虚拟演播室灯光系统设计及应用

张连军 臧崴臣 黄埕铭

摘要: 虚拟演播室技术具有传统演播室无法比拟的制作优势，因此在大学影视传播专业的教学中被大量应用。而对虚拟演播室系统来说，灯光设备的选择、布设及应用相当重要，会直接影响到节目的播出效果。因此，本文从灯光设备的选择原则、布光的思路、布光的具体要求、三维场景中的灯光设计等方面谈谈虚拟演播室中灯光系统的设计及应用。

关键词: 虚拟演播室；灯光布设；设备选择原则

虚拟演播室(Virtual Studio)是在计算机图形技术和传统视频色键技术基础上发展起来的新技术，它是将摄像机拍摄的图像与计算机生成的三维图形实时地进行合成，从而形成一种新的电视节目制作系统。虚拟演播室灯光系统的合理选择及正确使用是一个较为重要的环节。

● 灯光设备的选择原则

对于虚拟演播室整体设计来讲，灯光设备的选择尤为重要，设备选择是否合理会直接影响到后续的使用以及场景效果的呈现。一般来讲，在选择灯具设备时应从以下几个方面加以综合考虑。

1.稳定性：设备应具备长期稳定的工作能力，所选用设备应符合我国和国际上的质量及可靠性、稳定性标准的要求。只有具有高可靠性、高稳定性，才能保证和满足节目制作的高质量。

2.实用性：设备应具备完成工程所要求功能的能力和水准，符合工程实际需要和国内外有关规范的要求，并且使用容易，操作方便。特别是对应用于新闻类节目的演播室来讲，设备日常使用比较频繁，只有实用性强，才能保证制作及播出节目的便捷和顺畅。

3.兼容性：设备应充分满足多功能的设计要求。有些虚拟演播室的设计是多用途的，一般都进行了多布局设计，这就要求在灯具的选择上要考虑不同设备间应具有良好的兼容性、扩展性和可移植性，对各种节目的制作均能实现最佳影像的灯光要求。

4.先进性：系统设备是在满足可靠性和实用性前提下的先进系统。科学技术不断进步，用于灯具的材料及光学元器件日益推陈出新，灯光产品的核心组件尽量选用国际或国内知名厂家近年来的最新产品或专利产品。

5.经济性：虚拟演播室系统工程的整体投入都比较大，设备选择应满足性能与价格比在同类系统和条件下达到最优，选择最佳性价比的设备及方案。

● 布光的总体思路

虚拟演播室在布光方面应有一个总体的设计思路，并且要科学设计、合理布局。

1.基色选择方面：虚拟演播室灯光系统应建立在新型的三基色柔光灯的基础之上，这种灯发光均匀、阴影小、发热少、色温恒定而均匀，光布在主持人脸上自然而逼真，能满足虚拟演播室对光线的基本要求。

2.区域布光方面：在虚拟演播室，为了增强节目的真实性，活泼性，主持人都会有一定的活动区域。因此,对前景（主持人）布光不能像新闻类布光那样只有定位的点布光，而必须进行区域布光，并保证光照投射区域内的主体及场景参数一致。

3.立体布光方面：传统的新闻类演播室一般运用三点式布光原理就能满足电视灯光的要求，而虚拟演播室技术采用的是色键器消蓝技术进行抠蓝处理，因此，要消除蓝色对前景(主持人)的影响就必须要有立体布光的理念。

4.先前景布光，后蓝箱布光：因为三基色柔光灯发光面积大，对前景（主持人）布好光后，必将在蓝箱上产生一定的光照度。因此，前景照度符合要求后，再对蓝箱进行适当补光就能满足计算机抠蓝的要求。前景与电子背景完美融合的关键在于前景与蓝箱科学而合理的布光。

5.灯光照度的要求：虚拟演播室的照度不同于传统演播室，它要求前景与蓝箱背景照度相匹配，追求光照的一致性。另外，虚拟演播室栏目的灵活性、电子背景的多样性也要求照度必须满足不同栏目、不同电子背景的需要。

● 布光在实际使用中的具体要求

虚拟演播室在实际的布光设计和使用过程中会遇到一些比较具体的问题和要求，需加以注意。

1.使用面光方面：虚拟演播室在进行面光的布设时，一般布得比较低平，使主持人身上的初级投影尽量避免掉。这是由于当蓝箱反射光作用于阴影时，通过计算机软件处理后，色键器上的蓝色消除电路将会把该阴影消除掉，从而影响到输出的前景（主持人）图像效果和质量。在实际的使用过程中，虚拟演播室中不建议加主光源，这是因为如果一旦使用不当，可能造成投影环境的逻辑错误，出现实际光源与虚拟光源的不一致性。

2.使用逆光方面：传统演播室的布光原则要求逆光强于主光，这是为了使主持人的轮廓凸现得更加鲜明，用以增强空间的立体感。但是对于虚拟演播室来讲，必须注意逆光的合理使用。过强的逆光，会使蓝箱地面显得亮白，进而破坏蓝箱背景色调的一致性，对计算机的抠蓝效果造成不良影响；此外，前景在蓝箱地面上的次级投影也会影响计算机的图像处理，应加以注意。

3.使用侧光方面：虚拟演演播室在实际的布光过程中，侧光是必须要加的。因为虚拟系统中的色键器采用蓝色消除电路，由蓝箱反射光作用于主持人身体或衣物边缘上的蓝色调将被蓝色消除电路去除，使得画面中主持人边缘变黑。因此必须加侧光以消除主持人身体或衣物边缘上的蓝色成分，使抠像后的人物边缘画面效果比较细腻，增加真实感。

4.折散光方面：尽量避免主持人服饰的反射光、透明类道具所产生的折射光对蓝箱产生影响，蓝箱上一旦有高亮点出现，应及时调整。否则，高亮点部位的图像在进行图像合成时，背景部分会出现雾状影像，影响画面的整体效果。

5.白平衡方面：在实际的使用中发现，蓝箱反射光对摄像机的白平衡会造成不同程度的影响。白平衡调整得不准确，会造成前景物体颜色失真并且会伴有掩膜信号电平变低，影响到画面的抠像处理。

● 虚拟三维场景中的灯光设计

与传统演播室布光相比，虚拟演播室除了现场真实存在的灯光外，计算机虚拟场景中的灯光也要进行合理设置，并保证虚拟场景的灯光与真实拍摄场景灯光相一致。

1.虚拟场景灯光与蓝箱灯光在光源属性上应保持一致。比如，在蓝箱的灯光布设中主持人采用暖光源设计，蓝箱用冷光源照射。那么计算机在制作三维场景时，前景（主持人的活动范围）要用暖光源，这是因为对主持人进行抠像时，进入虚拟场景中的背景和主持人亮度反差不会很明显，显得比较协调。同时，还能创造出具有明暗对比的场景，使得画面纵深感强。

2.虚拟场景灯光颜色，要与所表达的基调和气氛相一致。灯光的颜色可以增添场景气氛，有助于表达情感，可以引导观众的视觉到指定的位置，同时能使场景展现更丰富的层次。最终所见到的场景取决于照明的方式，场景氛围完全由灯光的颜色和位置决定。如果使用的颜色成分少会使场景显得毫无生气，无法营造所需要的气氛。

参考文献:

[1]张连军.虚拟演播室系统的分析与比较[D].东北师范大学，2007.

[2]傅乐俭，廖欣叶.虚拟演播室技术的实践应用[J].电视技术，2011（8）.

[3]陈健森.浅谈虚拟演播室技术及构建实例[J].广播与电视技术，2011（4）.