723虛擬場景的調試工作
場景的調試在虛擬場景的創建中也起著非常重要的作用。虛擬場景不僅僅是一個獨立的三維模型，它還是表演者活動的場所和環境。在虛擬演播室係統的錄製環境中，演員看不到虛擬的場景，隻能根據分鏡頭劇本和演播室內的監視器來完成節目的創作。因此，在表演之前需要製作並調試完成錄製過程中所要求的事件場景，盡量減少可能出現的問題，提高節目錄製的效率。比如在2010年12月31日的湖南衛視“給力2011跨年演唱會”中，就采用宇田索誠科技有限公司提供的Vizrt虛擬演播室係統，給觀眾帶來了神奇的視覺效果。在青年歌手鬱可唯向鄧麗君的致敬演唱中，鄧麗君的表演視頻被定位到舞台上，通過先進的虛擬技術觀眾看到了鄧麗君和鬱可唯同台表演的視覺奇觀，點燃了晚會現場的氣氛。這一虛擬技術，需要虛擬演播室係統的控製端在節目開始前將所需的立體場景載入虛擬圖像合成引擎中，然後通過定製的模板對虛擬場景中物體的運動進行控製。要完成這一天衣無縫的神奇視覺特效，在前期要經過多次的視覺調製，否則就可能使表演者的運動軌跡重疊，影響到節目的觀看效果。
73虛擬演播室製作
虛擬演播室係統通過計算機三維場景設計技術、數字色鍵技術、藍箱技術、燈光技術和攝像機跟蹤技術等各種技術的綜合應用，使虛擬背景具有真實的視覺效果。因此，在完成虛擬背景的創建後，還要注意虛擬演播室內其他相關元素，以便生成良好的視覺效果。
731 藍背景技術
虛擬演播室是一個藍色的立體空間，節目錄製時表演在藍色的立體空間內進行，在合成圖像輸出時藍色的區域被虛擬場景所取代。為了避免藍色摳除時出現顏色誤差，虛擬演播室的藍背景具有以下三點要求：
第一，藍箱的藍色背景必須平滑，顏色均勻，而且具有一定的空間感。首先，藍箱要為虛擬演播室節目的創作提供較大的靈活性。從目前的情況來看，虛擬演播室的藍箱一般由兩麵或三麵藍色背景牆加上藍色的地板構成，是一個半開放的長方體。在節目創作中，真實藍箱的大小是沒有固定的物理尺寸，需根據節目的需要來決定。現在我國的電視台多是自負盈虧，因此大部分的電視台都是多個節目共用一個藍箱。這就意味著，同一個藍箱不僅必須適應多個虛擬場景，而且必須容納不同數量的表演者。藍背景的大小決定了虛擬演播室節目的規模，如果虛擬演播室的真實藍背景極小，就隻能容納極少的表演者，較適用於專室專用的虛擬演播室節目的創作。如果虛擬演播室的真實藍背景極大，可以在較大的範圍內允許較多的表演者活動，較適用於多個節目的共用。其次，要考慮藍箱牆壁的設置狀態以及牆壁之間各個夾角的角度。對於虛擬節目的創作來講，三麵藍壁和藍色地板是最理想的拍攝狀態。這種設計使演員、道具和虛擬布景區的適配較為便捷，也給予了攝像機較大的運動空間，可為虛擬演播室節目的創作提供更大的發揮空間。同時，藍箱的牆壁和地板之間不能設計成折角。在設計時，藍壁和地板之間必須由曲麵的角度光滑連接，以免形成不均勻的燈光照明，給節目創作中陰影的保留和背景的摳像帶來較大的難度。圓滑的夾角使燈光的設置更為容易，牆壁和地麵之間的反射也被降到了最低，為節目的創作降低了難度。最後，藍背景的設計要與攝像機拍攝的範圍相匹配。一般來講，攝像機的拍攝範圍不能
超過藍背景，因此藍箱的空間大小一定要滿足節目創作所需攝像機類型的活動需要。較大的藍箱可以允許各種類型的攝像機自由靈活地推拉搖移；反之，較小的藍箱就隻允許攝像機小範圍內的運動，甚至有時攝像機基本處於靜止狀態。因此，藍箱不能太小，這樣會導致虛擬演播室節目缺乏動感，降低視覺效果，但又不能盲目地追求大麵積的藍壁，致使節目創作成本上升，增加節目的創作負擔。通常來講，一個5m×3m×3m的三麵牆藍箱即可滿足校園虛擬節目的創作。
圖7-7虛擬演播室圓滑夾角示意圖
第二，藍箱的選擇要根據虛擬演播室節目的性質來決定。目前，雖然虛擬演播室節目的類型在不斷創新，但是我國電視台多用虛擬演播室來製作兩類節目，一類是新聞訪談類型節目，還有一類是文藝娛樂類型節目。新聞訪談類節目的製作模式較為固定，大多采用演播室內節目主持人與嘉賓對話加上演播室空間外的視頻片段製作，一般來說拍攝手法較為簡單、固定。同時，新聞訪談類節目較為注重服務性、時效性和客觀性，因此在新聞訪談節目的拍攝中鏡頭較為穩定，多用正麵鏡頭和斜側鏡頭，較少使用動感較強的推拉搖移。新聞訪談類節目的這些特性，使節目創作對虛擬演播室的要求並不是太嚴格，不需要選用較大的藍箱。比如鳳凰衛視資訊台所采用的大洋虛擬演播室係統就采用了不足10平方米的藍箱來進行其節目的創作（見圖7-8）。鳳凰衛視資訊台自2001年開播以來，24小時播報全球各地
的時事新聞和財經資訊，其節目創作以全球華人的新聞資訊報道和新聞評論為主，因此相似的節目類型使鳳凰衛視可以實現藍箱的共用，使鳳凰衛視可以節省成本和空間，在小的藍箱內實現規模宏大的演播室新聞播報。相比之下，娛樂文藝節目的創作較為複雜。為了達到較好的舞台效果，主持人不僅需要來回走動，而且需要在較大的範圍內活動，因此，攝像機的運動幅度較大，固定鏡頭相對來說較少，多為變化中的動態鏡頭。而且娛樂節目多注重畫麵的層次感、動態感和互動性，對視覺效果的要求較為嚴格。娛樂節目的這些特性，使節目創作需要較大的藍箱空間，為鏡頭和演員的活動預留足夠的活動空間。比如，湖南衛視的“給力2011跨年演唱會”的創作就突破性地實現了虛擬演播室的大型演唱會錄製。在節目的開場段落，使用了粒子在觀眾區環繞的特效，這幕場景需要搖臂攝像機跟蹤粒子飛行，鏡頭覆蓋整個場館。這一視覺特效的製作，需要特別大型的藍箱設計，才能滿足節目創作的需求（見圖7-9）。
圖7-8 鳳凰衛視資訊台大洋虛擬演播室係統
圖7-9湖南衛視虛擬演播室大型“給力2011跨年演唱會”錄製現場
第三，藍箱的使用要與道具的設置相匹配。藍箱內的道具可分為兩種類型：一種是實物道具，另一種是虛擬道具。在專有演播室錄製的節目中，較多地采用實物道具，如新聞、教學類的虛擬演播室節目。比如校園虛擬演播室節目《廣師視頻》，就是一檔以反映校園生活為主的定期節目，因此在《廣師視頻》專用的虛擬演播室內，就采用了實物道具——新聞桌。該新聞桌是校園新聞錄製的長期使用道具，這就要求道具的大小、體積和顏色等必須與廣東技術師範學院所使用的LiFU虛擬演播室係統相匹配，否則將會導致
圖7-10 廣東技術師範學院LiFU虛擬演播室係統
節目的穿幫。但是在我國大多的電視台節目的創作中，基本上是不同類型的節目共用同一虛擬演播室，這樣就需要將所用的不同道具存入資源庫中，來提高虛擬演播室的使用率。這一類可以存入資源圖庫中，隨時調用的道具即是虛擬道具。虛擬道具也具有自身的局限性，比如虛擬道具無法在藍箱內真實存在，表演者難以發揮最佳狀態。因此，在使用虛擬道具時，必須根據藍箱的性質和節目的進展來設計和製作。
732 燈光的照明和分布
早在電視節目誕生初期，光與影就是影視藝術賴以生存的媒介和基礎，虛擬演播室節目的創作更是與燈光有著密不可分的關係。在虛擬演播室節目的創作中，隻有合理的布光和燈光調配，才能保證色鍵器起到良好的作用，最終得到滿意的視覺效果。虛擬演播室係統由於自身的特殊性，其照明係統與普通的影視拍攝燈光照明有極大的區別。在實踐操作中，要注意以下兩點。
圖7-11演播室使用的三基色柔光燈
圖7-12 演播室使用的天幕燈
第一，在虛擬演播室的節目創作中，要根據燈光的類型和作用來進行正確布光。根據燈光照明所產生的作用，虛擬演播室的燈光分為基本光、人物光和區域輔助光三種基礎類型。基本光主要是指在藍箱內形成均勻柔和的照明，生成非硬邊陰影的燈光係統。基本光大都由柔光燈產生，對藍箱的立麵牆和地麵進行均勻照明，因此，基本光布光要從兩個方麵來進行考慮。第一個方麵，要考慮基本光對立麵牆的照明。對於藍箱立麵牆的照明要根據節目創作所使用的藍箱來選擇燈具類型，比如節目創作所使用的藍箱體積較小、高度較低，可考慮使用冷光源的三基色柔光燈（見圖7-11），這種類型的燈光布光麵積大，所發光柔和、無頻閃、能見度高，可在藍壁上形成均勻柔和的光照，便於圖像的合成。反之，這種類型的燈具也由於照度比較低，不適合於麵積較大、高度較高的虛擬演播室。如果虛擬演播室的
藍箱較高，可選用天幕燈（見圖7-12）或雙反射式柔光燈。這兩種類型的燈光可對天幕或水平屏幕實現垂直平滑照明，形成分散的逆光照明和柔和的光線，可以在較高的藍壁上布出
滿意的燈光效果。從現在的使用情況來看，藍壁低於35米時，會使用三基色冷光源做基本布光；藍壁高於35米時，會使用天幕燈或雙反射式柔光燈做基本布光。當虛擬演播室節目創作出現人物全景時，鏡頭中不僅要出現藍箱的立麵牆，還會出現藍箱的地麵。如果要達到較好的畫麵效果，不僅藍壁要布光均勻，而且地麵也要有非常均勻的照明。在藍壁低於35米的虛擬場景中，可利用場景中的三基色冷光源燈口向下進行照明，燈光與地麵垂直可在地麵形成均勻布光。在藍壁高於35米的虛擬場景中，也可用同樣的方法來處理，用雙反射式柔光燈對地麵形成均勻布光。但是有一點要注意，雙反射式柔光燈照度較高，容易形成硬邊陰影。因此在應用此種類型的燈光時，需在燈光前加一層柔光紙，利用它的透光率來形成柔和的地麵照射。第二個方麵，在處理完藍箱的基本布光後，人物布光也是虛擬演播室布光的難點部分。虛擬演播室的人物布光，不僅要考慮到演播室藍箱內的光照度，還要考慮到虛擬場景內的布光。虛擬演播室的節目創作中，要求其人物的布光與虛擬背景的布光相匹配，要和主要光源的顏色、強度、硬度和方向保持基本一致，使合成畫麵既滿足摳藍的需要，又要顯得真實。在節目的創作中，一般會出現兩種情況:一種是虛擬場景中主光源不但方向明確，而且亮度較高；另一種情況是虛擬場景中無明顯的主光源。一般來講，遇到第一種情況，可直接使用演播室內的聚光燈。但值得注意的是，作主光源的聚光燈除要與虛擬背景的主光源保持一致外，還要具有一定的高度，才能夠避免不必要的光斑，避免給摳藍帶來麻煩。如果有可能，還可以在演播室內的主光燈前加柔光紙，避免不合邏輯的陰影，致使畫麵看起來很虛假。遇到第二種情況，則可根據表演者活動的區域大小選用三基色冷光源或雙反射式柔光燈做主光源。同時，在虛擬演播室節目的創作中，還有一種功能獨特的燈光——區域輔助光。區域輔助光主要有兩個目的，一是摳除畫麵合成時不幹淨的雜波，二是柔化物體的區域陰影。在虛擬演播室節目的創作中，為了增強節目的視覺動感，表演者會有一定的活動區域。當表演者在藍箱中活動時，由於燈光的影響，人物會和地麵形成一定的動態陰影，這樣會在畫麵合成時形成運動的雜波，影響畫麵的效果。同時它還會在藍壁和藍地板上形成相應的反射，使表演者的手臂和下巴等多部位出現雜波。這種情況可選用演播室使用的地排燈（見圖7-13）來消除畫麵合成時所形成
的雜波。地排燈一般燈口盡量朝下，放置在演播室藍箱的台口處（見圖7-14）。但是地排燈的數量和具體的位置要根據各個演播室的情況而定，不同的節目、不同的機位、不同的表演者活動範圍、不同的道具性質和擺放位置，都會對地排燈的選用產生一定的影響。區域輔助光能夠消除畫麵雜波和區域陰影，保證最終的畫麵效果。
圖7-13 演播室使用的地排燈
圖7-14 虛擬演播室地排燈擺放示意圖
第二，在虛擬演播室的節目創作中，要根據攝像機的靈敏度和預設位置來進行正確布光。虛擬演播室的燈光，首先要滿足攝像機靈敏度的要求。攝像機具有不同的靈敏度，它直接影響著拍攝場景的照度大小。攝像機的靈敏度越高，對拍攝場景的照度要求較低；反之，靈敏度越低，對拍攝場景的照度要求就越高。攝像機的照度對於節目的創作來說是一個重要的因素，隻有滿足了攝像機的基本照度要求，才能得到清晰度、飽和度一流的畫麵。在虛擬演播室中，攝像機的基本照度大概是1 500~2 500勒克斯，如果達不到這個最低照度，畫麵的質量就會受到極大的影響。因此，在虛擬演播室節目的創作中，要根據光源的功率大小、與攝像機的距離、角度等參數，來對演播室的基本照度進行調節，以滿足演播室攝像機的基本照明。其次，虛擬演播室的燈光要以攝像機的特定視點為基準進行設置。在虛擬演播室內，燈光所在的位置和角度是形成布光造型的主要因素，隨著燈光角度和位置的變化，被攝主體會出現相應的變化。為了準確描述燈光和被攝體之間的相對位置，人們習慣用“鍾麵坐標法”來表示光線的入射角度和方向，而這種方法正是以攝像機的機位來作為參考坐標的，演播室內的任何一盞燈光都能以攝像機的機位為基準來進行水平鍾麵和垂直鍾麵的定位，無須考慮被攝物體的方向。比如，當有一盞燈光靠近攝像機鏡頭時，就可以直接將其作為演播室內的正麵光源使用。但有一點需要注意，當有多個機位或者機位不停運動變化時，燈光的方向和設置會隨著攝像機機位的改變而發生變化，這時就需要靈活處理了。
虛擬演播室的布光是一個複雜的工作，它不僅涉及燈光的基本性質和規則，而且還涉及虛擬演播室的特殊性質，是一項實踐性很強的工作。如果虛擬演播室的照明係統出現問題，不僅會影響到畫麵的色彩、清晰度等基本屬性，還會對節目的藝術性起到破壞性的作用。所以，虛擬演播室的布光師既要掌握虛擬演播室光照係統的基本原則，也要根據節目的性質不斷創造出新的技術。
74作品輸出
在虛擬演播室的節目創作中，當前景的視頻圖像與背景的虛擬場景合成輸出後，才算最終完成虛擬演播室節目的創作。虛擬演播室節目的輸出合成，是一個複雜的係統，它涉及圖像合成與定位、合成信號的延時和同步問題。
741圖像的合成與定位
在虛擬演播室中，圖像的合成是通過色鍵合成器實時完成的。色鍵合成器是通過前景物體的色度和藍背景之間的差別，將表演者和虛擬背景完美地合成在一起。為了保證合成圖像的質量，除需要注意教材前麵提到的燈光和藍背景外，還需要注意前景物體的陰影對藍背景摳像所造成的影響。陰影的方向不僅要和虛擬空間的光源保持一致，而且重要的是陰影的藍色電平值和背景的藍色電平值要有較大的差異，這樣才能得到真實的畫麵效果。表演者在運動過程中的定位，也是圖像合成需要注意的問題。一般來講，隻有在全三維的虛擬演播室場景合成中，才會出現這一類的問題。因為，隻有在全三維場景的色鍵合成器中才能夠獲得畫麵中每一個像素z軸上的深度值，所以才能讓表演者在虛擬場景中產生真實的位置連續變化。在節目的創作實踐中，要考慮色鍵合成器的功能和類型，以得到滿意的合成畫麵效果。
742合成信號的延時和同步
在虛擬演播室節目的創作中，虛擬圖像合成輸出的延時來源於圖形工作站的延時。圖像工作站的延時包括兩個部分，一部分是視頻圖像的延時，另一部分是硬件的延時。視頻的延時主要來源於圖形工作站對背景圖的運算。二維半虛擬演播室係統圖像生成器處理的背景是一張位圖，且其對背景圖的運算與模型的複雜程度是不相關的，所以二維半係統可以設計非常精致和複雜的場景來增加視覺效果，它在創作一些無須移動攝像機的節目時延時較少，具有相當明顯的優勢。但對於全三維虛擬演播室係統來講，虛擬背景由工作站實時渲染，對場景的複雜程度和麵片數量都有較大的限製。通常來講，全三維係統延時較多，一些鏡頭動態感較強、製作成本較高、視覺效果較複雜的節目，會采用全三維虛擬演播室係統來製作。因此，在創作虛擬演播室節目時，要根據節目的性質以及虛擬演播室的類型來進行相應的視頻畫麵延時處理。另外，聲音信號不僅要經過調音台的處理，也要根據現場情況做一定的延時處理，保證聲畫同步，不致產生視音頻的脫節。