虚拟抠像技术在微课视频制作中的应用研究

倪静

关键词：虚拟抠像技术；虚拟演播室技术；微课视频

随着社会经济的发展，虚拟抠像技术愈发成熟，其被越来越多地应用于各行各业。简单而言，虚拟抠像技术在使用方面只用1块蓝（白、绿）布（图1）、1台摄像机再加上1套虚拟成像设备就可以完成。然而，在实际应用中，整个项目实施下来需要很多设备，如灯光、调音台、非编、摄像机、监视器等。在教学领域，虚拟抠像技术广泛应用于课件视频制作、直播、访谈等场景。通过搭建虚拟演播室场景，结合虚拟抠像技术与导播系统软硬件，可以让人物与虚拟场景瞬间融为一体。其中，虚拟场景可根据个人需求任意切换，选择多达上千种，因而虚拟抠像制作几乎适用于所有课程制作领域。微课是以在线学习或移动学习为目的，以视频为呈现形式，在较短的时间内，说明一个主要知识点或者一个主要问题的教学活动过程，将虚拟抠像技术应用到微课中，可以利用布景实拍和绿背或蓝背抠像2种方式，这不仅可以降低制作成本，还可以更加灵活地满足布景需求和碎片化呈现授课内容，为后期剪辑提供更大的发挥空间。

1虚拟抠像技术和微课视频

虚拟抠像技术和传统的色键抠像技术有很大的不同，主要区别在于前者融人了信息交互技术，其可以避免传统色键抠像技术中背景和摄像机不能同时进行活动的问题[1]。在学习者眼里，前景中的事物和三维虚拟场景为“一体一样”，这就可以实现学习者和三维虚拟场景中的事物进行实时交互，不仅可以为学习者带来感官的冲击，还可以为其带来身临其境的感觉。

虚拟抠像技术涵盖以下几方面的技术。（1）摄像机跟踪技术。其具有俯仰、调焦、三轴旋转等功能，高度、摇移、变焦、光圈、位置是主要运动参数，可以对摄像机进行精准跟踪。其中，先利用相关色键技术合成前景，再利用计算机技术构建三维立体模型，从而通过前景和后景实现相对静止和运动，并且运动和静止时实现同步。摄像机跟踪技术主要分成图形网格精密分析定位方法、机械电子传感定位方法、超声波或红外线传感定位方法等。（2）进阶色键合成技术（核心技术）。和传统的抠图技术不同，进阶色键合成技术可以在传统抠图技术的基础上增加科学合理的距离，从而构建出符合人眼正常视角的透视效果。（3）实时处理技术。其给计算机进行三维图形运算时提供保障，可以保证在进行三维图形运算时，纹理效果、明度效果、阴影效果都可以跟着前景的不断位移变化而变化。并且，它还可以消除变化过程中所产生的迟滞问题。现阶段，实时处理技术中又被分成3部分，即降低场景复杂度分支技术、成像选择技术、视频预处理技术。（4）三维场景软件制作技术。相关制作人员可以利用三维场景矢量级别制作软件制作、合成、封装、控制、建模所要构建的虚拟场景[2]，如图2所示。

随着上课方式的多样化，视频授课方式得到普及。因此，在教育领域出现了“微课”。教育者只需1台计算机、下载1个软件就可以选择相应内容制作微课。微课课程是比正常课程教学时间短、教学内容少的视频课。它实质上就是一节课，与常态课不同的是它的时间较短，可以再现课堂教学过程，也是一个没有学生实际参与的过程。它具有非常明显的优势，即用视频的方式进行呈现，直观明了，可以在短时间内看出教师对所教内容的把握程度和教学设计意图，可以锻炼教师的教学技能[3]。但是，因为没有学生的参与，教师的教学过程只是虚拟的状态，与实际的课堂教学还是有较大差距，缺乏上课的氛围与对话过程。而在时代发展的同时，微课在形式和内容上也变得更加多样化以及多元化，现在微课制作方式主要包括拍摄剪辑方式、屏幕录制方式、软件制作方式、混合制作方式。其中，虚拟演播室微课制作属于混合制作方式[4]。

2虚拟抠像技术在微课视频制作中的优势

2.1构建工作情境

在社会发展的过程中，人们工作和学习都要通过工作情景来进行实践。工作情境会对人的工作和学习产生影响，传统的工作情境比较单一和乏味，一些工作者在开展工作时会产生厌倦心理。现阶段的工作情境是可以由工作者自己进行创建的，通过虚拟抠像技术，以影像、声音等作为视听媒介，使工作情境能够可见可感。正如文学理论家、康士坦茨学派的奠基人物伊瑟尔所说，工作情境中的每一个剪辑点都是空白的，而这也正是现阶段对微课视频的创作所追求的一种虚拟平台。教育创作者通过在平台中构建学习情境，可以让不同学习者在观看时都会有一种身临其境的感觉，最大限度地发挥了工作情境的作用，使学习者可以在这种工作情境下进行学习，从而高效地学习并吸收知识，进而全面把握相关知识内容。而教育创作者在制作微课视频的过程中也会充分发挥自身的想象力和创造力，达到共赢的效果，从而提升教育创作者的工作效率和学习者的学习效率[5]。

2.2实现课程可视化

美国学者埃德加戴尔（Edgar Dale）在《视听教学法》中提出，与其他视觉符号和语言相比，视听媒体可以打破时间与空间的限制，使教育工作者有效弥补自己在教学过程中的不足。微课视频一般会通过多媒体平台进行展示，其画面精美，还会给学习者带好很好的视觉体验。通过在微课视频中应用虚拟抠像技术可以让微课视频最大限度地发挥视觉感官刺激的价值，同时可以使微课视频内容表达得更为准确和清晰。课程相关的内容与知识点也会变得更加形象具体，进而发挥出自身短小精悍的优势。除此之外，学生在进行微课视频学习时也会产生很强的代入感，使学生的主体角色得到充分体现，并能够在轻松愉快的学习情境中实现对知识的快速高效掌握和消化。

3虚拟抠像技术应用于微课视频制作中的重要环节

3.1拍摄环节

为了使教育者在創造微课视频时得到精美的画面，首要条件就是抓前期拍摄质量。例如，在前期拍摄中，灯光、环境．摄像机都会影响最终画面质量。从拍摄环境上看，要选择专业的蓝（绿）布，一旦发现其存在爆裂或者损坏的情况要对其进行及时修补，或者让拍摄的教师站在没有明显损坏的地方进行站位讲课。在拍摄灯光方面，要在蓝（绿）布顶端布置一组灯光，以保证蓝箱的基本照度，相关教师还需要在前方的左右两侧布置两组地灯，以消除来自顶部灯光的阴影，这时需要相关人员适当调整灯头的角度。另外，教师在侧后方布置一组灯光，以凸显轮廓，同时需要相关布置人员注意不要让灯具进入画面，以免穿帮。拍摄的摄像机最好用专业演播室摄像机（图3），可以聘请专业人士拍摄，教师自己拍摄要在使用之前了解相机使用的曝光、聚焦、拍摄高度等要求，从而拍出最好的图像。

3.2虚拟抠像合成环节

从字面意思上理解，“抠像”就是将图像某一处抠出来，实际上主要是指把图像中的某一种颜色去除（大多是蓝色或绿色），保留其他颜色的技术。例如，教师站在蓝布里讲课，身上没有其他蓝色元素，此时，利用“抠像”技术就可以将画面中全部的蓝色去除，只保留教师，接着就可以给原视频加一些讲课需要的背景并和教师叠加在一起。在完成抠像操作之后，在边框或者边缘处可能会出现一些残留问题，这候就需要相关制作者对其进行微调——可以拖动蓝色色度针，将边框的残留物去除，最后保存，关闭窗口，抠像过程完成。在抠像后的合成环节也非常重要，这是渲染输出的关键步骤，一般如需添加很多特技可能会使视频出现卡顿现象。所以，在输出前要进行打包渲染操作。视频输出要严格参照微课制作要求，选择正确的媒体类型、制式、编码类型、长宽比、码率、采样率等。

4关于虚拟微课制作的深入思考

在教学过程中应用虚拟抠像技术来制作微课视频对于教师来说是一项比较复杂的工作，但对教育工作来说可以增加其灵动性。不过，如果各个环节不加注意，就会影响最终的视频画面效果。因此，相关教育者要多学多做，在无数次的实践操作中积累经验、吸取教训。例如，一些教师在进行微课视频授课时，会发现视频中出现了教师眼镜镜片反光的问題，这时相关教师（制作者）就应该对其进行复盘反思，找到根本原因所在，从而进行解决。再如，相关视频制作者可以在拍摄之前联系近视教师佩戴隐形眼镜，也可以在现场布光时着重注意眼镜反光的问题。除此之外，相关教师在设计PPT时需要考虑其布局问题，在最终的合成画面中要注意预留教师的位置，若PPT设计得太满，则教师很难找到合适的站位。甚至有的教师还会有“摄像机恐惧症”，他们在面对镜头时会表现得不自然，会出现紧张情绪，这时微课视频制作者要安抚教师的情绪，也可以准备题词器以备不时之需，但教师应注意，题词器只是一种辅助设备，主要内容还是需要教师自己熟悉，如果完全依赖题词器、逐字逐句照着读，会给学习者一种态度不好、不够认真、不够自信的感觉，而且教师长时间照着提词器读，其目光就会长时间偏离摄像机的镜头，从而让学习观看者产生一种游离感。

5结束语

在微课视频制作中融人虚拟抠像技术，将虚拟场景和教师授课的场景进行融合，可以给学习者带来一种科技感和激发观看兴趣感。在吸引学生目光的同时，也会让学生感受到教师的风采。本文通过分析虚拟抠像技术和微课视频制作过程，阐明“技术只是手段，教学才是本质”的真理，教师还是要重点把心思放在教学内容设计上。