虚拟演播室在影视制作实验教学中的应用*

陶秋荣，徐 明

（徐州师范大学 信息传播学院，江苏 徐州 221009）

虚拟演播室在影视制作实验教学中的应用*

陶秋荣，徐 明

（徐州师范大学 信息传播学院，江苏 徐州 221009）

虚拟演播技术在影视创作中的应用讨论已久，许多专家学者就虚拟演播技术、虚拟演播室的构建发表了各自的观点，但虚拟演播室在影视创作中的实验应用却讨论得很少。本文就虚拟演播室在影视制作实验教学中的应用等相关问题进行探讨。

虚拟演播室；影视制作；实验教学

随着计算机技术的飞速发展，虚拟现实（Virtual Reality）技术被越来越广泛地应用于各个领域。虚拟现实技术是一种综合应用各种技术制造逼真的人工模拟环境，并能有效地模拟人在自然环境中的各种感知系统行为的高级人机交互技术。[1]虚拟演播技术是虚拟现实技术与传统影视制作相结合的产物。[2]虚拟演播室（Virtual Studio）自1994年在IBC展览会上展现以来，以其独具个性的艺术魅力，成为当今影视制作技术关注的新焦点。[3]虚拟演播技术就是利用计算机技术，使高速图形发生器产生与摄像机状态相匹配的图像，并生成具有随意背景的活动影像。由此，影视制作实验教学中虚拟演播室如何构建及虚拟演播室在影视制作实验教学中的应用等相关问题，就值得我们深入探讨。

一、影视制作虚拟演播实验室的构成

1.硬件组成

虚拟演播室是一套由蓝室、摄像机、摄像机跟踪器、计算机工作站、图形图像发生器、视频延时器、色键控制器和视频切换台等构成的节目制作系统，其主要工作流程如图1所示。

利用虚拟演播技术制作视频的实景部分是在蓝室中拍摄完成的，蓝室由一面或多面蓝色墙和蓝色地板组成。其中蓝色采用标准的“色键蓝”，而且色彩涂抹必须非常均匀。此外，在墙与墙、墙与地面的交接处不能有接缝痕迹，因此正面相邻墙体的夹角应大于90度，且墙与墙、墙与地面的交接处要做成圆弧形，这种圆滑的弧度可以帮助减少灯光的明暗差异，墙壁之间也不会相互反射。[5]

演员在蓝室中表演，由前景摄像机记录下视频图像，并将视频信号分两路送出：一路送视频延时器，对前景视频信号给予一定的延时，再传递给色键控制器，以保证视频图像与虚拟背景在合成时在时间上保持严格的同步；另一路送摄像机跟踪器，到计算机工作站，摄像机跟踪器实时获取前景摄像机的运动参数，并传递给计算机工作站。计算机工作站根据前景摄像机的运动参数，控制图形图像发生器实时生成对应虚拟三维场景，然后由色键控制器将前景视频图像与虚拟场景实时地合成输出至视频切换台，由视频切换台控制最终视频的输出与播放。

2.用于实验教学的优势

（1）降低教学成本。由于虚拟演播室只需一个蓝色的背景，用于合成的场景都是通过计算机虚拟生成的，因此大大节省了制作、搭建布景的实验成本。在同一个演播室中，只需改变计算机生成的虚拟场景，就能录制各种不同类别的节目，有效利用了演播室资源。在影视制作实验教学中，只需一次投资，就能长期受用。

（2）实现背景置换快捷。虚拟演播室的场景只需通过计算机将事先制作好的虚拟三维场景调用出来即可，从一个场景到另一个场景的置换，只需几分钟的时间。而在真实的拍摄场景中，只需一个蓝色的背景，就能实现与各种类别节目主题相匹配的场景的摄制。

（3）实现远距离连线。虚拟演播室能够通过互联网将外地演播室的实况视频与本地演播室中演员的场景视频实时地结合在一个虚拟场景中，实现演员的“面对面”。如学生在制作访谈类节目中，需访问外地的专家，只需将专家在外地演播室的实况视频与本地演播室中主持人的场景视频实时地结合在一个虚拟场景中，主持人便可以在虚拟场景中与专家“面对面”地进行访谈、交流。而呈现在观众眼前的，却是专家亲临本地演播室，从而增强了现场的参与感。[6]

（4）创意无限自由。传统演播室实验受物理空间、资金等限制，约束了其创作空间。虚拟演播室的出现，打破了传统演播室的界限。它不受物理空间大小的限制，实现了许多真实场景无法达到的效果，给影视创作人员带来了无限的创意空间，使“只有想不到，没有做不到”成为可能。

二、虚拟演播室在影视制作实验教学中的应用策略

在传统的影视制作实验教学中，由于学校经费有限，不可能像电视台那样，不同的节目都投资制作不同的场景，因此影视制作实验教学的题材选择相对单一，所能实现的场景也相对简单。[7]而虚拟演播室的出现，在很大程度上解决了资金投入不足等问题，学校只需一次投入建设虚拟演播室的硬件设备，即可长期受用，且可以实现变化多样的实验教学场景。

1.前期拍摄实验教学应用

一般而言，传统的影视前期拍摄指现场拍摄，这里往往包含场景的制作，需要各部门的配合协调。如果各部门协调不好，将直接影响到节目的制作质量和生产速度。虚拟演播技术的产生，提高了节目生产效率和速度，大大节省了节目制作资金。传统影视实验教学中，学生不可能有机会参与到各种类型大型场面的拍摄工作，有了虚拟演播室后，学生在虚拟演播室中就可以进行大型场面的摄制。传统影视大场面的拍摄中，摄像机的机位确定是一件不容易做到的事情，特别是多机位拍摄，不但费力、费资金，所摄制的画面效果也只能凭借经验做出大概估计，无法做到精确处理。而应用虚拟演播技术，可以快速生成三维虚拟场景，还可以对每台摄像机的机位、拍摄角度、拍摄方向及运动路线进行准确的计算，甚至可以事先观看到完成后的大致效果，并可以根据效果图像进行修改、优化。这样，大场面的拍摄难度被大大降低，工作效率得到大幅度提高。如拍摄战争场面就可以采用计算机预先生成场景，并进行优化处理，得到的画面视觉效果能与真实战争相媲美。利用虚拟演播室，在实验教学中也可以加入大场面的拍摄实验经验，通过计算机生成气势恢宏的大型场面，让学生体验一回拍摄大片的感觉，提高学生对影视制作学习的积极性。

传统影视拍摄中，有些场景受地理环境、气候条件等限制，难以达到理想的效果，如电视《昆仑女神》的拍摄中，在青藏高原的场景就遇到了许多困难。而在传统的影视制作实验教学中，场景的受限制程度就更大了，如在纪实类拍摄实验教学中，要求学生分小组拍摄，主题为某一地点的风光介绍。由于学生拍摄的活动范围通常被限制在校园内部，自然其创作思维也就被束缚在校园风光的介绍上了，结果每个小组拍摄的都是校园风光介绍，作品出现大量的重复，学生的创作思维受到严重的限制。而利用虚拟演播技术，就能在很大程度上克服这些弊端。学生通过计算机可以生成南京中山陵的场景，介绍中山陵的风光；也可以生成北京故宫的场景，介绍故宫的景致；还可以生成美国哈佛大学的场景，感受哈佛的人文气息；甚至可以发挥自己的想象力，勾画出自己心目中的理想境地。学生的创作思维被无限激发，提高了学生学习的积极性，教学效果也显著提升。

虚拟演播技术还可应用于广告创作实验教学中，通过计算机建模虚拟三维场景，就能在虚拟演播室中拍摄各种类型的广告。传统广告创作实验不但受资金、地理环境的限制，还受季节的影响，不同的季节只能创作对应该季节主题的广告。而在虚拟演播室中，则能轻松获得四季场景的置换。如进行保险广告的创作时，为体现保险的无处不在，就需要将不同季节、不同地点的场景进行组合，如夏季江南的古镇水乡、秋季西部的黄土高原、冬季北方的皑皑白雪、春季东方都市的高楼大厦等，通过计算机虚拟技术生成四季各地景致，并将其无缝地连接在一起，就足以达到以假乱真的效果。

2.后期制作实验教学应用

虚拟演播室对后期制作的影响也令人刮目相看。它不但强化了画面视觉冲击力，还形成了独特的电视画面视觉语言形式，实现了传统摄制与特技无法比拟的效果。

传统的影视制作实验，是以前期的拍摄为基础，进行画面的创作。虚拟演播技术的出现，改变了人们对制作这一传统观念的理解。虚拟演播室中的影视制作实验不再是依赖于前期的拍摄工作，而后期制作显得更为重要。虚拟场景的生成及后期视频的合成都直接影响到影视制作实验的效果。从某种意义上讲，虚拟演播技术被认为是影视制作技术发展的最高形式，在影视制作技术中变得比以往任何时刻都重要。随着虚拟演播技术的不断改进与发展，虚拟演播室的图像处理能力越来越强，影视制作实验对其的依赖程度也越来越高。在虚拟演播室环境下，能创作出任何人所想象的场景或现象，真正做到了“只有想不到，没有做不到”。

在虚拟演播室环境下进行影视制作实验，可以让学生思维不受限制，尽情发挥自己的想象力，创造出无限自由的影视作品。当然，虚拟演播技术还可以应用于影视制作教学中，在虚拟环境下，让学生走进电影世界，了解影视制作中的各个要素，使影视制作学习变得轻松，且充满乐趣。

三、虚拟演播室在影视制作实验教学中应用的总结与反思

1.转变教学理念

传统影视制作实验教学，由于受演播室物理空间大小及舞台布景等多重因素的限制，其实验场景、内容的可选择性较少。因此，在教学中相对偏重教师的讲授及影片赏析，而真正让学生动手创作的机会较少，形成了一种灌输式的教学，在一定程度上限制了学生创造性思维的发展。而虚拟演播室不受物理空间大小的限制，舞台置景轻松快捷，三维场景的生成任由影视创作人员想象发挥，大大增加了实验场景、内容的可选择性。教师在完成理论讲授及影片赏析的基础上，可安排大量的实验课程，让学生通过大量的实验、操作，在做中学，充分发挥学生的创造力。同时，教师也可将理论知识通过虚拟演播室来呈现，将教学内容更加直观、形象、生动地展现在学生面前，充分调动学生学习的积极性，让学习不再那么枯燥。

传统影视制作实验，以前期拍摄为基础进行画面的创作，在实验教学中强调学生的拍摄技能。而虚拟演播室的出现，弱化了前期拍摄在影视制作实验中的地位，因此，在虚拟演播室中的实验教学更加强调学生的动手制作能力，尤其是虚拟三维场景的建构及其运动控制能力。

2.改进制作技术

传统影视制作实验教学中，涉及的技术主要有前期拍摄技术和后期编辑技术，前期拍摄包括舞台场景设计、灯光、美工、摄像等，后期编辑技术主要包括非线性剪辑、特效制作、配音及字幕合成等，可选用的软件有Adobe Premier、Edius、Ulead Media Studio Pro、After Effect、Adobe Audition、Adobe PhotoShop等。而采用虚拟演播室进行影视制作实验教学时，前期拍摄中的舞台场景设计及美工工作都被内化到计算机虚拟场景的生成中去了，而灯光控制要求与虚拟场景中的灯光保持严格的一致，同时又新增了摄像机跟踪技术、虚拟场景的生成及控制技术。

摄像机跟踪技术是虚拟演播室中的一项关键技术，它可以实时获取摄像机在蓝室中的实际位置变化和动作参数，以此来判断摄像机、演员与虚拟场景之间的相对位置关系，实现实景摄像机与虚拟摄像机的锁定。[8]学生使用摄像机跟踪系统实时获取实景摄像机的运动参数，控制虚拟三维场景的生成，就能准确且高效地获得视频的有效合成。

虚拟场景的生成及控制是通过计算机来完成的，预先由三维动画软件（如3DS Max、Maya等）建模生成虚拟三维场景，在拍摄过程中，计算机再根据摄像机跟踪器传来的前景摄像机的运动参数，实时地计算出虚拟三维场景的运动，并控制图形图像发生器生成对应的运动场景，以保证其输出的虚拟背景与真实前景同步。[9]由此，学生只要使用三维动画软件进行场景建模及其运动控制，就能获得各式各样场景的视频。

3.创新节目制作技能

事实上，虚拟演播室的产生，对影视节目创作实验教学的影响远不止上面所提到的。众所周知，影视节目创作需要建立一套完整的影视蒙太奇语言体系和语法规则，传统的影视创作中已经有了严格的定义和要求。如对景别的取舍，人物近景要求是肩部以上，画面使用一般不超过两秒，像这样类似的蒙太奇语法规定还很多。而虚拟演播技术正逐渐或已经打破了传统影视视觉语言的语法规则，由于虚拟演播技术创造出来的三维场景，给人的感受与现实不同，它可以使人感受更真实、更具冲击力。

（1）现有蒙太奇语言的变化。传统的蒙太奇观念中，在时间与空间的关系上，对时间有着压缩、延长、暂停、倒退等效果，而在空间上又是离散的、独立的，在此基础上出现了平行式蒙太奇、对比式蒙太奇、隐喻式蒙太奇等一系列蒙太奇表现手法。要在虚拟演播技术中应用这些蒙太奇样式，就需要对这些蒙太奇样式进行较大的改动。如传统观众的视点以第三人称为主，观众处于旁观者的位置，对画面内容、环境有一定的距离感；而在虚拟场景中，观众的位置已不再是旁观者，而是第一人称视角，观众完全融入场景之中。因此，这意味着平行式蒙太奇方式不再适用。再如影视中对时间的压缩实验：镜头一，某人开始上台阶；镜头二，此人在某一楼梯拐弯处；镜头三，此人爬上最后一级台阶，这样真实的时间和空间都被压缩了。但在虚拟演播室中，可以这样处理：镜头一，某人上第一层楼梯到拐弯处消失，观众的视角好像尾随其后一样；镜头二，观众视角向上；镜头三，视角在五楼停顿，这样的处理方法看起来像长镜头理论。确实，虚拟演播技术中的时间、空间与现实世界的时间、空间一样具有连续性，但这并不意味着在虚拟场景中不能进行蒙太奇转场，只是这种转场比传统转场方式更柔和。

（2）镜头运动的变化。由于虚拟演播技术仿真性极强，视场角与人眼正常视场角无任何区别。任何比人眼正常视场角宽或窄的可视区域或变形，都会引起人眼的不适应或心理的特殊反应。镜头视场角随焦距的变化而变化，长焦距镜头的视场角窄，可小至5度，压缩了纵向空间；广角镜头的视场角宽，可达100度，拉伸了纵深范围。[10]而人眼的视场角范围要比镜头视场角范围小，因此也就限制了变焦距镜头变焦的范围。马赛尔·马尔丹在他的《电影语言》一书中也写道：“我们的视觉每次却只能波及六十度，甚至在我们的注意力集中时，只有三十度。”[11]若镜头视场角超过人眼的视觉承受能力，就会引起人眼的不适感。

此外，由于人眼对物体运动速度承受能力有限，运动拍摄中，在考虑实际物体的运动速度和规律的前提下，镜头运动速度变化不能过快，若超过人眼正常视觉承受能力，会使人感觉眩晕不适。

综上所述，虚拟演播技术发展到今天，已改变了影视制作实验教学的方式，使影视制作实验教学更容易，且充满创造性、趣味性，但同时也提出了新的教学要求。因此，对于虚拟演播技术在影视制作实验教学中的应用，还有待我们进一步研究。

[1]苏建明,张续红,胡庆夕.展望虚拟现实技术[J].计算机仿真,2004（1）.

[2]王士勇,罗红.虚拟演播室在教学中的应用研究[J].西北医学教育,2009（4）.

[3]王卫军，杨晓宏.虚拟演播技术及其在电视教材制作中的应用[J].电化教育研究，2002（1）.

[4]涂淘,叶永沛.虚拟演播技术在教育教学中的应用[J].中国电化教育，2004（5）.

[5]黄慕雄.虚拟演播室及其在电视电视节目制作中的应用[J].中国电化教育，2002（6）.

[6]王哲平.创新教育电视传播三策[J].当代传播，2006（5）.

[7]李蓉，赵刚，陈迪.虚拟演播室的教育运用[J].（中国）教育信息化，2006（7）.

[8]唐忠，杨革锋.虚拟演播室系统的设计与实现[J].桂林电子科技大学学报，2009（12）.

[9]钟建平.虚拟演播技术及应用[J].南京晓庄学院学报，2005（9）.

[10]马德俊,徐明.电视制作实践教程[M].重庆:西南师范大学出版社，2009（1）:30.

[11]马赛尔·马尔丹[著],何振[译].电影语言 [M].北京:中国电影出版社，2006（6）:2.

（编辑：杨馥红）

G434

B

1673-8454（2010）19-0087-04

*本文为徐州师范大学实验室建设与管理课题“开放式网络实验开发与教学实践研究”（课题编号L0839）成果之一。