高校虚拟演播室课程录制功能技术路线浅析

赵军柱

(山西省财政税务专科学校，山西 太原 030024)

一、虚拟演播室是教育科技现代化的产物

虚拟演播室是随着电视的发展而兴起的一种独特的电视节目制作技术。它的实质是将计算机制作的虚拟三维场景与电视摄像机现场拍摄的人物活动图像进行数字化的实时合成，使人物与虚拟背景能够同步变化，从而实现两者的融合，以获得完美的合成画面。

顾名思义，虚拟演播室是虚拟化的，不是真正的演播室，它是一种抠像技术，即把单一颜色的背景抠除，替换为事先制作好的背景。一般来说，有两种抠像色彩背景，一种是绿色，另一种是蓝色。外国人多采用绿色背景(如果用蓝色背景,会将蓝色眼睛抠除掉)，我国开始时一般用蓝色背景多一些，现在也用绿色背景。

二、当前高校虚拟演播室现状

2003年4月8日，教育部启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程(以下简称精品课程)建设工作以来，相继出台了视频公开课、资源共享课、微课、慕课等课程建设相关文件。

高等学校为了方便教师录制课程，在建设多媒体教学实验室的过程中，引进了虚拟演播室，从此虚拟演播室课程录制走进了高校。随着互联网技术的不断发展，制作好的课程上传到互联网实现了资源共享，使网络教学进入了人们的生活，方便了教师进行在线交流，拓宽了学生学习的知识面。

(一)虚拟演播室的优点

虚拟演播室的优势是显而易见的，从画面可以明显看出，计算机合成的背景与拍摄的人物活动图像之间的融合简直是天衣无缝的。虚拟演播室系统用专业软件来制作合成背景，它可制作出实际不存在的或难以制作的场景，并能够瞬间改变场景，制作出真实演播室无法实现的效果，其空间不受物理空间限制，摄像机可以360°旋转；还可以引入大量虚拟特殊环境与道具，因此可以创作出更丰富、更吸引人的节目，使课程录制在很大程度上摆脱了时间、空间和道具制作方面的限制，获得了更大的创作想象空间，能够以低廉的成本产生新奇的视觉效果。另外，由于场景的制作、修改、保存等都在计算机上进行，制作和更换电子背景快捷简便，节省了大量的人力、物力、财力，而且缩短了节目制作周期，提高了虚拟演播室的利用率等。

(二) 虚拟演播室的缺点

虚拟演播室由于价格昂贵，其普及和推广有一定难度。因其场地规模的限制不利于进行带有学生的课程录制，没有学生的课堂，教师讲课时与学生的互动环节无法得到体现，教师教学积极性的发挥也会受到一定影响。虚拟演播室系统操作比较专业，虚拟场景制作比较复杂，主要用于电视台制作电视节目使用。制作一套虚拟场景，需要专业技术人员使用多个软件进行多机位渲染合成，合成后可供一个节目使用很长时间。这样的高成本、专业化使虚拟录课一直无法成为高校课程录制的主流。

(三)优点大于缺点

高校课程录制内容包罗万象，涵盖了社会生活的各个方面，根据一门课程或一节课的内容主题，制作一套专业的虚拟场景显然是不可能的。但是随着多媒体技术的发展，抠像技术越来越普及，在单一蓝色背景或绿色背景下抠像后，把人物活动图像放入事先制作好的视频或图片中，已被越来越多的人熟练掌握。专业技术难题解决后，不同的课程可以有不同的背景，录制出的课程也更加多元、丰富和唯美。

三、虚拟演播室课程录制

(一)虚拟背景的制作

在课程录制或进行包装之前，要根据教师所讲内容制作虚拟背景。虚拟背景可制作成视频动态背景或图片，制作软件有很多，比如Adobe After Effects、Adobe Photoshop、3D Studio Max等。

(二)教师讲课录像

1.场地布置。虚拟演播室讲课场地布置比较简单，在蓝色背景或绿色背景前放一张讲桌即可。

2.灯光布置。在后期抠像时，能否把人物轮廊干净地从背景中分离出来，是虚拟演播室录像的关键所在。为了把人物的轮廓部分抠除干净，布置灯光时要合理配置面光、侧光、轮廓光、顶光、逆光等，要解决整体照度均匀、眩光、色温、阴影等问题。

3.摄像机机位布置。为了防止后期剪辑画面时出现画面跳动或不连续等现象，一般需要布置两个或两上以上的机位，从不同距离和角度以不同方法或相同方法进行拍摄，以便在后期编辑时把画面排列组合起来，叙述情节，刻画人物，达到蒙太奇的叙事效果。

4.话筒布置。话筒布置分为两种：一种是布置有线指向性话筒。单一指向性或超指向性话筒可以清晰地摄取到教师讲课的声音，一般布置一个指向性话筒就可达到录制声音的要求。这种话筒布置优点是不需要授课教师对话筒进行操作配合，授课时可以更加自由地发挥，缺点是教师移动或转身时，声音会出现明显减弱的现象。另一种是布置无线胸麦。这种话筒布置的优点是，教师授课时佩带无线胸麦，声音不会随着教师的移动或转身出现声音减弱现象，缺点是会出现话筒信号接触不良现象，发出“沙沙沙”的声音，引起断频现象。出现断频的原因有以下几种情况：(1)电池电量不足；(2)话筒距离接收器的距离太远或有障碍物；(3)可能多套同型号同品牌话筒正在使用；(4)使用现场有磁场干扰。

(三)非线性编辑后期制作

下面以非线性编辑系统EDIUS为例说明非浅性编辑后期制作。

1.新建工程。在非线性编辑系统中打开EDIUS，新建工程。视频预设为HD1 920×1 080 50i，声音预设为48KHz/8ch。

2.导入素材。把摄像机或照相机拍摄的视频文件先拷贝到非编的硬盘里，然后在EDIUS的素材窗口中双击,导入素材。素材片段多，可以建不同的文件目录来管理，如视频素材、PPT素材、照片等。

3.编辑画面与声音。把两个机位录制的音视频文件放入时间线进行编辑。

第一，根据声音的波形把两轨视频和四轨音频对齐，实现同步。

第二，非线性后期编辑。编辑时要做到画面、声音的同步裁剪，把录制时出错或重复的画面和声音一起剪掉。为了剪辑时不出现画面跳动现象，前一个镜头是第一个机位的画面时,裁剪点后一个镜头要切换到另一个机位画面。如果一个镜头的画面过长，为了避免视觉疲劳，也要进行画面切换。根据以上两个要求剪辑，直到把一堂课编辑完成。

第三，进行抠像、加背景。根据视频显示时显示的是时间线最上一层画面的原理(不做叠加、融合等效果时)，第一轨视频轨道放置制作好的背景视频或图片，第二轨放置第一个机位画面，第三轨放置另一机位画面。抠像时，把EDIUS视频滤镜中的色度键加载到视频上，在利用菜单中的布局命令进行位置修改时，背景会随之联动变化，这样联动变化达不到编辑的要求。为了便于分离编辑背景和抠像视频，需安装ISP ROBUSKEY抠像插件。安装后，打开EDIUS，在视频滤镜中即可找到ISP ROBUSKEY。ISP ROBUSKEY插件可进行Clip Alpha、ROBUSKEY Blue、ROBUSKEY Green等三个效果的抠像。ISP ROBUSKEY的最大特点是能够精确识别人物的头发和皮肤等信息，支持GPU加速。用ROBUSKEY Blue完成抠像后，利用菜单中的布局命令对视频进行放大、缩小、位置改变等操作，以达到与背景的充分融合。两个或两个以上机位剪辑时，不同景别的视频画面要对应不同景别的背景画面，这就要求对背景画面进行放大或缩小。第四轨是把教师制作好的PPT根据讲课内容加入到授课过程中，PPT可以是全屏加入，也可以以画中画的形式加入。

第四，在视频上加载图文、字幕。在视频上加人名字幕时，要加在T轨即字幕轨上。第五轨加同期字幕，也叫加唱词字幕。EDIUS中没有加同期字幕的功能，需安装雷特字幕。加唱词字幕时，需要把教师讲的每一句话都转换成WORD文档，一句话一行，不需要标点符号，然后再调入EDIUS中雷特字幕的唱词模板下，选择对齐方式、字体大小、字体颜色、字体加边等属性，确定属性后在录制模式下，一句一句听着声音把字幕对应的内容按空格键排上去，占用一轨视频轨道。加唱词字幕是需要细致、耐心，并且工作量很大的一个环节。除加字幕外，还有加角标、logo等，包装时依次占用一个视频轨道。

第五，合成输出环节，即把之前编辑时所有在时间线上的音视频文件输出压缩成一个整体的(如mp4、mov、mpg等格式)音视频文件。

无论是现场课堂录课、实践机房录课、教师单人独自录课，还是虚拟演播室录课，虚拟演播室只是众多录课形式中的一种，是为教师和学生服务的一种先进的教学设备，是辅助教学的一种工具。教师在录课时，要根据自己的实际情况与课程内容，选择适合自己特点的录课方式，以达到最理想的传授知识的目的。