虚拟演播室技术的实践应用探索_张翼.pdf

82电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)ACQUISITION&PROGRAMMING采集与制作文献引用格式：张翼.虚拟演播室技术的实践应用探索 J.电视技术，2023，47（1）：82-84.ZHANG Y.Exploration on the practical application of virtual studio technologyJ.Video Engineering，2023，47（1）：82-84.中图分类号：TN948.13 文献标识码：A DOI：10.16280/j.videoe.2023.01.018虚拟演播室技术的实践应用探索张 翼（郑州广播电视台，河南 郑州 450000）摘要：近些年，随着互联网信息时代的发展，人们获取信息的速度愈发快、方式愈发多样且具有碎片式获取特征。对此，电视台应增强电视节目制作的时效性、创新性，以此获取观众注意。其中，虚拟演播室技术发挥着重要作用，其既能突破传统的审美模式，还能采用科学、合理的手段，提高电视节目的播出质量与效果，优化电视节目体系，为电视节目制作者提供新思路、新路径。为此，详细介绍虚拟演播室技术的原理，阐述其关键技术，探索虚拟演播室在广播电视领域的实践应用。关键词：虚拟演播室技术；技术原理；节目应用Exploration on the Practical Application of Virtual Studio TechnologyZHANG Yi(Zhengzhou Radio and TV Station,Zhengzhou 450000,China)Abstract:In recent years,with the development of the Internet information age,people get information more quickly,in more diverse ways and with the characteristics of fragmented access.In this regard,TV Station should strengthen the timeliness and innovation of TV program production in order to obtain the attention of the audience.Among them,virtual studio technology plays an important role.It can not only break through the traditional aesthetic model,but also use scientific and reasonable means to improve the broadcast quality and effect of TV programs,optimize the TV program system,and provide new ideas and new paths for TV program producers.Therefore,this paper introduces the principle of virtual studio technology in detail,expounds its key technologies,and explores the practical application of virtual studio in the field of radio and television.Keywords:virtual studio technology;technical principle;program application0 引 言互联网信息技术推动了我国广播电视领域的进步。制作电视节目时引进先进技术如虚拟演播室技术，能优化电视节目制作模式，节省制作资源如人力、物力与财力等，提高制作效果，让场景更加美观、绚丽，满足观众多样化的观看需求。因此，电视台应重视虚拟演播室技术的应用，以提高电视节目制作水平。1 虚拟演播室技术概述虚拟演播室是一种新兴、先进的电视节目制作技术，以数字化为核心特征。虚拟演播室技术融合了传统的演播室色键抠像技术和计算机虚拟现实技术，通过结合摄像机摄制的图像和计算机打造的虚拟场景，打造出精彩纷呈的虚拟世界。从实质分析，虚拟演播室技术就是在演播室中运用虚拟技术。虚拟演播室系统运行过程中，能将摄像机摄制的真实场景或各类信息数据传输到计算机中，并根据真实摄像机的情况调控虚拟摄像机，提高二者的配合度与契合性。最后，计算机所制作的各类图像，能深度融入到虚拟世界中，形成堪比现实演播室情境的场景1。虚拟演播室技术原理是：由真实演播室摄像机与虚拟摄像机共同开展录制工作，其摄制的图像与计算机打造的二维、三维图形深度融合，创造出一个绚丽、奇妙的演播室情境。虚拟演播室中，计算机打造的图形、动画等，统称为虚拟背景、场景。摄 电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)83ACQUISITION&PROGRAMMING采集与制作像机摄制的事物，统称为前景图像。2 虚拟演播室系统的关键技术2.1 摄像机跟踪技术在虚拟演播室技术中，摄像机跟踪技术是非常关键的一部分。通过摄像机跟踪技术，能获得摄像机在演播室中的实时位置、相应参数等，为演播室系统虚拟背景提供可靠依据。此技术由机械传感技术、图像识别技术和红外跟踪技术等构成。机械传感技术将传感器设置于摄像机三脚架处，能获得计算机的具体位置、相应数据等2；图像识别技术在工作期间能获取摄像机运动参数，实现全方位、无死角的摄制；红外跟踪技术作为新兴、先进的摄像机跟踪技术，利用红外线收发装置监测所摄制对象、明确摄像机具体位置。2.2 虚拟场景生成技术虚拟场景生成技术主要利用图像工作站渲染图像，在掌握摄像机分辨率等参数后，图像云台可提取、处理这些参数，立足于节目内容，通过虚拟场景创造现实中难以见到的特殊场景或还原某类事件发生的场景等。如今，我国多数电视台演播室均采用此种技术渲染视频，连接编辑界面和渲染器，线上调整、处理各类参数，然后将人物素材进行视频合成，提高图像处理效果。当前，三维虚拟场景产生主要分为预生成三维虚拟场景、真三维虚拟场景两类形式。2.3 色键合成技术观众所看到的节目画面，其实是在虚拟演播室中由前景图像和虚拟背景合成的，其主要运用色键合成技术。在电视节目制作领域，色键技术非常常见。摄像机摄制的画面经过色键路线处理后，形成键信号，与背景具有一致性。主持人在蓝色背景中主持节目，键信号去除蓝色画面，将主持人影像置入画面内，主持人仿佛就处于背景画面中，此种方法即抠像。运用虚拟演播室色键合成技术时，其背景由计算机制作，实时摄制的前景摄像机既能开展拍摄工作，也能管控背景画面。色键合成技术保留了传统电视色键技术的优势，能让摄像机与背景保持同步。摄制时，若摄制对象发生变化，前景摄像机真实摄制，由计算机提前制作的背景图像和实时画面在传输过程中动态合成。在虚拟演播室中，此种合成是关键所在3。3 虚拟演播室技术应用的重要性当前，虚拟演播室技术是计算机技术融入电视制作领域的重要标志之一。相比于传统的演播室，其技术含量更高、自由度更广、创作空间更大。在如同蓝箱子一般的拍摄空间中，主持人、演员等置身其中，前景摄像机摄制真实对象、场景等，其运动效果进入虚拟场景中。虚拟演播室具有实时抠像等特征，能满足电视制作领域提高摄制效果、降低成本等要求。第一，能降低制作成本，提高空间利用效果。在电视制作领域，一个演播室需要负责多种节目制作，如新闻类节目、访谈类节目等。不同节目需要安排不同的道具、布景等，与节目内容、特征等充分适配。但受时间、经费等因素影响，不能为一档节目单独分配一个演播室，独立制作。三维虚拟场景能降低节目制作成本，不需要多次搭建布景等，提高了空间利用效果，即使在小型演播室中也能塑造大场景，视觉效果非常好。第二，能提高节目视觉效果。虚拟演播室技术能让节目画面表现力更加丰富、多样，立体化、动态化地呈现节目内容，进一步传播、说明节目内容，提高了传播效果。第三，能满足观众各类观看要求。虚拟演播室技术既能向观众传递信息，也能将节目中抽象、单调的理论知识趣味化、形象化，提高观众的观看体验。4 虚拟演播室技术的应用实践4.1 应用流程4.1.1 制作方案想要制作电视节目并达到理想效果，应先制定节目方案。某种程度上，节目方案即剧本。通常情况下，此类方案应详细、深入，细节到主持人位置改变时，虚拟场景是否需要相应调整等。精细、详实的方案能防控拍摄风险，如摄像机位置改变后，像素也发生改变等。同时，制作节目前深化、细化方案内容，还能根据方案要求预设三维场景，进一步提高节目场景效果4。4.1.2 制作三维图像根据上文可知，虚拟演播室的制作方法非常丰富、多样，通过图像形成与合成系统能改变传统演播室的制作观念、提高制作效果。因此，制作节目时可84电视技术 第 47 卷第 1 期(总第 566 期)ACQUISITION&PROGRAMMING采集与制作采用三维动画等技术，满足多样化的节目制作要求并提高制作质量。实践过程中，要根据相应标准与要求等考虑是否制作或如何实现三维动画、图形等。4.1.3 配合场景采用虚拟演播室技术制作三维图像后，要依据场景要求，通过转变图像格式，将场景纳入系统目录中，然后再进入虚拟演播室环境中。简单来说，就是在虚拟环境中加入三维图像，可将其直接运用到节目制作中，能节约运算时间、提高制作效率。如果节目需要开展特定表演活动，也能利用三维图像直接衔接。其中，场景配合指的是，主持人主持节目时，不会出现人物与虚拟场景错位或异常等问题，二者能有效配合。从技术角度进行分析，虽然计算机技术快速发展、持续革新，在短时间内出现多种新技术或新功能，但仍需立足现实进行讨论，节目制作人与导演应落实各项工作细节，从领悟他人想法进行创作转为自主创作方案。此种现象，就是虚拟演播室技术带来的成果之一，既能提高节目制作质量与效果，为观众提供更好的画面质感，又扩大了导演的工作范围，对制作人员提出更高层次的要求。由此，必须正确认识、应用虚拟演播室技术，真正实现广播电视节目制作目标。4.1.4 调控现场对于传统演播室来说，虚拟演播室技术能调整与优化环境设置。例如，传统演播室需要根据节目制作要求布置相应场景，但是虚拟演播室技术设置了蓝色场景并利用技术动态调整、布设场景，在此技术环境下，摄像机仅需要跟踪主持人，后续摄制依靠虚拟场景控制完成。此种场景的拍摄模式，需要实时控制，保证现场情况稳定。若发生意外状况，如摄像机摄制非对象内容、场景等，可利用软件处理。在虚拟演播室系统中，控制系统处于核心地位，能掌握并实现导演想法，但需要工作人员熟练操作软件、增强与导演的配合性，以此达成理想效果。综上，虚拟演播室技术能融合多类画面，符合现代化节目制作的基本理念，满足了制作的各类要求5。4.2 应用领域4.2.1 新闻类节目我国电视新闻领域率先运用虚拟演播室技术。众所周知，新闻类节目具有权威性、实时性等特征，要求多且严格，是我国电视节目体系非常重要的一部分。当前，多数新闻类节目均采用日播模式，具有较强的影响力。但是此种播放模式也会出现单向性传递信息等问题。由此，采用虚拟演播室技术，能推动新闻类电视节目创新发展，在维持新闻类节目传统优势的基础上，增强节目的时效性、提高观看效果，让观众能身临其境。4.2.2 综艺类节目当前，综艺类节目是非常火热的节目类型，娱乐效果非常强。综艺节目制作过程频繁运用了虚拟演播室技术。特别是网络自制综艺出现后，一方面加剧了节目竞争，另一方面提高了节目制作的技术水平。虚拟演播室技术要立足于节目本身，提高节目视觉效果、表现效果等，让画面质感更佳。4.2.3 访谈类节目访谈类节目以主持人与嘉宾为主体。二者在采访交流过程中，进行思想碰撞与观念分享。通常情况下，访谈内容非常丰富，如嘉宾自身经历等。