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如何搭建虛擬演播室

    提起演播室相信大家都很熟悉，傳統(tǒng)的演播室需要一個場地，需要各種布景以及精美的燈光。當(dāng)然，演播室也根據(jù)不同的節(jié)目風(fēng)格以及預(yù)算，呈現(xiàn)在畫面中感覺也不一樣。像縣級電視臺的演播室，肯定不能跟中央電視臺相比。同樣，養(yǎng)生類節(jié)目的演播室搭建又和新聞類的呈現(xiàn)風(fēng)格又不一樣。

如果只有一個演播室，而又有很多節(jié)目，那就得不停的換布景換燈光，才能實(shí)現(xiàn)不同節(jié)目的畫面呈現(xiàn)。所以，我們會經(jīng)?？吹胶枚喙?jié)目直接不用演播室，而是出外景拍攝主持人。

央視五套實(shí)景演播室

成都電視臺實(shí)景演播室

    虛擬演播室系統(tǒng)（The Virtual Studio System，簡稱VSS），隨著虛擬技術(shù)的成熟，越來越多的節(jié)目組、電視臺選擇了虛擬演播室。雖然叫“虛擬”，也需要有一個實(shí)體演播場地作為拍攝載體。只不過背景一般會用綠幕或者藍(lán)幕，隨后在直播系統(tǒng)中進(jìn)行摳像合成，直接輸出的視頻信號傳遞給直播系統(tǒng)。這一套虛擬直播系統(tǒng)在國外已經(jīng)非常成熟，在國內(nèi)也開始慢慢應(yīng)用。

虛擬演播室直播呈現(xiàn)效果

    最好理解的虛擬演播室其實(shí)就是我們經(jīng)常看到的“天氣預(yù)報(bào)”，只是最簡單的虛擬演播室，主持人站在綠幕前，實(shí)時摳像合成到氣象圖上進(jìn)項(xiàng)天氣講解。

天氣預(yù)報(bào)虛擬合成

    目前市場上的虛擬演播室直播系統(tǒng)造價(jià)大都在幾十萬，百萬以上，相對來說還是比較高昂。筆者之前在愛奇藝擔(dān)任視頻設(shè)計(jì)師的時候，常常與虛擬演播室打交道，有一檔網(wǎng)絡(luò)娛樂節(jié)目叫《愛奇藝早班機(jī)》，節(jié)目最開始考慮直播，應(yīng)用的就是虛擬直播系統(tǒng)。

《愛奇藝早班機(jī)》早期畫面，利用虛擬演播室完成

   這里要重點(diǎn)說明兩個問題，一個是虛擬直播，一個是虛擬錄播。

虛擬直播系統(tǒng)更為復(fù)雜，必須借助虛擬直播系統(tǒng)。虛擬錄播其實(shí)很簡單，重要的是前期綠屏拍攝，和后期虛擬演播室制作了。

   今天這里重點(diǎn)介紹虛擬直播系統(tǒng)，這里不做具體的技術(shù)分析，知道簡單的原理介紹。

1、虛擬演播室中的鏡頭運(yùn)動

    為什么要有鏡頭運(yùn)動？當(dāng)然，固定鏡頭也是可以的，只不過固定鏡頭沒有太多美感缺乏層次。常見的鏡頭運(yùn)動有推、拉、搖、移，以及鏡頭的變焦。這些在傳統(tǒng)演播室中都非常容易實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楸尘昂椭鞒秩硕际侨诤显谝黄鸬?，不涉及穿幫和透視錯誤。而虛擬演播室就不同了，所以這里要分兩種情況說明。

    第一種是有軌虛擬演播室技術(shù)，攝像機(jī)的運(yùn)動數(shù)據(jù)可以被系統(tǒng)解讀，然后匹配我們的虛擬三維場景。

    使用光學(xué)或機(jī)械傳感跟蹤設(shè)備，對真實(shí)攝像機(jī)的位置及其移動進(jìn)行跟蹤、運(yùn)算，生成數(shù)據(jù)流傳輸?shù)较到y(tǒng)主機(jī)。通過系統(tǒng)主機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算分析，從而實(shí)現(xiàn)真實(shí)攝像機(jī)在同等比例藍(lán)箱內(nèi)的移動，體現(xiàn)在3D場景中的景深景別的變化。目前最流行的圖像處理方法，是使用色鍵器將藍(lán)色或綠色的背景替換成實(shí)時景。

    第二種是無軌虛擬演播室技術(shù)，很好理解，拍攝的攝像機(jī)并沒有運(yùn)動，無需做攝像機(jī)解算匹配。

    無軌虛擬演播室技術(shù)無需使用傳感器對攝像機(jī)的位置及其運(yùn)動進(jìn)行跟蹤、運(yùn)算。通過驅(qū)動虛擬攝像機(jī)來實(shí)現(xiàn)各個機(jī)位的推拉、搖移、搖臂、航拍等運(yùn)動效果，以及各個機(jī)位之間的快速切換。這種無軌技術(shù)減少了周邊硬件設(shè)備的使用，降低了使用成本，操作更便利。

目前更多是第二種技術(shù)，因?yàn)樵靸r(jià)低，操作簡便。

2、直播畫面呈現(xiàn)

最終看到的直播畫面，一般由以下畫面元素構(gòu)成。

  主持人、背景、logo、前景、動態(tài)標(biāo)題條等。

    主持人站在設(shè)定好的位置，背景一般是綠幕或者藍(lán)幕，logo和前景遮擋（比如桌子之類）以及動態(tài)標(biāo)題條都是提前做好的素材，直接以文件形式導(dǎo)入直播系統(tǒng)中。有了這些元素，進(jìn)行素材通道分配，就可以完美的結(jié)合在一起了。

分層合成圖像

    接下來，來分享一下早班機(jī)項(xiàng)目的虛擬演播室搭建經(jīng)驗(yàn)。

1、背景制作。背景是在maya（三維軟件）中制作，這里只需制作靜幀圖片就可以了。值得一提的是需要渲染出不同畫面元素的黑白通道，方便直播系統(tǒng)識別特別區(qū)域的顯示。

   比如我們的演播室中的大屏，以及前景的桌子。

通道識別圖

2、制作系統(tǒng)可識別的素材文件。在愛奇藝這套虛擬直播系統(tǒng)中，系統(tǒng)識別的背景文件是PSD文件背景、前景、大屏都有嚴(yán)格的命名規(guī)則，要不然系統(tǒng)無法識別。

PSD文件命名示例

3、最終畫面匹配合成。這一部分比較簡單，調(diào)節(jié)好現(xiàn)場燈光，布置好綠幕，在直播系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)最終畫面。

最終畫面效果

    注:（因?yàn)閾赶袷窃谥辈ハ到y(tǒng)中完成，所以摳的效果尚可，能看出來細(xì)節(jié)上還是有些問題，不過能做到實(shí)時摳像已經(jīng)很不錯了）

    最后再來說說，虛擬演播室的優(yōu)缺點(diǎn)。虛擬演播室優(yōu)勢顯而易見，畫面方面，主持人和虛擬背景完美結(jié)合，不受場地限制。而且可以根據(jù)導(dǎo)演要求，隨時切換任何場景。還可以加入大量虛擬特殊環(huán)境與道具，比如軍事節(jié)目可以瞬間引入一輛坦克。由于這些新技術(shù)的引入，畫面呈現(xiàn)更加豐富，給節(jié)目組提供了很大的創(chuàng)作空間。效率方面，不用搭建真實(shí)場景，實(shí)時修改畫面結(jié)構(gòu)，整個制作節(jié)省很多人力、財(cái)力、物力。

當(dāng)然，再美好的事物都有不足。虛擬演播室目前造價(jià)昂貴，在畫面呈現(xiàn)上還達(dá)不到非常逼真的效果，畫面呈現(xiàn)還有待提高。便攜和操作上還不是太便捷，相信以后隨著技術(shù)的發(fā)展，這些方面都會得到很大改善。