受眾更直觀地了解節(jié)目內(nèi)容，并深化其對節(jié)目內(nèi)容的理解，讓受眾在獲取信息的同時(shí)，還可以得到視覺上的沖擊。

3.4節(jié)目制作創(chuàng)意無限

傳統(tǒng)演播室在搭建和布置演播室的過程中，很容易扼殺節(jié)目制作者的想法。而采用虛擬演播室制作節(jié)目，則可以充分發(fā)揮節(jié)目制作者的想象力和創(chuàng)造力。在并不大的演播室空間里，制作者可以依照節(jié)目內(nèi)容的實(shí)際需要，讓所想象出來的“金點(diǎn)子”可以被觀眾看到，進(jìn)而提高節(jié)目質(zhì)量。虛擬演播室技術(shù)能夠讓制作者在并不是非常大的空間里創(chuàng)造出盛大的場面，讓節(jié)目創(chuàng)作更具新意，給觀眾帶來不一樣的體驗(yàn)。

4縣級電視臺虛擬演播室技術(shù)的應(yīng)用

4.1應(yīng)用前景

由于國家、省級等上級電視媒體在資金、技術(shù)、人才等方面的條件明顯優(yōu)于縣級電視臺，使得縣級電視臺的播報(bào)內(nèi)容和形式根本無法引起受眾的關(guān)注。久而久之，就會使得縣級電視臺出現(xiàn)收視慘淡的情況。對此，縣級電視臺需要盡早調(diào)整和改變電視播報(bào)的內(nèi)容和形式，引進(jìn)更多相關(guān)行業(yè)的優(yōu)秀人才，打破如今縣級電視臺發(fā)展面臨的種種困境，改善不足，發(fā)揚(yáng)優(yōu)勢，并根據(jù)當(dāng)?shù)卣谓?jīng)濟(jì)發(fā)展的走勢及觀眾的需要，走出一條具有特色的電視傳媒發(fā)展之路。

4.2應(yīng)用技術(shù)

現(xiàn)如今，一些縣級電視臺應(yīng)用的技術(shù)包括正版非編字幕軟件、高清非編等，以此達(dá)到評分和統(tǒng)計(jì)文稿的目標(biāo)。48口萬兆交換機(jī)、SAS硬盤、高清音視頻延時(shí)器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)演播室電視主播、互動功能等，提高制作節(jié)目的質(zhì)量。隨著虛擬技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，虛擬技術(shù)的應(yīng)用范圍也在日益擴(kuò)大。電視行業(yè)開始積極致力于虛擬演播室的發(fā)展，該技術(shù)的飛速發(fā)展，對我國影視技術(shù)有著明顯的推動作用。

4.3應(yīng)用案例

近年來，虛擬演播室系統(tǒng)開始被頻繁應(yīng)用于新聞節(jié)目，究其原因，主要是因?yàn)椴捎锰摂M數(shù)字技術(shù)能夠精準(zhǔn)記錄新聞事件。正是有了虛擬數(shù)字技術(shù)的加持，新聞事件才能夠還原當(dāng)時(shí)的場景，能夠非常清楚地交代出故事，并且畫面質(zhì)量比較好，有效提高了新聞報(bào)道事件的真實(shí)性。在新聞采訪的過程中應(yīng)用虛擬技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)主持人與記者的實(shí)時(shí)互動，當(dāng)記者拍攝未及時(shí)傳回現(xiàn)場畫面時(shí)，虛擬數(shù)字技術(shù)就能夠?qū)⒂浾呙枋龅沫h(huán)境、事發(fā)過程制作成虛擬圖像，實(shí)現(xiàn)觀眾收到畫面的同步性，提高了節(jié)目的效果。另外，人物訪談節(jié)目也可使用虛擬演播室技術(shù)，比如，可以將場景畫面進(jìn)行裝飾，添置具有觀賞性的植物及擺設(shè)，這樣就可以讓電視臺錄影棚在進(jìn)行人物訪談節(jié)目時(shí)的