虚拟演播室中的摄像机定位和布光技术

刘　峻

（作者单位：常州广播电视台广电技术部）



虚拟演播室中的摄像机定位和布光技术

刘峻

（作者单位：常州广播电视台广电技术部）

摘 要：目前，广播电视正逐渐朝着数字化的方向发展，虚拟演播室也得到了广泛的运用。新型虚拟演播室对摄像机定位技术和布光技术等，都具有更高要求。首先，从图像识别定位跟踪技术、传感器机电定位跟踪技术、红外线定位跟踪技术和超声波定位跟踪技术这几方面，分析虚拟演播室中几种摄像机定位技术的优缺点，然后从主光、辅助光、逆光、背景光、眼神光这几方面，分析虚拟演播室中的布光技术。

关键词：虚拟演播室；摄像机定位；布光技术

在虚拟演播室中，通常会需要用摄像机定位技术和布光技术。摄像机的定位属于十分重要的环节，是大多数虚拟演播室需要用到的核心技术。摄像机的定位技术有许多种，每种不同的技术都有其优点和缺点，需要根据实际情况进行选用。而若要发挥艺术想象力，在有限的虚拟演播室空间内布置出充满创意的场景，就要选择合理的布光技术，突出灯光的作用，提高虚拟演播室节目播出的质量。

1 虚拟演播室中的几种摄像机定位技术优缺点分析

1.1 图像识别定位跟踪技术

图像识别定位跟踪技术主要是采用了模式识别运算法，计算并解析摄像机拍到的目标影像，再展开匹配和辨识工作，获取摄像机的各种技术参数。这一定位跟踪技术的优点是可以不必在摄像机上安装附加设备，减少了安装带来的麻烦，且增加机位不需要耗费过多成本。

1.2 传感器机电定位跟踪技术

这类定位跟踪技术是运用了装置于摄像机镜头上的运动参数编码器，借此获得摄像机的横摇、俯仰、变焦、聚焦和平移等方位信息与活动参数。该定位技术的优点是不需要进行过于繁复的运算，所获得的数据基本没有延迟现象，参数也十分精准，还可以支持多台摄像机同时运作，成像方便。缺点就是需要替每一架摄像机安置传感器，这一步骤会耗费较高成本，且技术难度也很高。如果该定位系统发生重启，则虚拟演播室还需进行再次校正。

1.3 红外线定位跟踪技术

该定位技术是运用了红外线LED目标，将其安装于虚拟演播室的摄像机上。这种目标重量很轻，可由顶部与侧面发射出光线。进行初始处理过后，红外线检测仪器就会追踪摄像机，对其进行定位。

1.4 超声波定位跟踪技术

该定位技术是运用超声波讯号进行多点发射与接收。超声波定位是利用了陀螺仪实施定位，并采取模糊辨别处理，找到摄像机的具体方位。这类定位技术的优点是摄像机行动起来较为便捷，不会受到各种因素的限制，且在定位范围内能够获得较高的精度，误差仅在1mm内。该技术所需的运算量小，延迟不高。

2 虚拟演播室中的布光技术分析

2.1 主光

主光就是用于体现目标物体外形与状态的主要光源。在大多数虚拟演播室内，主光通常都是采用柔光，其光线较为柔和、均匀。主光灯通常会放在主持人的左前端位置，呈弧形排列，并稍稍朝下倾斜。如果从水平角度看，主光灯是处在主持人和摄像机连线左边0～45°角，其高度和主持人保持30～45角°，重点强调主持人形象，加强人物外貌质感。

2.2 辅助光

这类光线的作用是改良主光产生的阴影，可以强调出侧边的形态，展现出目标事物的外观，其特征是较为柔和、细腻，可以把昏暗的地方照亮。辅助光灯源大多是处于主持人的右前端，也是呈弧形排列，灯光稍稍往下方倾斜。如果从水平角度观察，辅助光灯源则处在主持人和摄像机连线右边0～45°角中，其高度和主持人保持25～30°角。

2.3 逆光

逆光也可以叫做轮廓光，这类光线是从后面也就是与摄像机对立的方位照向主持人，主要可以体现出主持人所处的背景轮廓线条与空间状态，还可以强化镜头的纵深感，使光线显得更加立体。逆光的光度需要比主光更强，大多是选用硬光，即螺纹聚光灯。这种光线比较集中，可以和别的光线区分开来，不容易遭到其余光的影响。逆光灯要安装在主持人后面两边的对称位置，不能高于目标事物的顶部。

2.4 背景光

背景光的主要作用就是映照背景的布置，强调背景的层次感与立体感。在目前的虚拟演播室中，大多会选用三基色柔光灯作为背景光源，其照射面积较广，亮度也很高。采用背景光时，要注意光线简洁，不能喧宾夺主。

2.5 眼神光

眼神光的主要作用就是去除主持人眼窝、鼻子、嘴角等部位的阴影，从而进一步完善造型工作。眼神光灯源应位于摄像机右边10°角左右，照射角度稍稍朝上。

3 结语

摄像机定位技术是虚拟演播室中必不可少的技术，虚拟演播室在选用摄像机定位技术时，要充分考虑虚拟演播室类型、摄像机动作需求、时间长短、定位精度等多方面的因素，选出最合适的定位技术。而虚拟演播室在选择布光技术时，则要依据节目特点与主持人的外形特征，调节灯光方位，并结合灯光亮度、光比、角度、坐标等因素，尽力拍出最美的画面。

参考文献：

[1]李龙．虚拟演播室节目制作的照明及布光技术[J]．影视制作,2009(10)．

[2]韩振雷．虚拟演播室的技术特点及布光要求[J]．演艺科技,2010(5)．