虚拟演播室技术及在电视节目制作中的应用

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1、虚拟演播室技术及在电视节目制作中的应用作者：周永彬来源：青年文学家2011年第 20期摘要：随着广播电视数字化技术的发展，电视节目的制作方式也发生了变化，虚拟演播室 的出现就是其中之一，它是传统的演播室技术与现代计算机图形技术相结合的产物，本文主要 阐述虚拟演播室技术的原理、核心技术及应用优势。关键词：虚拟演播室；色键；摄像机；跟踪技术作者简介：周永彬，1981年，男，黑龙江密山，硕士，助教，数字媒体技术方向。中图分类号:G22文献标识码:A文章编号： 1002-2139(2011)-20-0214-01虚拟演播室(Virtual Studio)技术，又称虚拟布景技术，它区别于传统色键抠像的电

2、视节 目制作技术。传统色键抠像技术，是当摄像机做任何运动时，背景不发生变化，播音员好像浮 在背景上，效果失真。而虚拟演播室技术能够在摄像机的位置发生变化时，使背景与摄像机同 步运动，实现前景与背景的完美结合。利用虚拟演播室技术的显著优点是能够在有限的空间内 实现大场景的搭建与转换，如此一来可节约大量资金和时间，提高电视节目制作效率。一、虚拟演播室工作原理虚拟演播室技术源于传统的色键抠像技术(Chromaey)，但与色键抠像技术相比又有本 质的区别。色键抠像技术先在蓝色的背景下进行前景拍摄，然后用另一路背景视频图像代替当 前视频中的蓝色背景，把前景简单地键入背景中。这一技术的局限性是当前景摄像机

3、的位置角 度和焦距发生改变时，背景视频图像不能随之而变化，使得合成图像缺乏立体感和真实性。虚 拟演播室技术则是在传统色键抠像技术的基础上，利用计算机三维图形技术和视频合成技术， 根据前景摄像机的位置焦距等参数，使三维虚拟场景的透视关系与前景保持一致，经过色键合 成后，使得前景中的人物道具看起来完全沉浸于计算机所产生的三维虚拟场景中，从而创造出 逼真的立体感很强的演播室效果。二、虚拟演播室的核心技术虚拟演播室系统关键在于如何产生虚拟背景并将其与前景相融合，它通常包括，三维虚拟 场景的制作、摄像机的跟踪、虚拟背景的生成、图像的合成4个组成部分，其中三维虚拟场景 的制作、摄像机跟踪技术和图像的合成是

4、这项技术的关键。1、三维虚拟场景的制作虚拟演播室中的背景图像可以是动态的，也可以是静止的，利用最多的是虚拟场景，也就 是由计算机创作的三维图形。在虚拟演播室中，首先要对场景中的所有物体进行建模，这与计 算机辅助设计相似。在建立一个模型的同时，计算机将它们分解成许多个多边形，一般是三角 形，然后定义一个轮廓，在每个多边形上施加材质，可以是简单的颜色，也可以是材料。再把 图像或照片施加在多边形上，以产生更逼真的效果。场景中所包含的多边形的数目越多，场景 的复杂程度越高，对系统的三维渲染能力的要求也越高。2、摄像机跟踪技术摄像机跟踪技术是指在节目拍摄过程中，实时获取摄像机在演播室中的实际位置参数和动

5、 作参数。其中摄像机镜头参数ZOOM、FOCUS,云台运动参数PAN、TILT以及描述摄像机空 间位置和角度的参数ROLL、X、Y、Z。获得这组参数就有可能把摄像机和镜头与一台高性能 的计算机连接（该计算机可以生成背景的每一场），背景制作的应用软件根据这些参数来调整 虚拟摄像机的位置、方向和镜头参数，使虚拟场景产生对应的变化。3、图像的合成一般来说虚拟摄像机和实际摄像机的数量是相同的，但虚拟背景信号源的数量与实际摄像 机数量并不一定相同。用两个背景生成器，两个色键器就可以完成任何两个摄像机之间叠化效 果制作，硬切只需要一个虚拟背景信号源。为了完成叠化效果制作，计算机通过编辑接口监视 切换器的状

6、态或从预演母线上了解下一个切换的摄像机，并对其进行切换。当虚拟摄像机切换 之后，切换器就做好了叠化的准备。三、虚拟演播室技术的广泛应用相对于传统的使用实景演播室，虚拟演播室有其无法比拟的巨大优势。由于采用了计算机 图形技术，虚拟场景的设计可以无限丰富，不仅可以实现与现实完全相同的布景，更可设计出 现实中无法见到的场景。在降低布景设计与场景搭建成本的同时，也拓宽节目制作的创作空 间，满足了电视观众对艺术效果越来越高的要求。因此，从资金、人力和时间的角度看，使用 虚拟演播室可以有效地节约节目制作成本，发挥创造人员的想象力，制作出精美的电视节目。虚拟演播室技术从应用角度来讲，大多数电视台都将其应用在

7、中小规模演播室制作新闻访 谈、体育、天气预报和节目预告等类型的栏目。受到灯光、演播室场地等多种条件的制约，一 般不用于大型演播室和人物众多的综艺类节目，在我国只有少数电视台，如中央电视台在 2008年北京奥运会中采用Orad公司的三维虚拟演播室系统对奥运会进行了直播。一般的地方 性电视台都采用大洋、索贝等国产品牌的虚拟演播室，如福建电视台新闻频道使用大洋V Rset 系统制作娱乐新闻网、时事前哨、体育新闻网、正午时光和探索在线五 个栏目。从传达信息角度来看，虚拟演播室能够更有效地表达信息，增强感染力，利于信息的传 递。由于虚拟演播室的背景是合乎比例的立体设计，摄像机移动时，虚拟的背景和前景能够

8、相 应变化，从而增强了节目的动感和美感，更大程度上满足了人们在信息接收时的要求。四、小结在计算机不断发展的今天，虚拟演播室系统也将会有更大的发展空间。虽然目前还不太可 能完全代替传统演播室，但是成本的不断降低，技术的日臻完善，越来越多的用户会选择虚拟 演播室技术。根据自己的实际情况，选择最适合自己的系统和技术，才能使其发挥最大的优 势，创造出最理想的效果。而在虚拟演播室逐渐深入人心的同时，他的工作也对节目制作人员 也提出了新的要求。因为虚拟演播室从虚拟场景的设计、制作，到演播室的灯光布置、摄像机 操作等，都不同于一般的演播室，因此要求制作人员不仅要精通影视技术，具有前期拍摄和后 期编辑的能力，而且要求制作人员懂得计算机，能熟练地使用计算机进行三维场景的设计，且 具有很强的创作能力。参考文献：1王爱华，浅谈虚拟演播室技术及其应用J,山西科技.2010年02期。2王靖，真戏假做一一也谈虚拟演播室技术J，有线电视技术.2010年07期。3陈艺腾，虚拟演播室传感跟踪系统的技术比较和分析J,中国有线电视.2010年07期。4陈存瑞，爆发在演播室里的技术革命N，中国计算机报.2000年。