虚拟演播室技术原理概述及应用分析

摘要：文章采用逻辑分析法，概述虚拟演播室技术内容，并且对虚拟演播室的原理及应用流程进行基本分析，最后针对虚拟演播室技术的广泛应用提出几点建议。对虚拟演播室技术在节目制作中应用的探讨，旨在更清晰地了解虚拟演播室技术的应用范围和未来发展。收集与分析虚拟演播室技术资料，引用各类节目制作中虚拟演播室技术实际应用案例進行分析，得到了一定的研究结论，并且引入了具体在新闻类节目制作、综艺类节目制作和访谈类节目制作中的应用研究。研究发现，虚拟演播室技术的覆盖更加全面广阔，将会更好地推动我国电视节目制作技艺的进步。

关键词：虚拟演播室技术；技术原理；电视节目制作；节目应用；节目效果

中图分类号：TN948.1 文献标志码：A 文章编号：1674-8883（2022）14-0168-03

信息技术的进步改变了电视节目制作模式，在现代电视节目制作中更多地应用了现代技术，如虚拟演播室技术便是其中一种。相较于传统电视节目的制作方式，虚拟演播室技术的应用减少了节目制作的消耗，也提高了节目的场景设计效果，在现代电视节目制作中应用得十分广泛[1]。

虚拟演播室技术的应用代表了我国电视节目制作理念里程碑式的发展，当然在实践中并不是单单应用此项技术就可以提高整体节目效果，更需要对虚拟演播室技术有着深入和合理的应用，而这两方面内容也会推动我国相关领域的进步。

一、虚拟演播室技术概述

虚拟演播室技术是基于信息技术所搭建的虚拟演播室而存在的，从技术类别可以划分为虚拟场景技术、色键技术和灯光技术等。从应用层面来看，虚拟演播室技术在利用了传统色键技术的基础上，加入了现代信息技术和视频技术，通过模拟场景和建立摄像参数，保持三维模拟场景应用到摄像镜头中，最后呈现的效果就是主持人置身于计算机所模拟出的三维运营场景。演播室场景的构筑是基于计算机模拟技术而实现的，因此将其称为虚拟演播室技术。

在现代传媒节目制作中应用虚拟演播室技术，可以改善传统演播室布局场景相对单一的问题，而且无论节目中对场景的需求为何，都能通过虚拟技术实现。无论场景是虚幻的还是现实存在的，将原本需要户外取景的拍摄过程变化成为依赖设计者水平的设计作品，从而使演播室中很多场景都是现实生活无法比拟的[2]。例如，在虚拟演播室中重现月球景色，在一些灾难报道中重现灾难现场等。

抛开场景构筑之外，一些节目甚至已经开始采用虚拟构成的主持人类型，也推动了虚拟演播室技术的整体进步。

二、虚拟演播室技术原理

就虚拟演播室的技术原理来看，具体可以划分为以下步骤。

第一，虚拟背景的渲染。包括对虚拟背景的渲染和制作，以及最后对虚拟背景的输出。一般来说是利用采集传感器跟踪系统来模仿摄像机的运动参数，然后根据结果输出参数信号，整体来说包括整体背景的基本信号切换，在适当的时候对现场进行切换操作，并且保证各项参数的基本状态[3]。

第二，摄像机传感跟踪系统。采用机械跟踪、光电信号跟踪等方式跟踪摄像机的动作轨迹，随着摄像机动作轨迹内容的不断变化，基本的动作信息内容也不断变化。

第三，通过摄像机前景和虚拟背景的合成实现最后的画面输出，首先通过切换装置实现前景信号的切换，并且对外来同步信号进行有效分配，一般来说是进行色键、切换模块以及预留给用户摄像机的三个同步信号输出口。一般来说，这种后续输出的画面具有一定延时，必须保证背景信号的基本同步。

三、虚拟演播室的应用流程

只有对虚拟演播室技术有足够深刻的了解，才能更好地发挥其优势。从理念和应用角度来看，虚拟演播室技术打破了传统电视节目制作的限制，提供了更加广阔的创作空间，提供了视频变化的基本特征，也实现了视频制作的整体革新。在虚拟演播室技术的推动下，电视节目制作已经呈现出全新的理念[4]，而具体的操作流程大致如下。

（一）制作方案

制作一档电视节目，首先应该制订节目拍摄的基本方案。在一些特定场合中，方案也被称作“剧本”。一般来说，这种方案要制订得十分详细，可以具体细化到某一个画面中主持人的位置变化，虚拟场景是否需要配合进行改变等。足够细化的方案可以避免因现场摄像机位置变化所导致的像素变化等问题。方案的有效细化，还可以确保三维场景在节目制作之前就已经执行良好[5]。

（二）三维图像制作

虚拟演播室提供了丰富的制作手段，利用图像产生和合成系统实现了演播室的观念进步，突破了传统的束缚，因此，在制作过程中应用三维动画制作，可以更好地满足节目需求，有效提升节目质量。在实践中根据节目制作的具体要求来分析是否需要进行三维图形的制作，并且考虑如何落实。

（三）场景配合

虚拟演播室技术在已经完成的三维图像基础上，可以根据场景需求，经过图像格式的转换，将场景贴到相应系统的目录中，然后引入虚拟演播室环境中。可以说虚拟环境在存入基本的三维图像后，可以直接应用，节省了大量的运算及制作时间，在一些特定节目的表演中可以实现基本的无缝连接。

所谓场景配合，就是保证主持人的行为并不会在虚拟场景应用中产生漏洞[6]。

从技术类别角度来看，虽然技术在不断革新，可以说很短的时间内就会出现版本更新及功能创新，但相关探讨仍然需要基于现实层面，因此在节目制作中制作人员必须与导演进行细节上的沟通，这种思路也就意味着制作人员从领会他人意图进行设计的技术员变成了节目方案的创作者，而这正是虚拟演播室技术进步所带来的结果，这对所有参与广播电视节目制作的业务人员提出了更高的要求，也扩大了现代导演工作的基本范围。对于从业者而言，一定要认识到这种变化趋势，才能保证广播电视节目制作的基本效果。

例如，导演为了在节目中达成某个效果，如标志的基本动作，需要与设计人员进行说明，然后由设计人员实现这种想法。虽然这种模式在一定程度上影响了导演的即兴发挥，但是从技术角度来看，所能支持的动作类型也更加多样化。

就目前来看，这种技术上的优势仍然是应用虚拟演播室技术的基础，也是其最为主要的特点。

（四）现场调度

虚拟演播室更改了传统演播室的环境设置，例如传统演播室需要进行基本的场景布置，而在虚拟演播室技术的加持下，可以将场景涂成蓝色，然后利用虚拟演播室技术进行场景设置。

在这样的技术环境下，摄像机仅需要将拍摄视角对准主持人，后續的拍摄运动则需要跟随电脑中所建立的虚拟场景来实现，导演通过PC端口对节目进行控制。

这种场景拍摄需要一直对现场进行把控[7]，若出现意外情况，如摄像机拍摄到场景背景外的内容，也可以利用软件制作场景。

关于导演和操作者，目前还没有准确的称呼，国外借助传统说法将其称为“operator”，当然这种操控并不是简单的传统操控可以比拟的。虚拟演播室系统更加全面，功能更加多样，在其中真正发挥领导作用的应该是控制系统，其可以落实导演的基本意图，这也要求相关工作人员能够熟练使用相关软件，另外还需要和导演密切配合，才能保证双方共同参与，制作理想的节目。

总的来看，对应用程序和基本注意点进行分析，虚拟演播室技术无非实现了多画面的融合，也符合现代电视节目制作的基本理念。

四、虚拟演播室技术的广泛应用

从技术特点来看，虚拟演播室技术是随着计算机技术不断进步而产生的技术类型，而且归类于电视节目制作系统。

使用该系统技术，摄像机的工作信息是不断的，将现场信息传递到图形工作站，并且接收图形工作站反馈的信息，内容因此在前景物体摄像机之间不断了解双方的位置信息，可以更好地对虚拟场景进行相关设计，最后收到相应的三维模型。利用色健技术实现对虚拟场景的构图，以背景幕布充当基本背景，最后可以替换背景，将主持人摆放到实际的三维模型中。虽然在技术范畴上来说是假的，但最后呈现在电视机上的效果是比较真实的。

虚拟演播室技术优势是比较明显的。无论是画面制作还是背景生成，都可以根据具体的播报内容进行相关选择。

利用技术所生成的场景，实现了对传统背景限制的突破，而且一些特定的场景构造，尤其是真实场景都无法与预期相比。

拍摄中摄像机可以进行大范围旋转，且不受时间空间等多种外界环境的限制，还可以进行大量虚拟道具的引入，让节目呈现效果更加精彩，吸引人注意，更好地推动节目制作，提供更大的创作空间。

与传统的节目制作技术相比，虚拟演播室技术成本低廉，场景落地都是依靠计算机进行，而且变更场景又十分便捷，可以将人力、物力、财力等多方面的消耗降低到最小。可以说与传统技术相比，虚拟演播室技术有着得天独厚的优势。

（一）新闻类节目制作

首先应用虚拟演播室技术的便是新闻类节目。一般来说新闻类节目在实时性、权威性等方面有十分严格的要求，其也是目前电视节目中最重要的组成部分。大部分新闻类节目都是采用日播的形式，具有较高的影响力及公信力。

但是新闻播报类节目应用传统播放模式难免会出现一种情况，即主持人进行单向的信息传递，观众缺乏一种身临其境的代入感。因此，应用虚拟演播室技术，也是新闻类节目首要考虑的内容。新闻类节目应用虚拟演播室技术，要明确自身优势，充分发挥新闻类节目的时效性，增强收看代入感对新闻类节目来说仅仅是锦上添花。

在实践中不需要采用过于复杂的技术，更多采用二维直播模式，在一些特定场合引入特殊场景，更多依靠摄像机的直接拍摄来完成整体的拍摄内容。

（二）综艺类节目制作

综艺类节目是近些年大火的节目类别，以娱乐导向为主。在近些年的综艺节目制作中，对虚拟演播室技术的应用越来越为频繁。尤其是网络自制综艺入局后，加剧了节目的同质化竞争，也推动了各类综艺节目制作技术的提升。

随着市场覆盖范围的不断扩大，综艺类节目对虚拟演播室技术的应用越来越频繁。从综艺节目自身出发，应用虚拟演播室技术主要是为了提高自身的表现力和丰富度，其应用过程更加严格，应用虚拟演播室技术可以有效增强画面质感。

以综艺《极限挑战》为例，其中很多场景都利用了丰富的设定角色及故事线路，对观众产生较强的吸引力，这些场景效果在传统拍摄中需要依靠实景拍摄才能实现，所消耗的财力物力都比较大，而虚拟演播室技术的应用能减少成本支出，保证节目的基本播出效果。一些少儿综艺对虚拟演播室技术的应用更值得借鉴，通过有效虚拟场景构建，引导少儿发挥想象力，深受少儿喜爱。可以预见的是，在我国综艺节目发展进程中，将会更加频繁地应用虚拟演播室技术。

（三）访谈类节目制作

访谈类节目是一种谈话节目，一般是主持人对受访者进行采访引导，可能包括双方的思想碰撞和基本交流等，具体谈论内容可能包括来访者的人生历程，在某个时间点上发生的事情就需要虚拟演播室进行模拟，可以通过虚拟演播室模拟当时的人生场景或者经历。此外，就访谈节目的基本要求而言，其对基本的场景氛围有着十分严格的要求，一方面要保证气氛亲和，可以推动主持人和被访谈者的谈话顺利展开，另一方面也需要保证观看者的观看体验。因此，在现代的访谈节目制作中，采用虚拟演播室技术，可以使现场氛围更加亲和，通过虚拟演播室技术进行场景替换，也可以提升观看者的观看体验。

五、结语

在“互联网+”时代，信息技术在各行各业中的应用越来越广泛，也推动了现代电视节目制作中信息技术的应用。虽然当下虚拟演播室技术还不能完全替代传统的演播室技术，但是随着虚拟技术的不断成熟和完善，在电视节目的制作中，虚拟演播室技术的应用场景将会越来越多。对于从业者来说，不断完善的虚拟演播室技术也对从业者提出了全新的要求，包括基本的技术能力及场景的布置操作能力等。虚拟演播室技术不断变革，需要从业人员不断进步，才能保证相关技术门类的应用和发展。

参考文献：

[1] 柳晓辉.虚拟演播室技术在节目制作中的应用[J].电视技术，2020，44（3）：37-38.

[2] 李剑宇，陈超.浅谈虚拟演播室技术在电视节目制作中的应用[J].现代电视技术，2017（9）：104-106，117.

[3] 王诚刚.新媒体背景下虚拟演播室技术在电视节目制作中的应用[J].新闻传播，2020（16）：94-95.

[4] 周梅.融媒体时代虚拟演播技术在电视节目制作中的应用[J].科技传播，2020，12（3）：80-82.

[5] 王建烽，黄艳虹.虚拟演播室技术在高校微课视频制作中的应用[J].长春大学学报（自然科学版），2020，30（2）：6-9.

[6] 余恩林.虚拟演播室技术在电视节目制作中的应用[J].卫星电视与宽带多媒体，2021（3）：15-16.

[7] 龚璐.简析虚拟演播室技术在电视节目制作中的应用[J].数码设计，2020，9（18）：117.

作者简介 孙居睿，本科，工程师，研究方向：广播电视。