王茜

摘 要 随着计算机技术和电影电视制作技术的发展，虚拟演播室技术快速发展并逐渐成熟，由于它可制作出实际不存在的或难以制作的场景，并可以在瞬间改变场景，可以制作出真实演播室无法实现的效果，其空间不受物理空间限制，还可以引入大量虚拟特殊环境与道具，能够以低廉的成本产生新奇的视觉效果，所以被越来越多地应用到电视节目的制作中，目前电视气象节目也正在这一领域进行探索，但由于价格因素，还没有被广泛使用。

关键词 气象信息 虚拟演播室 节目制作 无轨跟踪

0概述

虚拟演播室技术的实质是将计算机制作的虚拟三维场景与电视摄像机现场拍摄的人物活动图像进行数字化的实时合成，使人物与虚拟背景能够同步变化，从而实现两者天衣无缝的融合，以获得完美的合成画面。从上个世纪末开始，虚拟演播室技术逐渐成熟，并逐渐地被电视媒体广泛应用。目前一些发达省份的气象部门也已经将这一技术运用到了日常的电视气象节目制作中，借助虚拟演播室技术能够将气象信息更加具化、直观、立体，使得日常气象节目的制作形式更加多样，表现手法更加的灵动，随着受众满意度的增强，节目收视率也得到了大幅提升，从而也大大提升了相应的社会效益和经济效益。辽宁省气象服务中心目前也在进行虚拟演播室建设，希望通过虚拟技术的引进，能够有效改善目前节目制作水平和表现形式，并能够拉近与其他省份在制作技术上的差距。

1虚拟演播室技术

虚拟演播室技术包括摄像机跟踪技术、计算机虚拟场景设计、色键技术、灯光技术等。虚拟演播室技术是在传统色键抠像技术的基础上，充分利用了计算机三维图形技术和视频合成技术，根据摄像机的位置与参数，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，使得前景中的主持人看起来完全融入于计算机所产生的三维虚拟场景中，而且能在其中运动，从而创造出逼真的、立体感很强的电视演播室效果。

1.1创造性

虚拟演播室的产生，给视频节目制作、电视广播带来的是一场革命。

采用虚拟演播室技术，可以制作出任何想象中的布景和道具。无论是静态的，还是动态的，无论是现实存在的，还是虚拟的。这只依赖于设计者的想象力和三维软件设计者的水平。许多真实演播室无法实现的效果，对于虚拟演播室来说，确是“小菜一碟”。例如，在演播室内搭建摩天大厦，演员在月球进行"实况"转播，演播室里刮起了龙卷风等等。现在有的电视台已经起用了虚拟主持人，并且成为了明星，他们不仅可以配合真人的主持人主持节目，而且还可以单独主持节目。这些都是虚拟演播室创造性的体现。

1.2先进性

虚拟演播室系统用软件来生成背景和道具，它可制作出实际不存在的或难以制作的场景，并可以在瞬间改变场景，可以制作出真实演播室无法实现的效果，其空间不受物理空间限制，还可以引人大量虚拟特殊环境与道具，能够以低廉的成本产生新奇的视觉效果。另外，由于场景的制作、修改、保存等都在计算机上进行，制作和更换电子布景快捷简便，节省了大量的人力、物力、财力，而且缩短了节目制作周期，提高演播室的利用率，促进了电视行业低碳、减排发展。

1.3局限性

虚拟演播室虽然具有诸多的优越性，但由于价格昂贵，普及和推广还存在一定的难度。

1.4表现形式

1.4.1跟踪技术

三维虚拟演播室的跟踪技术有4种方式可以实现，网格跟踪技术、传感器跟踪技术、红外跟踪技术、超声波跟踪技术，其基本原理都是采用图形或者机械的方法，获得摄像机的参数，包括摄像机的X、Y、Z、（位置参数）Pan、Till、（云台参数）Zoom、Focus（镜头参数） 由于每一帧虚拟背景只有20ms的绘制时间，它要求图形工作站实时渲染能力要非常强大，对摄像机的运动没有更多的限制。

1.4.2预生成三维背景技术

预生成三维背景模式，需要首先制作好背景的三维模型，然后预先定义好摄像机的运动和参数设置，根据这些数据生成每台虚拟摄像机的视图画面，最后运用色健将前景和相应的虚拟背景结合起来。这种方式可以生成比较真实的虚拟背景，对图形工作站实时渲染能力要求不高，摄像机只可以切换机位（摄像机机位必须事先与背景调整好比例和透视关系），不可以做其他的运动。

2辽宁虚拟演播室系统建设

2.1现状

辽宁省气象服务中心是辽宁省气象局对外发布电视气象信息、预警信息的窗口，目前的电视气象节目制作还是采用传统的抠像模式，借助非编、字幕机等设备，只能实现画面的简单叠加，无法实现多维效果，画面单一，缺少灵动性和立体表现形式。

2.2建设构想

通过购置一台2迅道桌面型高清虚拟演播室服务器与现有蓝箱、灯光设备相结合，通过虚拟抠像，采用无轨跟踪技术来实现有主持人出镜的真三维虚拟气象节目的制作和拍摄。

2.2.1建设内容

通过一台主机系统投入就能完成传统演播室，录像机、特技台、调音台、切换台、字幕机等多个物理传统设备的功能；通过虚拟抠像技术达到，主持人多机位、多场景的拍摄效果。

2.2.2技术路线

通过高清虚拟演播室服务器，并利用现有三墙一底蓝箱、高清演播室灯光系统、摄像机设备，采用无轨跟踪技术，根据主持人与虚拟场景、虚拟摄像机，三者之间的相对位置关系的变化，通过对3D场景的移动变化进行跟踪定位，从而实现虚拟摄像机的推拉，摇移，摇臂乃至航拍的运动效果，也可通过机械传感跟踪方式，实现真实摄像机做快速小幅度反复或大幅度平摇、俯仰、变焦等取景变化时虚拟场景画面实时同步的发生与其相同的变化，实现全场景真三维虚拟演播室效果。

3结语

随着计算机技术的不断发展，在不久的将来虚拟演播室技术必将以更快的速度发展壮大。没有做不到，只有想不到，未来虚拟演播室技术一定会逐渐取代传统电视制作模式，成为电影电视制作过程中不可或缺的表现元素。

参考文献

[1] 荣旻.虚拟的力量——电视节目制作中的真三维虚拟演播室技术应用及效果分析[J].电视工程，2013（01）：40-44.