浅议虚拟演播室技术及在中小电视台的应用

摘要：随着市场经济的发展与计算机技术的进步，虚拟演播室技术越来越被人们所关注。它是由摄像机跟踪技术、视频合成技术及计算机虚拟场景生成技术等部分组成，为电视节目制作人员突破演播室节目制作的空间与时间的限制找到了突破口，在最大程度上为电视观众呈现更加丰富多彩的电视画面。本文将从虚拟演播室技术的角度出发，研究虚拟演播室技术的特征及其在中小电视台的应用。

关键词：虚拟演播室 关键技术 中小电视台 应用

虚拟演播室是一种新型的电视制作技术，它是计算机虚拟现实的技术与传统的演播室色键抠像技术相结合而生成的技术。它的核心在于用摄像机的镜头变化与位置变化来控制计算机中的虚拟摄像机的变化，从而获得更加真实的电视画面。当前虚拟演播室技术被广泛应用于中小电视台的节目制作之中，为电视台的发展注入了新鲜的发展血液。

一、关于虚拟演播室技术的概述

（一)虚拟演播室技术的含义

所谓虚拟演播室技术，就是指一种新型的电视节目制作工具与技术，它包括摄像机跟踪技术、计算机虚拟场景设计技术、色键抠像技术、视频合成技术灯光技术等部分。它是在传统色键抠像技术的基础上，利用视频合成技术和计算机三维图形技术，根据摄像机的参数与位置，使三维虚拟场景的前景与透视关系保持一致，在经过色键抠像技术合成后，使得前景中的人物看起来像是浸尽于计算机所产生的三维虚拟场景中，而且能在其中运动，最终创造出立体感强、逼真的电视演播室效果，给人们带来新的视觉享受的技术。

（二）虚拟演播室的关键技术

1.计算机虚拟场景生成技术

所谓计算机虚拟场景生成技术，是指利用虚拟演播室配备的计算机调整事先做好的三维虚拟场景，并根据主机传送过来的摄像机运用数据及时地计算出虚拟场景中三维电脑场景的运动，进而建立三维模型。它主要分为三维虚拟演播系统与二维虚拟演播室系统两个部分。

2.摄像机跟踪技术

摄像机跟踪技术是虚拟演播室技术中的一项关键性的技术，主要包括红外线传感，图像识别，超声波传感，机械传感等部分组成。它可以提供摄像机的运动来获取计算机在虚拟演播室中的实际的动作参数数据与位置参数数据，进而判断节目的主持人、嘉宾、计算机虚拟的场景及摄像机之间的关系，帮助电视节目制作人员确定虚拟摄像机与真实摄像机之间的对应关系。

它的工作原理是计算机将监测到的摄像机的聚焦、升降、拉、摇、移等运动的数据，通过传感器传送到校准器，使得真实摄像机与虚拟摄像机的位置关系是一致的。

3.灯光技术

在虚拟演播室内，所有的灯光必须保持与蓝色场地的基色相一致，对于演播室的墙面与地面的灯光要做到没有阴影、均匀的效果。同时要协调虚拟演播室系统生成的场景灯光与现实灯光的光色相一致。

4.色键抠像技术

色键抠像技术，就是指在构成虚拟演播室系统的过程中，色键要具备纵深方向的信息，也就是要求虚拟演播室的摄像机到每一个色键对应的像素的距离。在传统色键抠像技术的基础上加入深度色键，可以达到这样的目的：人物在虚拟演播室的位置是精确的，人物可以处于虚拟演播室内物体的任何一个地方，给电视观众最真实的距离感。

5.视频合成技术

视频合成技术，是指充分利用色键抠像技术，将虚拟演播室内的背景与前景相混合，通过运用色键技术中的色键混合器、视频帧同步器、前景视频延时器

来共同完成。

（三)虚拟演播室的优势

虚拟演播室技术的优势在于制作出难以制作或者实际不存在的场景，并且可以在瞬间改变场景，从而达到真实演播室无法实现的效果；其空间不受物理空间的限制，摄像机可以360゜旋转；同时节省了大量的物力、人力、财力，缩短了节目制作周期，提升了演播室的利用率与效果。

二、虚拟演播室技术的工作原理

虚拟演播室主要由色键合成器、摄像机、计算机图形工作站及摄像机跟踪技术等四个部分组成，它对于改善电视节目的拍摄效果具有主要的意义。虚拟演播室技术的工作原理如下图所示：

三、虚拟演播室技术在中小电视台的应用

虚拟演播室技术具有传统的演播室所不具有的一些优势，它使得很多电视节目，比如说体育、新闻、访谈等节目可以重复或者连续性进行制作，不仅提升了电视节目的质量与水平，而且降低了电视节目的制作成本。下面主要讲述虚拟演播室技术字中小电视台的应用：

一是制作虚拟的采访。利用虚拟演播室技术，可以将从外地或者演播室外的被采访者在蓝色屏幕前的信号，经过一次色键抠像处理之后，导入虚拟演播系统中，通过一些插入的视频，可以将演播室中的主持人与被访者的图像相结合，展现在虚拟的背景之中，这样支持人与北方嘉宾就可以面对面进行交谈了，对于观众来说，好像嘉宾真的到了演播室现场一样，增加了中小电视台电视节目的真实性与可靠性。

二是虚拟演播室技术中的虚拟重放。这样技术目前主要应用在体育类节目的转播与评论。它主要是通过先进的三维重建技术与视频跟踪技术，跟踪球赛上的运动员与球的运动轨道与规律，测量他们的运动速度与距离，并且在视频的图像上画上一些表示特殊意义的箭头、标志或者路线。这项技术应用在中小电视台体育类节目具有以下优势：一是可以在一定程度上代替节目的慢速重放；二是可以在最大程度上模仿真实球类比赛的现状，提高电视节目的收视率。

结语：

随着计算机技术与网路通讯技术的发展，虚拟演播室技术在电视行业中所占据的地位越来越高，发展速度越来越快。虚拟演播室技术在中小电视台的应用主要表现在体育类节目方面，其中的三维虚拟演播室技术与虚拟现实技术相结合，为电视机前的观众呈现了更加丰富多彩的视觉盛宴，促进了中小电视台的健康长远发展。

参考文献：

[1]张捷，姚颖.虚拟演播室系统的应用现状与未来发展[J].广播与电视技术，2008（6）.

[2]郑翔.虚拟演播室技术特点及应用[J].有限电视技术，2011（6）.

[3]杨殿伟.虚拟演播室的发展与应用[J].中小学电教，2010（4）.

[4]沈志新.虚拟演播室技术及在中小电视台的应用[J].影视制作，2011（7）.