虚拟演播室技术在广播电视工程中的应用

韩德丽

（山东省日照市五莲县融媒体中心，山东 日照 262300）

0 引言

虚拟演播室技术是广播电视技术从模拟、标清、高清向超高清发展的一种产物，集成了多种电视节目制作技术，如虚拟现实技术、人工智能技术等。在数字化时代飞速发展的背景下，虚拟演播室技术逐渐应用于广播电视工程中，不仅缩短了节目的制作时间，提升演播室利用效率，而且可降低人力、财力以及物力投入[1]。基于此，本文对虚拟演播室技术在广播电视工程中的应用展开分析。

1 虚拟演播室概述

1.1 虚拟演播室技术

虚拟演播室技术是数字化时代发展过程中诞生的一种技术，主要是在摄像机拍摄图像的基础上，结合虚拟三维场景，实现真实人物与虚拟场景的有机结合，使其与虚拟场景一致[2]。虚拟演播室主要由摄像机、跟踪系统、计算机图形工作站、延时器及色键合成器5 个部分组成，原理如图1所示。

图1 虚拟演播室技术原理

1.2 虚拟演播室技术优势

传统的演播室为实现实景拍摄，通常需将镜头控制在固定的范围中，使得演播室中的场景、拍摄方位难以根据拍摄的需求进行调整。在海量信息资源的社会背景下，人们难以接收单一、固化的信息背景，故传统演播室的节目制作需不断创新[3]。虚报演播室作为一种集多种先进技术于一身的技术，在传统的色键技术和计算机图像处理技术的基础上发展起来，可在虚拟化场景中实现虚拟场景与人物的结合，不仅丰富了节目背景，而且在一定程度上为节目形式的变动提供了充足的空间。虚拟演播室无须占用实体演播室，有效提升了节目制作的效率，对于降低节目制作的成本有十分重要的作用。

2 虚拟演播室系统关键技术

2.1 色键器

在虚拟演播室系统中，色键器扮演着十分重要的角色。色键器是一种抠像设备，可实现前景视频与虚拟背景的合成，可支持3 840×2 160、7 680×4 320等清晰度，P50/P60、P100/P120 等帧率。色键器中包含高品质色键抠像模块，可有效提升复杂场景的抠像效果[4]。

2.2 蓝 箱

蓝箱是虚拟演播室的重要部分，主要用于数字摄影棚，可确保抠像画面质量符合要求。目前，常见的蓝箱类型主要包括L形、扇形、U形这3大类型。根据不同的场地需求，可选择合适的蓝箱类型，节省拍摄空间，便于摄影师在拍摄过程中具有充足的活动空间。蓝箱搭建过程中，需对拍摄场地进行相应的处理，确保搭建场地的转角处平滑，场地整洁，为后续抠像奠定基础，对于提升抠像效果有重要作用[5]。

2.3 渲染平台

渲染平台用于提升图像的视觉效果，在虚拟演播室中十分重要。常见的渲染平台主要以中央处理器（Central Processing Unit，CPU）+图形处理器（Graphics Processing Unit，GPU）结构为主，不仅具有较强的图像视频处理能力，而且可实现图像的有效渲染。此种渲染平台还具有虚拟前景、图文包装等功能，可将现实与虚拟进行有机结合，对于提升图像的视觉效果有着十分重要的作用。

2.4 多种跟踪模式

目前较为常见的跟踪模式主要有机械传感、红外移动、网格等。这些跟踪模式的优缺点不尽相同。在现阶段的电视节目制作过程中，可将不同类型的跟踪模式进行整合，充分发挥不同跟踪模式的优点，进而有效提升广播电视节目的制作效果[6]。

2.5 模型设计

虚拟演播室的场景设计主要由3ds MAX、Maya、C4D 等软件实现。通过这些软件的作用，可有效提升拍摄场景的真实性，还可向虚拟场景中融入不同的虚拟特效，如风景、动物、植物等。这些特效可进一步提升节目的视觉效果。模型设计为广播电视制作人提供便捷，通过合理的模型设计，可在电视节目中融入新颖的效果，对于提升节目效果有十分重要的作用。

3 虚拟演播室技术在电视工程中的应用

3.1 新闻类电视节目

在新闻类节目制作过程中，受到成本的限制，大部分新闻制作都是在虚拟演播室中拍摄[6]。应用虚拟演播室拍摄时，首先利用摄像机拍摄相应的人物画面，从画面中将人物图像抠出，获取人物的运动参数，在模拟拍摄相对应的虚拟背景后，将其与抠出的人物融合。此种方式弥补了新闻节目受空间、时间限制的缺陷，有效降低了拍摄成本。在实际应用过程中，制作方可通过人像抠像机器对现场传输的数据进行抠像，抠像完成后，将抠出的图像传输至虚拟演播室，并对其背景进行转换，营造出一种主持人身处现场的感觉。例如，央视网推出《两会C+时刻》节目，就是采用虚拟演播室技术进行节目的制作，实现数字虚拟主播、嘉宾和虚拟场景共同融合[7]。

3.2 综艺类电视节目

综艺类节目具有较高的灵活性，节目制作需重视视觉与体验。为有效提升综艺节目的感染力与视觉体验，制作方可采用虚拟演播室技术对节目效果进行渲染，使节目变得更加丰富。例如，河南电视台在制作电视节目过程中，充分利用虚拟演播室和拓展现实（Extended Reality，XR）技术营造虚拟仿真的场景，在节约前期置景时间的同时进一步提升了拍摄效率。基于此技术，河南电视台推出了《梨园春》《七夕奇妙游》等充满感染力的综艺节目，突出了节目的亮点，通过其丰富的感染力吸引了大量的观众。

3.3 访谈类电视节目

与综艺类节目不同，访谈类节目需重视空间的转换，使主持人与现场连线无违和感。拍摄此类节目过程中，需根据播出内容实时调整摄像机拍摄角度，将摄像机镜头精准聚焦在人物形象上，避免在播出过程中出现图像偏移或者画面失衡等问题，影响节目播出效果。拍摄前，需在拍摄场地中预留充足的活动空间，为主持人和嘉宾提供充足的互动环境。通过虚拟演播室的作用，节目制作方可在演播室中加入不同的装饰元素，分散嘉宾的注意力，以此来缓解访谈过程中的紧张氛围。拍摄过程中，应使主持人处于焦点位置，增加节目效果的真实性。例如，2020 年焦点访谈节目进行技术创新后，通过虚拟演播室技术全面实现了虚拟场景直播，让主持人身处虚拟的背景中，进一步增强了节目的现场感。

4 结语

在人工智能时代背景下，虚拟演播室技术应用于广播电视工程成为一种必然趋势。通过此项技术不仅能够突破时间与空间的限制，还可针对节目录制的需求制作相应的场景，进一步提升节目效果。虚拟演播室技术在拓展电视节目制作范围的同时，有效提升了电视节目的创意性，对于促进广播电视工程高效发展有着十分重要的作用。