虚拟演播室

 

本案例介绍的是多种媒体技术在虚拟演播室中的应用。

在现代社会中，电视已经成为最广泛的大众传播媒介和娱乐工具，电视观众对于电视节目的欣赏品味和制作质量正在不断提高。与之相适应，电视制作及电视技术也提出了更高的要求，为了满足这种电视制作的要求，电视技术在向数字化、多媒体发展，虚拟演播室技术将成为21世纪的新热点。

虚拟演播室是一种新型的视频合成制作手段，它可以将摄像机拍摄的图像与计算机生成的虚拟背景，实时地合成，也可以把另一地点实拍的背景，与演播室现场的人物、景象，按统一的三维透视成像关系进行合成。

在传统的影视制作中，或采用实物布景，或将表演画面直接叠加在场景画面上。

实物布景通常是由美工、置景工作人员精心设计，用实物搭建表演区和场景，需要耗费大量的人力、物力和财力，而且灵活性差，搬动和保存都很不方便，无法达到一些特殊的效果。

将表演画面直接叠加在场景画面上的办法，因为表演图像和背景的透视投影关系不一致，当前景摄像机调整动作时，背景图像无法进行同步变化，最终得到的画面会视觉效果不自然，真实感差。

计算机应用推动了虚拟现实技术的实现。在虚拟演播室技术中，背景通常是计算机制作的虚拟三维场景，演员或者主持人在没有任何道具的纯蓝布景前，计算机就可以通过色键设备，把蓝背景抠掉，换成其它背景图像，并且能够使人物与虚拟背景同步变化，甚至能让前景人物穿插到计算机生成的背景物体之中。

这种电视制作技术，为创作者提供了无限的想象空间，可以跨越历史、穿梭时空，能达到很多不可思议的效果，甚至使镜头前的人在虚拟演播室里能进入细胞、太空等现实中比较抽象、难以到达的空间里去。

虚拟演播室系统大致可分解为三个部分：摄像机跟踪部分、计算机虚拟场景生成部分和视频合成部分，一般是一套由现场摄像机、摄像机跟踪器、计算机软件、主杨、图形图像发生器、色键器以及视频、音频切换台构成的节目制作系统。

虚拟演播室通常有一到三台专用摄像机。

虚拟演播室的专用摄像机，配有运动检测和识别系统，即摄像机跟踪器。当演播室现场摄像机运动时，虚拟摄像机受跟踪器的控制可以实时地与现场摄像机保持同步。

摄像机跟踪部分的作用是收取摄像机的位置信息和运动数据，实时的跟踪真实摄像机，以保证前景与计算机背景“联动”。由于这种“联动”是高速计算机运算的结果，而这种运算永远存在着一个运算时间，所以这种“联动”有一定的时间差。

虚拟演播室的场景是计算机绘制的图形，计算机绘图有二维和三维之分，因而虚拟场景也有二维和三维之分，二维场景没有厚度，只是一个平面图形，所以二维虚拟场景只能作为背景平面，出现在真实人物的后面；而三维虚拟场景中的景物具有方向的厚度，是立体的。

虚拟演播室系统视频合成的基本技术是色键器抠像，摄像机拍摄到的蓝幕布前的真实景物：通过色键器进行抠像处理，与计算机生成的虚拟场景合成一个画面。

虚拟演播室与传统演播室的不同在于，它以计算机“虚拟”出的场景取代了道具实景。现场所有布景，都由单一的蓝色所取代，以作为将来抠像的基准色。人物活动将赏的形象与蓝背景分割开来，从而得到前景图像。图像的前景是不同机位的摄像机拍摄到的人物画面素材。人物所在的实景现场的全部蓝色区域将被合成到计算机三维动画生成的虚拟场景中。

使用虚拟演播室技术，可以大大降低节目制作费用，提高效率，极大地改善制作效果，为制作人员提供了巨大的灵活性和创造力。

虚拟演播室的目的并不是使现有的演播室工作自动化，并不是毫无目的地将演播室的工作用电子技术来代替，而是将虚拟演播室作为提供节目的新的表现方式、创造新的制作手法的工具。

到目前为止，全世界已经有10多个虚拟演播室品牌推向市场，按照摄像机的跟踪方式的不同，这10多个品牌，可以划分为传感器和图形识别两种方式，其中机械传感方式占73%，图形识别方式占27%；三维虚拟场景占77%，二维虚拟场景占23%。

在我国，中央电视台于1998年以来，采用了4套不同的虚拟演播室系统制作节目，各个省级电视台也陆续采用虚拟演播室系统制作虚拟背景。

虚拟演播室技术独特的艺术创造力为场景师和节目制作人员提供了凭借想像力进行创作的自由，创造出因物理条件不具备或经济上难以承受的，或传统演播室不可能实现的虚拟场景，使广大电视观众能够收看到前所未有的、充满立体感和强烈冲击力的电视画面。

虚拟演播室技术无疑是电视节目制作技术的一种革命性飞跃，充分体现了电视技术对当代最新的数字技术、计算机技术兼容并蓄的特点。实践表明，虚拟演播室系统提供完善的高质量广播级画面，可以代替真实的场景物体，具有超强特技术功能，为电视节目制作人员提供了无限灵活性和创造力。