隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，電視行業(yè)不僅要面臨網(wǎng)絡(luò)帶來的沖擊，而且同業(yè)之間的競爭尤其是全國各個上星衛(wèi)視臺收視率排名爭奪戰(zhàn)更近乎白熱化。但由于節(jié)目的類同，各電視臺除了絞盡腦汁進(jìn)行節(jié)目改版外，更注重節(jié)目表現(xiàn)的形式創(chuàng)新。隨著電視技術(shù)的發(fā)展，各電視臺紛紛采用在線包裝技術(shù)、虛擬演播室技術(shù)來豐富電視畫面表現(xiàn)手段，提升電視畫面效果，給觀眾更強(qiáng)的視覺沖擊。以中央電視臺為代表，越來越多的電視臺采用在線圖文包裝、虛擬演播室技術(shù)對欄目圖文及現(xiàn)場效果進(jìn)行包裝，尤其是綜藝節(jié)目，在原先運(yùn)用虛擬演播室技術(shù)的基礎(chǔ)上，開始將虛擬植入技術(shù)引入到電視節(jié)目演播過程，讓觀眾在欣賞精彩節(jié)目的同時領(lǐng)略到科技進(jìn)步對電視節(jié)目效果帶來的飛躍性的變化。
一．什么是虛擬植入技術(shù)
虛擬植入技術(shù)，就是將計算機(jī)制作的虛擬三維場景與電視攝像機(jī)現(xiàn)場拍攝的主持人活動圖像進(jìn)行數(shù)字化的實時合成，在攝像機(jī)景別變化的同時能夠保持主持人與虛擬三維場景同步變化，從而實現(xiàn)兩者天衣無縫的融合，以獲得完美的合成畫面。從原理上說，虛擬植入技術(shù)實質(zhì)上和虛擬演播室技術(shù)是相同的，都要運(yùn)用跟蹤技術(shù)和圖形實時渲染技術(shù)。只不過虛擬演播室需要藍(lán)箱和色鍵器，對現(xiàn)場拍攝的主持人活動圖像進(jìn)行摳像。也就是說虛擬演播室的虛擬場景是出現(xiàn)在主持人后面。而虛擬植入技術(shù)則不需要藍(lán)箱和色鍵器，現(xiàn)場拍攝的圖像是實景畫面，三維虛擬場景出現(xiàn)在主持人的前面，從而實現(xiàn)虛實結(jié)合的效果。因此，虛擬植入技術(shù)也被稱作虛擬現(xiàn)實技術(shù)。
運(yùn)用虛擬植入技術(shù)可以將三維虛擬圖形、主持人畫面和三維動畫整合到演播室實景中或者外景拍攝中的任何地方，對新聞、體育、天氣、財經(jīng)、娛樂等節(jié)目進(jìn)行完美的現(xiàn)場包裝。
圖1 虛擬植入系統(tǒng)框圖
二．虛擬植入系統(tǒng)的構(gòu)成
和虛擬演播室系統(tǒng)相似，虛擬植入系統(tǒng)主要由跟蹤系統(tǒng)、圖形工作站和圖形創(chuàng)作系統(tǒng)三部分組成。
1.跟蹤系統(tǒng)。目前的跟蹤技術(shù)有傳感器、LED紅外、XYNC紅外、超聲波等幾種。其中傳感器又有機(jī)械傳感和光電傳感之分。無論哪種跟蹤技術(shù)，跟蹤技術(shù)的精度必須非常高，否則，當(dāng)攝像機(jī)產(chǎn)生微小的變化的時候（景別發(fā)生了變化），跟蹤技術(shù)感覺不出來，那么圖形工作站出的三維虛擬圖形不會發(fā)生變化（場景不動），會造成虛擬場景漂移。
2.圖形工作站。根據(jù)跟蹤系統(tǒng)獲取的攝像機(jī)運(yùn)動參數(shù)，圖形工作站對預(yù)先制作好的虛擬三維場景信號進(jìn)行處理,實時渲染生成與攝像機(jī)拍攝的人物有正確透視關(guān)系的三維虛擬圖像。要求圖形工作站能夠?qū)崟r渲染加了動畫、透明物體、燈光、材質(zhì)貼圖的模型文件（如85M）。同時圖形工作站的視頻輸出質(zhì)量必須達(dá)到廣播級水平，更更重要的是圖形工作站輸出的視頻畫面的色彩與圖形創(chuàng)作系統(tǒng)中計算機(jī)顯示的要一致。從而避免設(shè)計人員在設(shè)計中為了達(dá)到自己的設(shè)計效果，反復(fù)調(diào)整畫面的顏色。
3.圖形創(chuàng)作系統(tǒng)。虛擬植入系統(tǒng)的場景通常為三維虛擬場景。這些場景可通過常用的3Dmax、Maya等三維創(chuàng)作軟件來建模，最后由專用的圖形處理軟件編輯合成（包括建模、材質(zhì)分配、光調(diào)整和物體運(yùn)動等在內(nèi)的物體模型、效果、動畫）。一般由一臺性能較高的的電腦（如HP Z800）及專用圖形創(chuàng)作軟件配置而成。
三．虛擬植入技術(shù)在電視節(jié)目中的應(yīng)用
虛擬植入技術(shù)在國外的電視節(jié)目制作中應(yīng)用非常廣泛。尤其在選舉和體育節(jié)目中運(yùn)用最多，如圖2和圖3所示。
圖2
圖3
圖4
圖5
圖2中的兩個候選人的圖片置于兩個虛幻般的圓柱上，得票率與圓柱體高度相對應(yīng)，并出現(xiàn)在主持人的前面，既形象又直觀。圖3中主持人在介紹運(yùn)動員時，每個運(yùn)動員的三維圖像就出現(xiàn)畫面的最前面，給人以神奇的感覺。國內(nèi)電視臺最早運(yùn)用虛擬植入技術(shù)的是中央電視臺在2010年世界杯直播節(jié)目《豪門盛宴》中，由美工制作的三維虛擬賽場、參賽隊伍陣容、足球等虛擬模型植入演播室實景中，與主持人進(jìn)行實時互動，給觀眾帶來了一場場視覺上的豪門盛宴。此后北京電視臺，上海電視臺等相繼采購相同的設(shè)備，將虛擬植入技術(shù)很好地運(yùn)用到各自的欄目當(dāng)中。如圖6為北京電視臺新聞節(jié)目虛擬植入效果，圖7為上海電視臺天宮一號特別節(jié)目中虛擬植入效果。2012年春晚，中央電視臺更是將虛擬植入技術(shù)運(yùn)用到極致。通過一個帶跟蹤的搖臂，將各種三維虛擬效果植入到演播現(xiàn)場，與現(xiàn)場的舞美燈光交相輝映，給觀眾呈現(xiàn)出一種如同《阿凡達(dá)》一般夢幻般的視覺效果，給春晚舞臺增添了許多意想不到的效果。
圖6
圖7
四.結(jié)束語
圖8
圖9
隨著以中央臺為代表的各大電視臺在電視節(jié)目中虛擬植入技術(shù)的不斷應(yīng)用，全國各個電視臺尤其是上星臺開始紛紛在節(jié)目制作中引入虛擬植入技術(shù)，以此來博得觀眾的眼球，并在收視率排行榜上占有一席之地。可以說演播技術(shù)的運(yùn)用已從數(shù)字特技、虛擬場景、在線包裝進(jìn)入虛擬植入階段。從節(jié)目形態(tài)上看，不僅是新聞、財經(jīng)、綜藝類欄目會廣泛應(yīng)用虛擬植入技術(shù)，而且目前比較熱門的相親類、模仿秀類欄目也會得到成功的運(yùn)用。可以相信，在不久的將來，國內(nèi)電視屏幕上會越來越多地呈現(xiàn)出各種新奇的虛幻的虛擬植入效果。B&P
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