广播电视台高清虚拟演播室的技术及应用

郭奕进

（作者单位：福建广电网络集团股份有限公司）



广播电视台高清虚拟演播室的技术及应用

郭奕进

（作者单位：福建广电网络集团股份有限公司）

摘 要：近些年，随着我国高清电视技术的蓬勃发展，各广播电视台推出了可以满足高清数字电视发展需求的高清虚拟演播室。对此，本文主要对广播电视台高清虚拟演播室设计的思路、特点及其在实际中的应用，进行系统论述。

关键词：广播电视台；演播室；高清虚拟技术

虚拟演播室是基于现代计算机及色键抠像技术而开发出的新式演播技术，它避免了在演播室搭建复杂的实景，只需要运用三维动画软件，即可在演播室营造出身临实境般逼真的三维立体景象，大大节省了由于传统场景布置所导致的道具和人力成本，为节目制作人员提供了更加广阔的创作空间。这一新式演播技术地运用，不仅极大拓宽了节目录制的形式，提升了电视台节目的品质，还为这个领域未来的发展提供了新的方向。

1 广播电视台高清虚拟演播室设计思路

广播电视台高清虚拟演播室的设计思路，是以虚拟与现实相结合为基础，并且要同时满足高清实景录制及现场直播这两个方面的功能要求。所以，接入虚拟演播室的设备，必须具备常规节目录制、虚拟节目录制及场景植入等各个方面的功能。由于电视台演播室需要满足各种节目的录制要求，包括访谈类、新闻类、专题类等，所以，录制节目的摄像机必须能满足快速定位、移动拍摄等需要。所以，在该项目设计初期，设计人员着重研究了虚拟系统中图形工作站渲染和输出能力，并且调查了虚拟系统在实际中成功运用的案例。通过调查对比目前市场上各个厂家的摄像定位方式、虚拟场景的布置能力及市场的认可度，本台最终选择了目前较为先进的Pro-Set高清虚拟演播室系统，其是一套具有双通道、四机位及各清晰度兼容的真三维虚拟系统。

2 广播电视台高清虚拟演播室的特点

2.1 主要特点

本台高清虚拟演播室选用的Orad系统，是以网格跟踪为主、红外线传感及机械传感相辅的新型跟踪系统，性能领先于现今行业中各种单一跟踪方式的系统；虚拟演播室中，摄像机可以最大程度自由移动拍摄，包含肩式摄像机、滑行轨道式摄像机及摇臂式摄像机等多种不同类型，支持360°无死角拍摄范围，并且可以快速安装和定位；在某些情况下，该高清虚拟演播室系统可以作为一个独立系统单独工作，也可以附属一个大的系统共同工作；在数据连接这一方面，虚拟演播室系统与外界数据库之间，相互连接无障碍；具有混合播放并加载多种场景的能力，支持播放目前市面上所有主流视频格式。

2.2 系统类型

第一，网格传感。网格识别传感，无需对摄像机进行改装就可以实现，具有简便、易操作等优点。

第二，机械传感。机械传感器具有360°范围内感知摄像机各项运行参数的优点，在很大程度上，弥补了网格传感在感知范围上的不足。

第三，Cam Track红外跟踪。该系统支持摄像机的自由移动拍摄。在蓝箱左右上端安装红外接收装置，由这两个红外接收装置，交叉接收红外线发射装置发射的红外信号，就可以获得正在移动的摄像机各项运行参数。

第四，网格跟踪、机械传感、小红外跟踪相互结合，其中，以网格传感为主。这种结合三种传感跟踪方式的做法，其最大优点，就是大大缩减了录制开始前摄像机的定位时间。

3 广播电视台高清虚拟演播室技术的实际应用

在制作三维虚拟场景时，高清虚拟演播室系统既可以在场景制作软件中完成场景制作，也可以从外界数据库中直接导入图文模型。其中，较为常用的场景制作软件是3Designer，它支持用户自己设计特定的插件，功能非常全面。

3Designer是基于Windows操作系统的ORAD虚拟演播室场景创作工具，可以建立无限个图层，并且可以直接导入其他绘图软件制作的素材，具有很强的包容性；在粒子特效方面，3Designer也在行业中具有领先地位，能轻易模拟出烟雾、大学、彩虹等景象；当制作财经等需要数据实时更新的节目时，3Designer也可以进行数学运算。

高清虚拟演播室投入使用后，也出现过摄像机定位不准的问题，根据长期的总结及探索发现，出现问题的原因是摄像机的光圈不到位，或者是室内灯光不均匀。适当微调摄像机光圈，并调整灯光，就可以很好地解决这个问题。

4 结语

在百平米内的蓝箱当中，高清虚拟演播室系统为许多节目的录制提供了精美三维场景，节省了一大笔传统场景布置的开支及人力成本。目前，高清虚拟演播室系统在实际工作中运行稳定，制作节目品质优良，完美实现了设计目标。但是，高清虚拟演播室系统的功能还远远没有完全开发出来，所以，在今后的日子中，工作人员应当更进一步发掘高清虚拟演播室的功能，为广播电视台节目录制创造更为广阔的空间。

参考文献：

［1］顾卫东.如何实现演播室低成本数字化技术改造——南京广播电视台60平方米虚拟及120平方米演播室系统方案介绍［J］.现代电视技术,2007（1）.

［2］高华,宋新国,蒋珽.浅论改善虚拟演播室制作中完美画面的实践——上海广播电视台S5虚拟演播室灯光改造解析［J］.现代电视技术,2012（7）.

［3］金丹.数字技术在虚拟演播室节目制作中的应用与研究［D］.北京:北京工业大学,2015.