虛擬演播室系統(tǒng)是現(xiàn)代計算機圖形處理技術(shù)與傳統(tǒng)色鍵摳像技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它可以把現(xiàn)場視頻與計算機生成的場景影像，按照一定的透視關(guān)系實時無縫的進行合成，虛擬出真實演員置身于虛擬場景中的畫面輸出，以滿足人們不斷提高的欣賞要求。它的出現(xiàn)是對傳統(tǒng)演播室技術(shù)的一次重大變革。在虛擬演播室系統(tǒng)中，跟蹤技術(shù)和色鍵技術(shù)的好壞，是一個系統(tǒng)性能好壞的關(guān)鍵，但這些技術(shù)的應(yīng)用均是建立在一個最基本的環(huán)境中，即我們所稱的虛擬演播室的藍箱。
  大家知道，藍箱是主持人活動的實際場景，及虛擬制作的根本依據(jù)。藍箱的好壞，可能給后續(xù)的虛擬制作工作帶來很大的影響。我頻道擬于2001年購買一套二機位的RE-SET的IBIS虛擬演播室系統(tǒng)，在進行藍箱的設(shè)計施工時，有一些心得和經(jīng)驗，在此與各位同行交流。

1、施工要求
  在實際進行藍箱設(shè)計時，首要考慮的問題就是藍箱所在演播室的空間問題。目前各電視臺的演播室多是一室多用，即同一個演播室由多個節(jié)目共用，也就有多個場景。這就要求在設(shè)計藍箱時要充分考慮到其它場景的位置和燈光需求，不能使節(jié)目在錄制時出現(xiàn)質(zhì)量下降或穿幫現(xiàn)象。倘若演播室一室一用，專為虛擬演播室所用，就不存在這個問題。所以，建議最好是選用面積適合的小演播室作為虛擬系統(tǒng)專用。
其次，要根據(jù)虛擬系統(tǒng)的機位，來設(shè)計藍箱的形狀并計算其大小。也就是說，藍箱的大小一定要能夠滿足攝像機的推拉搖移的范圍要求，既不能過小而限制鏡頭的活動，又不能盲目加大藍箱面積而導致造價的大幅度提高。 
  然后，就是要根據(jù)使用虛擬演播室制作節(jié)目的性質(zhì)來規(guī)劃藍箱的大小。大家知道，新聞及小型訪談類的節(jié)目在錄制時鏡頭一般較為簡單，大多是以正面近景輔以少量側(cè)面全景，且鏡頭固定，無需推拉搖移，主持人的位置也固定不動，這樣對藍箱的要求也就不高，只要顧及到側(cè)面全景不穿即可，藍箱可以做的較小。如果是錄制文藝性節(jié)目，主持人不但會來回走動，且鏡頭的推拉搖移較多，變化較大。這就要求藍箱要相對較大，給出足夠的鏡頭活動空間。 
  另外，在施工期期間，不能影響演播室正常的節(jié)目錄制。

2、具體設(shè)計
  ① 確定位置與大?。焊鶕?jù)我頻道的實際條件，最終確定在250平米演播室的一角裝修藍箱，大小以70平米左右為宜。
  ② 藍箱裝修包括兩個成90度夾角的立面和一個地臺。立面與地臺的夾角應(yīng)大于90度（我們采用了立面向外傾斜10度的方案），以減少反射到主持人身上的藍光；立面與地臺間最好采取弧形過渡，這將更容易均勻布光，而且墻壁間也不會互相反射。圓滑的角落可以幫助減少燈光的明暗差異。地板應(yīng)該足夠大，以避免主持人的面光形成的強陰影打上立面，有時這會為制作帶來一些麻煩。藍箱整體設(shè)計如圖1、圖2所示。

1） 確定制作工藝
  制作工藝是藍箱質(zhì)量的保證，也就是說，藍箱是否能順利完成虛擬演播室的錄制任務(wù)，制作工藝的好壞是關(guān)鍵之一。在制定制作工藝時，要從以下幾個方面來考慮：
① 制作材料
  目前國內(nèi)制作藍箱的廠家主要使用兩種材料，一種是玻璃鋼，另一種就是木材。采用玻璃鋼材料，優(yōu)點就是材料強度高，幾乎不會產(chǎn)生變形，且具有不可燃性。這樣在制作前就無需對材料進行防火、防變形等預處理工作，大大節(jié)省了工期。缺點是造價過高，每平方米費用大約為2000元左右，這樣如果建造一個大約100平方米左右的中型藍箱，就需要花費20萬元左右，這對于多數(shù)中小型電視臺來說，都是一筆不小的開支。而如果采用木料的話，其造價大約為每平方米500元左右，是玻璃鋼材料的1/4。但由于木料本身具有易燃、易變形等特點，所以在施工前期需進行大量的預處理工作，延長工期，增加了施工難度。目前國內(nèi)各用戶多采用木材來進行藍箱的搭建。
② 藍箱的搭建結(jié)構(gòu)方式
  藍箱體積較大，搭建起來較為復雜，施工周期也較長。如果所有工作都在演播室中完成，勢必會影響演播室的正常使用。所以我們建議藍箱整體結(jié)構(gòu)采用積木式拼接方式，即將藍箱整體分為若干部分，先將每一部分在演播室外施工場地進行加工完成，最后將各部分在演播室中通過榫接等方式結(jié)合在一起，形成整體結(jié)構(gòu)。采用這種方式的好處就是縮短室內(nèi)施工時間，而且預先單獨制作球形區(qū)域和各弧形區(qū)域，也較容易保證其成型。但這樣對施工者的施工水平要求很高，在整體拼接時應(yīng)能進行準確的校正，保證由多個部分組成的各平面、弧面、球面的平滑過渡性。我們的藍箱所采用的積木式結(jié)構(gòu)將整個藍箱分為二十多個部分進行分別制作，最后再進行整體拼裝。

 
3、 選材的預處理
  根據(jù)自身目前的預算狀況，我們選擇了使用木料搭建藍箱，所用藍漆為國產(chǎn)阻燃漆。由于藍箱搭建在演播室中，且木料及漆料自身易燃，所以在施工前一定要對所有用料進行預處理，達到消防要求。 
① 對木料的預處理
  防變形處理：大家知道，普通木料中含有大量水分（含水率約在25%-30%之間），在水分經(jīng)過一段時間揮發(fā)掉之后，木料就會產(chǎn)生變形甚至開裂，導致制成品損壞或無法使用，所以木料的防變形處理就顯得至關(guān)重要了。目前的木料防變形處理主要是脫水處理，即將含水量較高的木料放入烘干房中，加高溫使大部分水分從木料中揮發(fā)出去，從而使木料的含水率降低到10%左右。經(jīng)這種方法處理后的木料的變形量極小，不會導致開裂等嚴重后果。
  防火處理：木料是否能達到防火阻燃的要求，是關(guān)系到演播室財產(chǎn)及工作人員人身安全的一個重要問題，一定要認真對待，切切不可大意。目前所用的防火處理方法主要是在木料上淋刷阻燃劑，或是將木料直接放入阻燃劑中進行充分浸泡。推薦使用第二種防火處理方法，因為第一種方法只能在木料表面形成阻燃層，如果在施工過程中對木料表面進行加工，就會破壞阻燃層。而第二種方法就會使阻燃劑滲透到木料內(nèi)部，從而達到整體阻燃效果。
  要注意的是，阻燃劑中也含有一定的水分，所以最好先對木料進行防火處理，然后再進行防變形處理，這樣就能將木料在防火處理過程中所吸收的水分和木料本身原有水分一起排出。
② 藍箱所用藍漆的選擇與特性 
  虛擬演播室系統(tǒng)雖然不局限于摳藍，但藍色有幾個優(yōu)點：一是藍色能更好地保護人體的皮膚顏色；其次，物體周圍的藍邊弱色調(diào)沒有綠邊弱色調(diào)顯眼；三是演員們在藍色環(huán)境中工作要比綠或紅色環(huán)境中愉快。
  關(guān)于業(yè)界將藍箱裝修專用的進口藍漆稱為"電視藍"的說法，我們有自己的理解。什么叫做"電視藍"？從技術(shù)指標的角度來說，當攝像機只有藍管輸出，而紅管和綠管都輸出為零時，攝像機輸出的就是"電視藍"。其實無論是什么"藍"，對涂料行業(yè)來說，都一樣可以調(diào)配出來，不一定非要使用昂貴的進口專用漆。而且，除了價格因素之外，與國內(nèi)優(yōu)秀漆料生產(chǎn)廠商合作，可以定制調(diào)配添加有阻燃劑、啞光、具有一定耐磨度的特種漆。這也是我們采用國產(chǎn)漆的原因。實際上，在我們提出阻燃、啞光、耐磨、快干幾項要求后，廠家專門小批量地調(diào)配了六種具有不同色度、色調(diào)的藍漆，經(jīng)過我們的多次測試，最終確定了最適合的一種藍漆。測試過程是這樣的：將測試藍板放置在演播室正常制作節(jié)目的燈光下，攝像機推滿。采用矢量示波器觀察，當將兩場色度矢量重合時，其矢量方向越接?quot;B田字"區(qū)域，說明漆色中綠色或紅色的偏色越少。矢量方向順時針偏離，說明漆色偏綠；反之偏紅?？紤]到對膚色的處理，漆色偏綠強于偏紅。
  最后，再加上對硬度與阻燃性的平衡考慮，最終確定漆型。

4、 室內(nèi)施工
  預制件完成后，就可以進演播室施工了。施工時有幾個問題應(yīng)注意：
  ① 預制件整體搭建時，應(yīng)保證施工現(xiàn)場地面平整，立面后要有支撐，以防止整體受力不均而引起變形。由于演播室地處大樓一層，地臺下要鋪設(shè)防潮層（我們就采用了地板專用防潮薄膜），進行防潮處理。
  ② 整體打磨取平時，要注意演播室內(nèi)設(shè)備的防塵問題。設(shè)備盡量遠離施工位置，并加蓋防塵布。施工現(xiàn)場應(yīng)及時打掃，盡量減少粉塵的停留時間。打磨完成后，應(yīng)用吸塵器仔細清除粉塵。
  ③ 地臺邊緣以及道具與地臺的接觸邊緣如果處理不好，在摳像時會形成一條很難去除的黑線。有時在利用虛擬演播室無限藍箱的功能時，地臺的邊緣由于光線的不均勻，不能完全摳干凈，但又不能用色塊填充，邊緣就形成?quot;兩不管地帶"。解決的方法是邊緣采用完全不同的顏色完全摳掉。道具的邊緣就只能是在制作時盡量保證其底部完全與地臺平面吻合，避免因產(chǎn)生陰影而影響摳像質(zhì)量。
  ④ 上漆的方式應(yīng)選擇滾刷。人工手刷費工費時，而且不易保證整體漆色均勻；噴涂上漆引起的"漆霧"污染太大，不適合在室內(nèi)施工。
  ⑤ 考慮到藍漆由于阻燃劑的添加而損失了一部分的耐磨性，在地臺藍漆之上可以再加一層啞光的清漆。
  ⑥ 整體漆面完成需要4-5遍藍漆和一遍清漆，但由于施工期間，演播室還要正常錄制節(jié)目，所以除了要采用快干漆之外，還要注意上漆期間的通風問題，即使更新室內(nèi)空氣。 

5、燈光
  對虛擬演播室來說燈光是最困難可又是最重要的問題之一。在一些制作中，需要一些經(jīng)驗豐富的燈光導演來處理虛擬演播室的燈光問題是必不可少的。
  在通常情況下，針對虛擬演播室多機位的特點，為了使攝象機在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，藍色舞臺及藍背景需要被照得非常均勻。如果藍墻的藍色調(diào)比藍地板的藍色調(diào)深，那么在最后合成的圖象就會發(fā)現(xiàn)虛擬的地板圖象和背景圖象相比顯得偏黃，造成整個場景的色溫不均勻。因此，虛擬演播室的布光越均勻，摳像效果越好，人物在地面的影子就越飽滿和真實。在虛擬演播室里，播音員的主光、輔助光、輪廓光需要單獨布置。并要使人物光和環(huán)境光之間有合適的光比，使人物在能保證最佳還原的同時，并和場景很好的融合在一起。
  電視照明現(xiàn)在已由過去的高光比的方式發(fā)展到現(xiàn)在的低光比低反差的方式，而燈具的發(fā)展也在不斷的變化。三基色冷光源已作為建立虛擬演播室燈光照明的最常用燈具。我臺虛擬演播室使用的是一個原綜合性演播室的一部分建造的，原有的燈具為菲涅耳聚光燈、天幕燈和二次反射柔光燈。因此，我臺虛擬演播室的燈光使用原有的燈具進行布光。在布光時，為避免燈光產(chǎn)生硬影子或造成局部不均勻，在聚光燈、天幕燈、柔光燈上都加上柔光紙，這樣還可以使藍墻與藍地板的圓弧過度部分比較柔和。在人物布光上，主光使用的是菲涅耳聚光燈，應(yīng)注意的是燈位的高度，
  燈光應(yīng)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，還可以避免在藍墻上形成不必要的光斑。在大多數(shù)情況下，陰影應(yīng)該避免落在真實墻壁上，除非虛擬墻與真實墻的輪廓相似。這樣可以允許用戶制作虛擬演播室比真實演播室深得多的特技。地面上的陰影使觀眾看到真實的效果，真實物體與虛擬地面天衣無縫的聯(lián)接了起來。如果真實背景太小，真實陰影被突然剪掉會產(chǎn)生負面效果，小模型技術(shù)（例如在邊緣多邊形上利用透明度）可以幫助使陰影的邊緣平滑，有時這種方法可以解決上述問題。圖4為我臺虛擬演播室布光圖。
在虛擬演播室中，摳像效果的好壞，除燈光外服裝的選擇也同樣有著至關(guān)重要的作用。播音員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。
  地排的使用是為了增加地面的輔助光。如果沒有來自下面的燈光，只能靠藍背景對燈光的反射來照亮前景物體的下面部分。這將降低鍵的質(zhì)量，并且藍色反射將會影響鍵的效果，當人物在虛擬場景中走動時，手勢的增加，會形成手臂的一面以及人物下巴處會被從地面反射的藍光所覆蓋。這些藍色區(qū)域會被"摳透"。地排的使用能消除這些弊端，還可以提高人物走動時腳底的亮度，消除陰影。另外過多的藍光反射在物體上。這種藍溢出在合成時能去掉，卻損失了側(cè)光和背光。
  演員及真實道具在藍室中投下的影子也要隨演員及道具一起進入虛擬空間。為了更好地提取陰影，燈光的設(shè)置應(yīng)使陰影處的藍色電平與背景藍箱的藍色電平有較大的區(qū)別。影子的方向也要和虛擬空間中的光源方向一致。

6、 幾個小問題
  一是話筒線的問題。建議最好適用無線話筒，如果一定要使用有線話筒，可以將話筒線用同一種藍漆漆藍，以避免在使用時，因為話筒線而影響摳像的效果。
  其次是提示標志的問題。我們用木料制作了幾個半球體（拳頭大?。蚰ド掀?。在使用時，放在地臺上可以起到位置提示作用，由于體積不大，上表面又是同色的球面，不會影響摳像的效果。
另外，在實際使用中，若有幾個"藍"色道具（比如立方體、階梯等），可以大大地豐富制作手段，提供更多的創(chuàng)意空間。但這種體積較大的道具也使用木制的話，一是制作結(jié)構(gòu)太復雜，二是分量較重，使用時容易劃傷地臺上的漆面?？梢允褂门菽芰弦淮纬尚?，表面用膠與布（或紙）包裹，最后上漆。這樣的道具不僅重量輕，而且造價也較為低廉，在電視臺的道具處就可以制作，更換十分方便。

7、結(jié)束語
  總之，藍箱的制作要根據(jù)用戶的實際需求和具體情況，來選擇不同的樣式、材料及制作手段，力求達到自己的要求。

8、藍箱影視專用漆
  藍箱影視專用漆為標準電視系統(tǒng)專門研制的高敏感對比度要求的影視顏漆，采用乙烯丙酸原料，使用方便，無須調(diào)和，直接是用于各種表面。影視熒光漆在普通燈光下清晰明亮，在紫外光或黑光時發(fā)出熒光，品種有白、紅、黃、綠、藍、粉、金、橙等顏色。

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