摘要：本文主要分析了虚拟演播室应用中经常出现的问题，并结合实际工作经验，提出了科学合理使用虚拟演播室系统的一些建议和方法。
关键词：虚拟演播室虚拟场景制作
虚拟演播室应用于电视制作领域已经有一段时间，在此期间经历了起步、逐渐完善、广泛使用等几个阶段。以国内的情况来看上至中央电视台，下到绝大部分的省级电视台都装备了各种类型的虚拟演播室系统，其应用覆盖逐步向地市电视台、行业电视台和制作公司扩散。然而我们不难发现经过一段时间的热炒之后，近期对于虚拟演播室的宣传进入了一个低谷。这是因为当用户面对实际应用时，由于不恰当的使用使得虚拟演播室的应用并不尽善尽美。分析和解决虚拟演播室使用中出现的问题，从深层次上透视虚拟演播室系统的本质，以期近一步科学合理的使用虚拟演播室成为了摆在开发商和使用者面前的课题。通过笔者近几年对虚拟演播室技术的跟踪和实际应用，现做以下分析。
• 虚拟演播室实际应用中注意的问题
2、虚拟场景中的灯光
演播室蓝箱的灯光和计算机生成的虚拟场景中的灯光是相辅相成的。虚拟场景的灯光与真实拍摄场景灯光应该相一致。假设蓝箱的灯光设计中主持人用暖光源，蓝箱用冷光源。那么在制作场景时，前景，也就是主持人的活动范围要用暖光源。这样当主持人通过抠像，进入虚拟场景中背景和主持人亮度反差不会很明显，显得很协调。而且，有明暗对比的场景会显得有纵深感。
在使用三维软件的时候，制作者感到最大困难之一就是光源的表现方法。用语言是无法将灯光的应用描述的面面俱到，即使以理论作为后盾，在创作过程中有效地将灯光加以表现也是相当困难的。例如，设计者给物体赋予R：210G：000B：000这样的纹理并将其应用到三维物体上，此时设计者想得到的是R：210G：000B：000颜色的纹理效果，但往往会有相对的偏差，颜色或者偏浅，或者偏暗。
一般3D软件中的各种照明效果并不是为了表现光源自身发光，而是为了照亮其他对象而存在的。最困难的部分不仅仅是照明，而是自身的发光效果显得更为重要。这类光源一般是通过曲面较大的玻璃板和反射板来散射光线的。
当然如果以理论为基础的话，是可以把握创作的原则。所以，要想制作出逼真的灯光效果，首先要了解一些传统的灯光基础知识是非常有帮助的。当白色光通过三棱镜时被折射成七色光，分别是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。这些颜色中红、绿、蓝是三原色，所以光的颜色模型为RGB模型。3DMAX提供了RGB颜色选择模型。应当注意的是：光的颜色具有相加性，而颜料的颜色具有相减性。所谓相加性是指混合的颜色越多，颜色越淡，相减性则反之。
对于虚拟场景中灯光的布置，三点照明法是用光的一种基本方法，它是由一个主光、一个辅助光、一个逆光组成的三点光源系统，适用于很多类型的场景中。在设计场景时，根据场景的需要，可能会有几个逆光，或是将主光和辅助光分成几组。
在虚拟场景灯光设计中，灯光的颜色可以增添场景气氛。灯光有助于表达一种情感，可以引导观众的眼睛到特定的位置。能够为场景提供更大的深度，展现丰富的层次。我们所见到的场景取决于照明的方式，场景完全由灯光的颜色和位置决定。如果想要营造一种氛围，使用颜色成分少会使场景显得毫无生气。例如下图中a、b两个场景：
从上面两幅图的对比中可以看出，灯光表达出的基调和气氛，对于整个图像的外观是至关重要的。电脑制作的毕竟是虚拟环境，所以没有必要严格遵循现实中的规则。如果说严格遵循现实世界中的原则来进行设计的话，很多灵感都将无法付诸实施，反而束缚住设计者的手脚。
例如，在场景中想做一面有纵深感的墙，来表现场景的延伸感。以3DMAX软件为例。首先，在Create面板中点选Box建立一面墙的模型，在修改面板中调整参数。第二步，在材质编辑面板中赋予物体一个砖的材质，在修改面板中选择UVWMAP调整帖图位置。第三步，给墙和地面打上主光和辅助光。此时大致工作已经完成，但是渲染之后并没有很强的纵深效果。在墙的一面加一排TargetSpot灯光，并给灯光加上VolumeLight产生射灯的效果。在Modify面板的Attenuation项把灯光的参数强度由近及远依次降低，只用四五盏灯就可以很好的表现出墙的纵深感。效果如图（1）：
3、主持人的服装
抠像效果的好坏除灯光外，主持人的服装选择也同样有重要的作用。主持人的服装要避免与背景相近或相靠，白色或特别浅色的衣服也不宜使用，因为这些颜色不宜抠干净，会影响人物的边缘和背景的融合。虚拟抠像时，主持人不应穿蓝色成份的衣服，因为它会被色键在合成图像中抠掉。还应避免穿质地太发光的衣服，因为它们的反射系数太大，会影响抠像的效果。由于当今的摄像机都为CCD摄像管，因此主持人尽量不要穿细格子的衣服。因为CCD集成芯片对细横格子会引起垂直方向的白色拖尾，即闪烁现象，从而破坏了画面的表现力。
4、虚拟场景制作
虚拟演播室虚拟场景的制作要注意的问题：
（1）虚拟场景必须与节目的风格，主题，色调这三者的关系和谐一致。即使制作出再精美的虚拟场景，但是与节目风格不符，也会给观众很不舒服的感觉；
（2）在制作之前，首先要精确测量出蓝箱的宽、高、深度，还有摄像机距离蓝箱的位置、角度和高度。在测量完成之后，进入三维场景制作中将这些真实尺寸通过建模的方式放在三维场景中，这也是主持人的虚拟活动范围；
（3）设计前画好草图，根据草图进行三维场景制作，这样可以使自己有一个清晰的思路，少走弯路减少制作时间。
（4）场景中尽量减少使用有反光效果和产生倒影的物体或材质，即使使用这些效果，也要将其强度减弱。避免当主持人进入场景中没有产生反射和倒影，造成不真实感。
（5）制作背景时对个别需要的物体加阴影会增加真实感。特别是前景物体，因为前景接受的灯光多，地面比较亮。在较亮的地面上放置物体会发现前景物体有一种没有落在地面的漂浮感，此时给前景物体加一盏带投影效果灯光。此时，物体有了投影效果后就显得更加真实地落在地面上。
（6）虚拟环境中的物体模型的比例大小，要和实际人物比例相吻合。避免出现比例失调的情况。解决这个问题首先可以在虚拟场景中定义一个物体的比例。有了参照物，其他的物体根据其比例进行建模。
（7）在贴图之前要将模型的法线调整到和贴图方向一致。在修改面板中的下拉菜单中选择Unwrapmap,在面板Parameters的Mapping和Alignment中设置参数给贴图定位。由于电视是隔行扫描，在制作材质贴图时尽量少用横向细条纹和小颗粒的磨沙材质。否则在电视屏幕上会出现闪烁。在建模时，景物边缘部位最好增加一个过渡面，否则尖锐的边角在电视屏幕上会出现闪烁，当镜头推近时会出现马赛克。场景中大部分出现在电视画面的是一些分镜头，要注意分镜头部分的制作，这也是主要想表达背景的部分。制作时对要表现细节的部分要做的细致，这一部分材质贴图的分辨率要高。
（8）主持人的服装色彩也要适合虚拟场景。根据自己的制作经验来讲，蓝色系、紫色系、红色系的虚拟背景色彩明亮，整个场景给人很透亮的感觉。主持人的服装方面就要避免同一色系或是太跳跃的颜色。而黄色系、白色系的虚拟背景会显得主持人的脸色发黄、发暗。
在三维系统里有两个制约条件，场景中Polygon（也就是多边形的面）的个数要受到控制，一般在5000至8000之间，贴图的尺寸要小于1024×1024像素，如果超出范围就会造成图像丢帧，所以需要有相当的经验才能设计出符合要求的场景。二维半虚拟演播室系统在这方面没有要求。
以下是三维虚拟场景制作应该注意的一些问题：
（1）在场景中要多用贴图，少用几何物体，尤其是圆形物体和文字物体，它们会占用大量的多边形，尽量用渲染后的贴图代替它们；
（2）设计场景要不要过分注重细节。电脑中的场景转换成视频信号后，许多细节部分都无法显示出来，但这些细节部分通常会占用大量的内存；
（3）场景中要合理地设置一些遮挡物，它可以产生很强的空间感和纵深感。
我们频道所使用的二维半虚拟演播室对建模的Polygon面数没有限制，给设计者很大的设计空间。特别是在制作曲线物体时，要适当增加物体的细腻程度。物体的棱角看起来比较死板，不柔和。如果给有棱角的面加一个导角，看起来会更真实。有时可以用Photoshop制作灯光效果贴图，这样不仅可以节省3DMAX制作灯光和3DMAX渲染时的运算时间，也可以很容易达到在3DMAX中很难达到的灯光效果。在场景制作渲染完成后，用Photoshop对场景图片中不满意的地方进行更细致的修改。如图（2）在Photoshop中制作的灯光打在玻璃上的贴图效果：
二维半虚拟演播室场景渲染时，用摄像机来取景。首先要确定虚拟场景中主持人的活动范围大小（同蓝箱大小一致）。然后，根据主持人的活动范围确定摄像机的高度、位置，虚拟摄像机要与真实摄像机的高度和位置保持一致，此时看不到整个虚拟场景。最后一步就是锁定摄像机，在工具条的VIEW下拉菜单中选择Local。让摄像机按自己的坐标沿Z轴路径向后拉，直到可以看到整个场景，最好控制在不发生物体变形的刻度，摄像机的FOV值不小于35度。二维半虚拟演播室也可以做遮挡物，在渲染虚拟场景时将遮挡物增加一个alpha通道，通道中黑色部分是不透的，白色部分是能够透过去的。电视机是隔行扫描，渲染场景的像素必须能开整的二次方。渲染的场景画面要大于所想要在电视中表达的范围，因为当真实摄像机取全景时，在进行摇移时就会超出画面。
• 虚拟演播室的科学使用和配置
总结
虚拟演播室终究不可能完全代替传统演播室，但是随着虚拟演播室成本的不断降低，技术的日臻完善，更多的用户会选择虚拟演播室技术来完成适合虚拟演播室系统的节目录制。对于视频领域的用户而言，一味的追求高端的系统或者完全摒弃这项技术都是不可取的，我们要根据自己不同的实际情况，选择恰当的虚拟演播室系统，科学合理的使用系统，以期发挥系统最大的效能，制作出既经济，又符合观赏性要求的节目。
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