虛擬演播室應用分析
虛擬演播室應用于電視制作領域已經(jīng)有一段時間，在此期間經(jīng)歷了起步、逐漸完善、廣泛使用等幾個階段。以國內(nèi)的情況來看上至中央電視臺，下到絕大部分的省級電視臺都裝備了各種類型的虛擬演播室系統(tǒng)，其應用覆蓋逐步向地市電視臺、行業(yè)電視臺和制作公司擴散。然而我們不難發(fā)現(xiàn)經(jīng)過一段時間的熱炒之后，近期對于虛擬演播室的宣傳進入了一個低谷。這是因為當用戶面對實際應用時，由于不恰當?shù)氖褂檬沟锰摂M演播室的應用并不盡善盡美。分析和解決虛擬演播室使用中出現(xiàn)的問題，從深層次上透視虛擬演播室系統(tǒng)的本質(zhì)，以期近一步科學合理的使用虛擬演播室成為了擺在開發(fā)商和使用者面前的課題。通過筆者近幾年對虛擬演播室技術的跟蹤和實際應用，現(xiàn)做以下分析。
• 虛擬演播室實際應用中注意的問題
1、 演播室燈光
對虛擬演播室來說燈光問題是相當重要的。在通常情況下，針對虛擬演播室多機位的特點，為了使各個角度摳出的圖像都不會出現(xiàn)“摳透”或者有“藍邊”現(xiàn)象，藍箱需要被照得非常均勻。特別要注意的是藍箱的地板和地面，防止摳像后的場景在藍箱地面與背景部分的顏色深淺不一。而且主持人以坐姿出現(xiàn)時，要特別注意燈光在人身上和道具桌椅上的均勻照射，避免由于人腿部彎曲、衣服皺褶或道具 局 部無光照帶來的“摳透”現(xiàn)象。因此，虛擬演播室的布光照射越**、越均勻，摳像效果越好，人物在場景中的感覺越真實。
藍箱的品質(zhì)也是決定摳像效果的重要因素之一。系統(tǒng)對藍箱的要求較高，拐角處要有圓弧過渡，在演播室燈光照射下的藍色要純凈均勻，否則一些使用網(wǎng)格定位的定位系統(tǒng)會產(chǎn)生錯誤判斷，引起圖像抖動，摳像效果也會變差。
虛擬演播室技術采用的是色鍵器消藍技術進行摳藍處理，因此，要消除藍色對前景 ( 主持人 ) 的影響就必須要有立體布光的理念。先前景布光，后藍箱布光：因為三基色柔光燈發(fā)光面積大，對前景（主持人）布好光后，必將在藍箱上產(chǎn)生一定的光照度。因此，前景照度符合要求后，再對藍箱進行適當補光就能滿足摳藍的要求。前景與電子背景**融合的關鍵在于前景與藍箱兩者能夠科學而合理的布 光。 明亮的藍箱會使得前景物體的邊緣看起來較亮，將被色鍵中的消藍電路消除，這樣一來前景物體的邊緣就會顯得較黑，可以對前景施加少量的側(cè)光來消除黑邊。
有時為了更好表現(xiàn)真實感，地面上的陰影會使觀眾產(chǎn)生一個真實的效果。演員和真實道具在藍箱中投下的影子進入虛擬空間，影子的方向要和虛擬空間中的光源方向一致，使前景與虛擬背景的照明亮度及方向相匹配。也可在藍箱地板上鋪設藍色透明塑料，表現(xiàn)虛擬背景中反光地板上的影子效果。 但是在虛擬場景中的陰影不能用的過多，給主要的物體加陰影就可以了，遠近物體使用的投影要有強弱的區(qū)別，陰影過多會使場景看起來比較亂。
在人物布光上，應注意的是主光燈位的高度，燈光應經(jīng)常保持足夠高的角度來使陰影落在地面上而不是背景墻上。在大多數(shù)情況下，陰影應該避免落在真實墻壁上，除非虛擬墻與藍箱墻的輪廓相似。地面的輔助光是不可忽視的，主持人或前景物體下面會有陰影，地排燈光的使用能消除這些弊端。
2、 虛擬場景中的燈光
演播室藍箱的燈光和計算機生成的虛擬場景中的燈光是相輔相成的。虛擬場景的燈光與真實拍攝場景燈光應該相一致。假設藍箱的燈光設計中主持人用暖光源，藍箱用冷光源。那么在制作場景時，前景，也就是主持人的活動范圍要用暖光源。這樣當主持人通過摳像，進入虛擬場景中背景和主持人亮度反差不會很明顯，顯得很協(xié)調(diào)。而且，有明暗對比的場景會顯得有縱深感。
在使用三維軟件的時候，制作者感到*大困難之一就是光源的表現(xiàn)方法。用語言是無法將燈光的應用描述的面面俱到，即使以理論作為后盾，在創(chuàng)作過程中有效地將燈光加以表現(xiàn)也是相當困難的。例如，設計者給物體賦予 R：210 G：000 B：000 這樣的紋理并將其應用到三維物體上，此時設計者想得到的是R：210 G：000 B：000顏色的紋理效果，但往往會有相對的偏差，顏色或者偏淺，或者偏暗。
一般 3D軟件中的各種照明效果并不是為了表現(xiàn)光源自身發(fā)光，而是為了照亮其他對象而存在的。*困難的部分不僅僅是照明，而是自身的發(fā)光效果顯得更為重要。這類光源一般是通過曲面較大的玻璃板和反射板來散射光線的。
當然如果以理論為基礎的話，是可以把握創(chuàng)作的原則。所以，要想制作出逼真的燈光效果，首先要了解一些傳統(tǒng)的燈光基礎知識是非常有幫助的。當白色光通過三棱鏡時被折射成七色光，分別是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。這些顏色中紅、綠、藍是三原色，所以光的顏色模型為 RGB模型。3D MAX提供了RGB顏色選擇模型。應當注意的是：光的顏色具有相加性，而顏料的顏色具有相減性。所謂相加性是指混合的顏色越多，顏色越淡，相減性則反之。
對于虛擬場景中燈光的布置，三點照明法是用光的一種基本方法，它是由一個主光、一個輔助光、一個逆光組成的三點光源系統(tǒng)，適用于很多類型的場景中。在設計場景時，根據(jù)場景的需要，可能會有幾個逆光，或是將主光和輔助光分成幾組。
在虛擬場景燈光設計中，燈光的顏色可以增添場景氣氛。燈光有助于表達一種情感，可以引導觀眾的眼睛到特定的位置。能夠為場景提供更大的深度，展現(xiàn)豐富的層次。我們所見到的場景取決于照明的方式，場景完全由燈光的顏色和位置決定。如果想要營造一種氛圍，使用顏色成分少會使場景顯得毫無生氣。例如下圖中 a 、 b 兩個場景：
從上面兩幅圖的對比中可以看出，燈光表達出的基調(diào)和氣氛，對于整個圖像的外觀是至關重要的。電腦制作的畢竟是虛擬環(huán)境，所以沒有必要嚴格遵循現(xiàn)實中的規(guī)則。如果說嚴格遵循現(xiàn)實世界中的原則來進行設計的話，很多靈感都將無法付諸實施，反而束縛住設計者的手腳。
例如，在場景中想做一面有縱深感的墻，來表現(xiàn)場景的延伸感。以3D MAX軟件為例。首先，在Create面板中點選Box建立一面墻的模型，在修改面板中調(diào)整參數(shù)。**步，在材質(zhì)編輯面板中賦予物體一個磚的材質(zhì)，在修改面板中選擇UVW MAP調(diào)整帖圖位置。第三步，給墻和地面打上主光和輔助光。此時大致工作已經(jīng)完成，但是渲染之后并沒有很強的縱深效果。在墻的一面加一排Target Spot燈光，并給燈光加上Volume Light產(chǎn)生射燈的效果。在Modify面板的Attenuation 項把燈光的參數(shù)強度由近及遠依次降低，只用四五盞燈就可以很好的表現(xiàn)出墻的縱深感。效果如圖（1）：
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3、 主持人的服裝
摳像效果的好壞除燈光外，主持人的服裝選擇也同樣有重要的作用。主持人的服裝要避免與背景相近或相靠，白色或特別淺色的衣服也不宜使用，因為這些顏色不宜摳干凈，會影響人物的邊緣和背景的融合。虛擬摳像時，主持人不應穿藍色成份的衣服，因為它會被色鍵在合成圖像中摳掉。還應避免穿質(zhì)地太發(fā)光的衣服，因為它們的反射系數(shù)太大，會影響摳像的效果。由于當今的攝像機都為CCD攝像管，因此主持人盡量不要穿細格子的衣服。因為CCD集成芯片對細橫格子會引起垂直方向的白色拖尾，即閃爍現(xiàn)象，從而破壞了畫面的表現(xiàn)力。
4 、 虛擬 場景制作
虛擬演播室 虛擬場景的制作要注意的問題：
（1）虛擬場景必須與節(jié)目的風格，主題，色調(diào)這三者的關系和諧一致。即使制作出再精美的虛擬場景，但是與節(jié)目風格不符，也會給觀眾很不舒服的感覺；
（2）在制作之前，首先要**測量出藍箱的寬、高、深度，還有攝像機距離藍箱的位置、角度和高度。在測量完成之后，進入三維場景制作中將這些真實尺寸通過建模的方式放在三維場景中，這也是主持人的虛擬活動范圍；
（3）設計前畫好草圖，根據(jù)草圖進行三維場景制作，這樣可以使自己有一個清晰的思路，少走彎路減少制作時間。
（4）場景中盡量減少使用有反光效果和產(chǎn)生倒影的物體或材質(zhì)，即使使用這些效果，也要將其強度減弱。避免當主持人進入場景中沒有產(chǎn)生反射和倒影，造成不真實感。
（5）制作背景時對個別需要的物體加陰影會增加真實感。特別是前景物體，因為前景接受的燈光多，地面比較亮。在較亮的地面上放置物體會發(fā)現(xiàn)前景物體有一種沒有落在地面的漂浮感，此時給前景物體加一盞帶投影效果燈光。此時，物體有了投影效果后就顯得更加真實地落在地面上。
（6）虛擬環(huán)境中的物體模型的比例大小，要和實際人物比例相吻合。避免出現(xiàn)比例失調(diào)的情況。解決這個問題首先可以在虛擬場景中定義一個物體的比例。有了參照物，其他的物體根據(jù)其比例進行建模。
（7）在貼圖之前要將模型的法線調(diào)整到和貼圖方向一致。在修改面板中的下拉菜單中選擇Unwrap map,在面板Parameters的Mapping 和Alignment中設置參數(shù)給貼圖定位。由于電視是隔行掃描，在制作材質(zhì)貼圖時盡量少用橫向細條紋和小顆粒的磨沙材質(zhì)。否則在電視屏幕上會出現(xiàn)閃爍。在建模時，景物邊緣部位*好增加一個過渡面，否則尖銳的邊角在電視屏幕上會出現(xiàn)閃爍，當鏡頭推近時會出現(xiàn)馬賽克。場景中大部分出現(xiàn)在電視畫面的是一些分鏡頭，要注意分鏡頭部分的制作，這也是主要想表達背景的部分。制作時對要表現(xiàn)細節(jié)的部分要做的細致，這一部分材質(zhì)貼圖的分辨率要高。
（8） 主持人的服裝色彩也要適合虛擬場景。根據(jù)自己的制作經(jīng)驗來講，藍色系、紫色系、紅色系的虛擬背景色彩明亮，整個場景給人很透亮的感覺。主持人的服裝方面就要避免同一色系或是太跳躍的顏色。而黃色系、白色系的虛擬背景會顯得主持人的臉色發(fā)黃、發(fā)暗。