虚拟演播室系统分析及应用

侯硕

摘 要 改革开放以来，我国科学技术发展十分迅猛，一些新兴的科学技术也不断出现。虚擬演播室是最近几年才被逐渐普及和应用起来的一种非常高端的电视节目录制技术。它的工作原理是将电脑制作的虚拟三维场景与数字摄像机现场拍摄的真实人物进行活动的图像再经过计算机的实时合成，简单来说，就是将现实人物和虚拟背景完美的结合在一起。由于背景大多是由电脑合成的，变化起来又十分迅速，所以演播方式丰富多样，层出不穷。虚拟演播室的独特魅力和广阔的发展空间，现如今已被越来越多的节目制作和编辑人员所关注和应用。本文就深入探讨了虚拟演播室的关键技术、实际应用和优势所在。

关键词 虚拟演播室；色键与蓝箱；三维技术

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）173-0085-02

虚拟演播室系统，又被称为VVS，是一种全新的电视节目制作工具，充分利用了计算机三维图形技术和视频合成技术，根据摄像机的参数与位置，使虚拟的三维场景与前景保持高度一致，再由色键技术进行加工处理，让主持人和电脑合成的三维虚拟场景完美的结合在一起，而且主持人还可以在虚拟场景中做出动作，创造出具有真实感、立体感的电视演播室效果。许多实景演播室无法实现的节目效果，对于虚拟演播室来说，是非常简单的。举例来说，在演播室里建筑高楼大厦，演员在太空进行实时转播，演播室内突然下起了暴雨，诸如此类还有很多。甚至部分电视台连主持人都是虚拟的，它们不但可以配合真实的主持人员进行节目的主持，而且还可以单独主持节目。虚拟演播室技术的诞生，无论是在视频制作还是电视广播等方面都引发了一场技术浪潮。

1 虚拟演播室的优势

虚拟演播室与传统演播室相比有着很多比较突出的优点，首先，传统演播室大多都是实景演播室，场景需要实际搭建，并且用途比较单一。如果节目组想要更换节目，场景就需要重新搭建，用的道具也要立即更换。其次，实际布景也并不是那么动感，节目比较单调乏味，更换几次节目之后就会积累下大量无法再使用的道具，十分浪费，并且工作效率很低。

虚拟演播室在工作时，数字摄像机的拍摄到的现场实况会通过传感器传递给图像处理中心，电脑根据这些信息得到真实物体或演员与数字摄像机之间的距离和相对位置，从而计算出虚拟的三维场景的尺寸大小和应该插入的具体位置，并且按照节目制作的要求来快速制作虚拟场景和道具，这种不需要实际布景和道具设计的虚拟演播室无疑更加快捷方便，成本低廉。下面我来仔细分析其优势所在。

1.1 节省制作成本，工作效率高

在传统演播室中，如果节目制作人员想要改变某一布局或者某个道具往往会重新进行设计制作，会花费很长时间，而虚拟演播室无论是场景布局还是道具制作都是在电脑上进行的，节目制作人员可以随时用计算机改变场景中的任意元素，这对于现场直播这种时效性电视节目而言，无疑有着巨大的优势。并且虚拟演播室不需要实际的场景和道具，只需要一次投资就可以免费永久使用，充分发挥制作人员的智慧和才智，优化场景布局的同时也增加了节目的多样性。所以，这种虚拟技术不但缩减了节目前期准备时间，提升了演播室的利用效率，也同样节省了购买材料和设计制作的成本，十分实用。

1.2 栏目改版简单，广告植入方便

首先，现在的虚拟演播室都有一套比较完善的空间设计系统，利用三维技术来生成精致的道具或者现实生活中难以制作的场景，比如瀑布、火山、暴雨等大量虚拟的特殊环境。这样就使得电视栏目的改版变得比以往容易了很多。同时，这套系统是可以兼容第三方软件的。这样一来，节目制作人员不止可以使用系统原本强大的三维技术来进行场景和道具制作，也可以使用各种各样的第三方软件，制作人员获得了更多的创造与想象的空间，以最低的成本创造出新奇的视觉效果，让节目变得更加吸引观众。

其次，如果在传统演播室制作电视节目，想要植入广告是极为困难的，一般是在布景的时候加入展板或者字幕，内容单调也不吸人眼球。而虚拟演播室则可以瞬间改变场景，可以随意添加不同样式、丰富多彩的广告。

2 虚拟演播室的关键技术

2.1 摄像机的跟踪定位和锁定

在运用虚拟演播室进行节目录制的时候，往往配备有两到三个数字摄像机，这种摄像机一般都有运动检测和人脸识别系统，以便于用来跟踪和定位。工作时，数字摄像机的CCD图像传感器会将数字摄像机聚焦，切镜，升降等动作传到控制中心，经过信息处理传递给虚拟摄像机，用这种方法来实现虚拟摄像机和数字摄像机的完美同步。另外，当虚拟演播室有两台摄像机同时工作并且需要切换时，为了确保在切换镜头的时候，节目主持人突然从一个场景瞬间切到另一个场景，所以必须要保证节目主持人和虚拟的三维场景之间的距离和位置都是固定住的，以免给观众们带来虚幻的感觉，也没有立体感。真实的演员是数字摄像机负责的，而虚拟布景是虚拟摄像机负责的，所以，在拍摄过程中，虚拟摄像机之间必须和数字摄像机之间的距离相等，方向也必须一致，即摄像机的锁定。

2.2 变焦、聚焦和景深

在节目进行录制的时候，摄像机聚焦点一直都是放在节目主持人身上的。如果这个时候主持人和所处的背景都非常的清晰，那就会产生景深的不真实感，因为景深是随着聚焦增大而增大的。需要注意的是，有时根据节目需要要有特写镜头时，主持人所处的虚场景不能是非常清晰的，这样才会让前景和背景看起来是出自同一台摄像机，做不到这一点的虚拟演播室是失败的。

2.3 计算机网络技术

虚拟演播室系统所配备的计算机其实是一个计算机网络，主机为网络中心，网络中心控制整个虚拟演播室，是虚拟演播室的核心部件。它除了可以使用和微调工作人员制作好的三维虚拟场景以外，还可以向图像转换器传递图形数据和处理由摄像机运动识别系统所传输来的摄像机运动数据。根据主机传来的摄像机运动数据进行数字化合成处理，以便实时地计算出虚拟的三维电脑场景的运动，以保证其输出的虚拟背景与真实的前景同步。

3 虚拟演播室的实际应用范围

现如今，大多虚拟演播室被应用于中小型规模的演播室，这类演播室一般会制作类似新闻访谈，体育咨询或者天气预报等类型的节目，这些栏目都具有场景范围不大，更换频繁，参演人数少，摄像机位不多等特点，但是后期制作量比较大且时间较紧。这种多栏目且共用一个演播室的情况用虚拟演播室再合适不过，虚拟演播室刚开始只用于节目的制作，而现在随着科学技术的发展，虚拟演播室也逐渐开发出了很多新的技术，比如数字重放技术、移动场景技术、虚拟广告技术等多元化，全方位的技术，有了这些技术制作节目更是如虎添翼。应用范围变得更加广泛，尤其是在体育新闻报道和广告推销方面。

4 结论

虚拟演播室技术的发展也意味着计算机技术的发展近年来也非常迅猛，就目前在计算机网络技术发展如此快速的情况下，虚拟演播室技术一定也会迎来更宽广的发展空间。虽然现在的虚拟演播室系统还有一些技术和资金上面的问题，没有得到真正的全面普及。但是，已经有越来越多的生产商家和相关技术人员开始投入资金进行研发，并且随着技术的不断完善，出产的优质产品也越来越多，让我们有了充分选择的余地。因此，我相信，虚拟演播室一定会成为非常受欢迎的电视制作工具，引起一场真正的技术革命。

参考文献

[1]夏春玲，王小军，周潮红.虚拟演播室技术在新闻咨询直播节目中的应用[J].现代电视技术.2013（10）：58-59.

[2]刘霞，张岩.虚拟演播室照明系统的开发与应用[J].实验室研究与探索，2010，29（5）.

[3]李小康，侯佳.虚拟演播室系统在CCTV北京奥运会报道的应用[J].影视制作，2009（3）：52-57.

[4]伯楠，储霞.虚拟演播室技术及其在电视节目制作领域的应用[J].影视制作，2010，16（6）：66-69.