王侠

摘  要：先进科学技术的有效使用，为演播室的节目录制工作提供出了更多的方便和快捷，同时也为设计工作人员提供出了更多的想象与创作空间。本文结合我国吉林广播电视台三维高清虚拟演播室的具体应用进行了一系列分析和研究，并且对影响虚拟演播前期的画质调整技术因素进行了阐述，从灯光、人物表现以及色键技术的配合使用进行了一系列讨论，有效提高高清虚拟演播前期的画面质量以及视频的观看效果，为观众提供出一个更加良好的电视视频的观看体验。

关键词：色键技术  灯光技术  色彩表现  高清虚拟演播

中图分类号：TN948.12                      文獻标识码：A                 文章编号：1674-098X（2020）09（b）-0240-03

Abstract： The effective use of advanced technology provides more convenience and speed for the studio's program recording work， as well as more imagination and creative space for the design staff. This article combines China's Jilin Radio and Television Station and the specific application of the 3D HD virtual studio to carry out a series of analysis and research， and elaborates the technical factors affecting the image quality adjustment in the early stage of the virtual studio， from the coordination of lighting， character performance and chroma key technology a series of discussions were conducted to effectively improve the image quality and video viewing effect in the early stage of HD virtual studios， and provide viewers with a better TV video viewing experience.

Key Words： Chroma key technology; Lighting technology; Color performance; HD virtual studio

在高清虚拟演播前期的工作过程中，从传统的演播室固定镜头的拍摄方式，慢慢转移成虚拟演播室的动态跟踪抠像的方法，视频信号从传统的标清、高清再到超高清的发展和演变过程中，通过更加先进的科技技术的有效使用，给人们带来了更加良好的视觉感官效果，有效打破了传统的空间因素的限制，为演播室的节目录制工作提供出了更多的方便和快捷，同时也为设计工作人员提供出了更多的想象与创作空间。在此工作当中，虚拟演播室当中的节目制作对画面图像的表现效果，以及表现层次要求越来越高，高质量的视频图像当中重点包含了主持人在内的所有细节问题，可以将更加高清的视频展现给观众。在具体的工作过程中，如何保证前景和背景之间的充分融合，增加画面表现的真实感与质感，成为了相关技术工作人员考虑的重点问题。

1  色键技术在高清虚拟演播前期画质综合调整中的应用

色键技术作为虚拟技术当中的核心技术环节，是完成演播室前期画质呈现的重要工作环节。现阶段，吉林广播电视台虚拟演播室系统所使用的色键器功能非常强大，可以真实地展现出前景图像当中的人物头发、半透明物体阴影以及烟雾等细节环节，有效配合先进的抠像技术，使得合成的图像信息变得更加逼真。

色键技术也称之为色度键，基于先进的电子技术所形成的一种特技功能，其中监控信号取自于彩色电视信号的色度分量。在传统的抠像技术使用过程中，所使用的色键技术是以模拟色键为主，所使用的电平信号作为触发色键的电子开关，可以对不同的颜色进行精确的识别，同时还可以对速度产生的信号脉冲来进行实时性收集和处理，对视频录制过程中背景图像的对应视频信号和电源图像信号之间进行切换，通过这种方式来实现抠像和色彩填充的工作效果。这种处理工作方法存在明显的局限性，首先会造成图像的细节出现偏差，或者是图像的边缘区域处理不够准确;其次，由于这一方法只能在虚拟前景和背景的画面之间进行画面切换，因此前景和背景画面之间缺乏自然的透视效果，好比前景直接粘贴在背景的画面当中，摄像机需要保证镜头固定不能出现振动，对一些透明或者半透明的物体进行处理过程中，比如烟雾等，通过这些方法无法达到理想化的处理效果[1]。

随着科技技术的不断向前发展，在高清虚拟画质调整工作中，通过更加先进的数字色彩技术的使用，在整个技术原理上出现了明显的转变，有效运用速度空间当中的速度矢量来对画面信息进行针对性处理。通过准确计算前景图像对应的像素参数，将要去除的颜色矢量和对应信号当中的颜色矢量参数之间进行计算和分析，从中可以生成8bit或10bit的线性键，同时还可以对图像进行相应的消色和补色处理，使得色键器可以做到图像的精细化处理，对一些玻璃、烟雾以及一些其他的半透明物体等都可以做到充分的表现，同时还可以通过计算机计算的方法，合理修改画面当中的不对称和不协调问题，使得画面人物和物体的边缘可以和周围的拍摄场景之间进行充分融合，真正达到了最优化的色键效果，依照产生的遮罩信号，确定场景和视频之间的对应关系，以此来达到令人满意的视频图像合成效果[2]。

2  灯光是高质量画质的重要保障

在高清虚拟演播前期的画质调整工作中，不管虚拟演播技术的层次如何，设计处理始终是其中非常重要的工作环节，而色键器在其中发挥出的工作性能，主要在于对虚拟拍摄现场的灯光布置以及调光工作，如果现场的布景布光存在不均匀现象，或者拍摄的前景物体存在大面积的阴影，都会造成图像调整过程中存在困难。电视灯光的表现质量高低，直接影响到了整个画面色彩的层次以及艺术表现效果。因此，虚拟演播室的灯光配置和灯光的设置方法，直接影响到了整个节目录制的效果，同时也影響到了观众的视觉感官效果。吉林广播电视台中，使用了全红外线的跟踪虚拟配套设备，对外部的热光源感应、灵敏程度较高，如果照射时间延长会造成系统产生不稳定性现象，整个拍摄场景会出现漂移以及噪音过大等相关问。，因此，选择使用三基色冷灯光来均匀照射整个蓝箱区域，这种表现方式使得整个画面的呈现更加协调。因为三基色冷光灯具发光比较均匀，产生的阴影较小，发热量较低，同时色温表现非常稳定，灯管的使用周期较长，可以充分满足虚拟演播室的录制背景以及录制前景人物对灯光的表现要求[3]。

3  虚拟演播室的布光和场景设计工作要求

虚拟演播区域当中，必须要充分保证图像合成之后的背景阴影不能完全被剪切掉，为了有效得到质量更高的阴影条件，针对蓝箱的布光必须要做到充分和均匀，同时还需要消除其中存在的多余阴影面积，有效保证色键的效果。灯光的设置和调配必须要做到科学合理，同时还需要充分考虑到实际的光源和虚拟场景当中的光源变化程度，使得前景和虚拟背景的照明亮度与方向之间相匹配，以此来保证图像的表现更加真实[4-5]。

在这种情况条件下蓝色背景需要被灯光照射的非常均匀，灯光需要保证一定的高度，要保证人员的身体阴影部分落在地表面，而不能直接坐落在背景当中，同时还要求灯光师需要对实体布光工作参考虚拟布光的角度和变化量，有效保证色键信号的质量与视觉感官之间的匹配程度。从布光的顺序方面来进行考虑，首先，需要考虑到前景的布光条件和后蓝箱的布光条件，因为三级色柔光灯发光电比较大，在完成前景的布光工作之后，需要在蓝箱上产生相应的光照度，因此前景的照度必须要符合后景的照度要求，同时对蓝箱进行适当的补光处理之后，即可满足相应的光源照射要求[6]。

在演播室当中主持人的面孔成为了布光工作的主要针对对象，虚拟演播室的面光通常设置的相对较低，但是主要是以柔和的光为主，需要尽可能避免和主持人身上的投影产生影响，由于蓝箱反射光作用，在阴影通过计算机设备的处理工作之后，该阴影会被直接消除，进而也会在不同程度上影响到主持人前景的图像质量。虚拟演播室内部不建议增加主光源，如果主光源的使用不当，很容易会出现实际光源和虚拟光源之间，融合程度不足会造成一些投影和拍摄环境之间的逻辑错误。除此之外，在主光源的篮箱上会产生刺激投影，这一问题也会直接影响到计算机图像的处理和效果[7-8]。

4  结语

虚拟演播室的工作模式属于意向综合性比较强的工作，随着科技技术的整体发展速度不断加快，对画面的呈现质量也提出了更高的要求。在高清虚拟演播前期，需要通过各种不同的技术，对画面质量进行针对性调整，有效保证视频画面制作的整体质感，制作出更加完美和优质的电视画面。

参考文献

[1] 阳璨.基于虚拟现实技术的传统媒体新闻生产创新研究[D].长沙：湖南大学，2018.

[2] 吴冰心.“虚拟”的视界“现实”的世界——VR技术对电影的影响[J].安徽建筑大学学报，2019，27（5）：109-113，118.

[3] 曹勇.赋予新闻画面活力给你不一样的虚拟植入——CGTN一带一路特别报道前置增强现实虚拟设计制作分析[J].影视制作，2017，23（8）：44-49.

[4] 林隆强.演播厅研究—电视综艺节目的一个角度[D].福州：福建师范大学，2017.

[5] 陈蕙.12讯道高清晰度电视转播车设计与集成[C].中国电影电视技术学会节目制作与传输专业委员会.全媒体时代下的西部电视技术发展——第25届西部年会（2013.西藏）获奖技术论文集.中国电影电视技术学会节目制作与传输专业委员会：中国电影电视技术学会，2013：23-77.

[6] 孙巍，徐学东.第一汽车制造厂历史街区三维虚拟平台研究[J].现代电子技术，2019，42（9）：149-154.

[7] 李中.2018央视春晚主会场视频系统方案及制作[J].演艺科技，2018（4）：25-29.

[8] 刘苏靖.浅谈电视拍摄的用光技巧[C].2007第二届全国广播电视技术论文集2（下）中国录音师协会，2007：296-299.