如何搭建虚拟演播室

    提起演播室相信大家都很熟悉，传统的演播室需要一个场地，需要各种布景以及精美的灯光。当然，演播室也根据不同的节目风格以及预算，呈现在画面中感觉也不一样。像县级电视台的演播室，肯定不能跟中央电视台相比。同样，养生类节目的演播室搭建又和新闻类的呈现风格又不一样。

如果只有一个演播室，而又有很多节目，那就得不停的换布景换灯光，才能实现不同节目的画面呈现。所以，我们会经常看到好多节目直接不用演播室，而是出外景拍摄主持人。

央视五套实景演播室

成都电视台实景演播室

    虚拟演播室系统（The Virtual Studio System，简称VSS），随着虚拟技术的成熟，越来越多的节目组、电视台选择了虚拟演播室。虽然叫“虚拟”，也需要有一个实体演播场地作为拍摄载体。只不过背景一般会用绿幕或者蓝幕，随后在直播系统中进行抠像合成，直接输出的视频信号传递给直播系统。这一套虚拟直播系统在国外已经非常成熟，在国内也开始慢慢应用。

虚拟演播室直播呈现效果

    最好理解的虚拟演播室其实就是我们经常看到的“天气预报”，只是最简单的虚拟演播室，主持人站在绿幕前，实时抠像合成到气象图上进项天气讲解。

天气预报虚拟合成

    目前市场上的虚拟演播室直播系统造价大都在几十万，百万以上，相对来说还是比较高昂。笔者之前在爱奇艺担任视频设计师的时候，常常与虚拟演播室打交道，有一档网络娱乐节目叫《爱奇艺早班机》，节目最开始考虑直播，应用的就是虚拟直播系统。

《爱奇艺早班机》早期画面，利用虚拟演播室完成

   这里要重点说明两个问题，一个是虚拟直播，一个是虚拟录播。

虚拟直播系统更为复杂，必须借助虚拟直播系统。虚拟录播其实很简单，重要的是前期绿屏拍摄，和后期虚拟演播室制作了。

   今天这里重点介绍虚拟直播系统，这里不做具体的技术分析，知道简单的原理介绍。

1、虚拟演播室中的镜头运动

    为什么要有镜头运动？当然，固定镜头也是可以的，只不过固定镜头没有太多美感缺乏层次。常见的镜头运动有推、拉、摇、移，以及镜头的变焦。这些在传统演播室中都非常容易实现，因为背景和主持人都是融合在一起的，不涉及穿帮和透视错误。而虚拟演播室就不同了，所以这里要分两种情况说明。

    第一种是有轨虚拟演播室技术，摄像机的运动数据可以被系统解读，然后匹配我们的虚拟三维场景。

    使用光学或机械传感跟踪设备，对真实摄像机的位置及其移动进行跟踪、运算，生成数据流传输到系统主机。通过系统主机对数据进行运算分析，从而实现真实摄像机在同等比例蓝箱内的移动，体现在3D场景中的景深景别的变化。目前最流行的图像处理方法，是使用色键器将蓝色或绿色的背景替换成实时景。

    第二种是无轨虚拟演播室技术，很好理解，拍摄的摄像机并没有运动，无需做摄像机解算匹配。

    无轨虚拟演播室技术无需使用传感器对摄像机的位置及其运动进行跟踪、运算。通过驱动虚拟摄像机来实现各个机位的推拉、摇移、摇臂、航拍等运动效果，以及各个机位之间的快速切换。这种无轨技术减少了周边硬件设备的使用，降低了使用成本，操作更便利。

目前更多是第二种技术，因为造价低，操作简便。

2、直播画面呈现

最终看到的直播画面，一般由以下画面元素构成。

  主持人、背景、logo、前景、动态标题条等。

    主持人站在设定好的位置，背景一般是绿幕或者蓝幕，logo和前景遮挡（比如桌子之类）以及动态标题条都是提前做好的素材，直接以文件形式导入直播系统中。有了这些元素，进行素材通道分配，就可以完美的结合在一起了。

分层合成图像

    接下来，来分享一下早班机项目的虚拟演播室搭建经验。

1、背景制作。背景是在maya（三维软件）中制作，这里只需制作静帧图片就可以了。值得一提的是需要渲染出不同画面元素的黑白通道，方便直播系统识别特别区域的显示。

   比如我们的演播室中的大屏，以及前景的桌子。

通道识别图

2、制作系统可识别的素材文件。在爱奇艺这套虚拟直播系统中，系统识别的背景文件是PSD文件背景、前景、大屏都有严格的命名规则，要不然系统无法识别。

PSD文件命名示例

3、最终画面匹配合成。这一部分比较简单，调节好现场灯光，布置好绿幕，在直播系统中实现最终画面。

最终画面效果

    注:（因为抠像是在直播系统中完成，所以抠的效果尚可，能看出来细节上还是有些问题，不过能做到实时抠像已经很不错了）

    最后再来说说，虚拟演播室的优缺点。虚拟演播室优势显而易见，画面方面，主持人和虚拟背景完美结合，不受场地限制。而且可以根据导演要求，随时切换任何场景。还可以加入大量虚拟特殊环境与道具，比如军事节目可以瞬间引入一辆坦克。由于这些新技术的引入，画面呈现更加丰富，给节目组提供了很大的创作空间。效率方面，不用搭建真实场景，实时修改画面结构，整个制作节省很多人力、财力、物力。

当然，再美好的事物都有不足。虚拟演播室目前造价昂贵，在画面呈现上还达不到非常逼真的效果，画面呈现还有待提高。便携和操作上还不是太便捷，相信以后随着技术的发展，这些方面都会得到很大改善。