虚拟演播室蓝箱设计

虚拟演播室蓝箱设计

蓝箱设计概述:

虚拟演播室系统是现代计算机图形处理技术与传统色键抠像技术相结合的产物，它可以把现场视频与计算机生成的场景影像，按照一定的透视关系实时无缝的进行合成，虚拟出真实演员置身于虚拟场景中的画面输出，以满足人们不断提高的欣赏要求。它的出现是对传统演播室技术的一次重大变革。在虚拟演播室系统中，跟踪技术和色键技术的好坏，是一个系统性能好坏的关键，但这些技术的应用均是建立在一个最基本的环境中，即我们所称的虚拟演播室的蓝箱。

大家知道，蓝箱是主持人活动的实际场景，及虚拟制作的根本依据。蓝箱的好坏，可能给后续的虚拟制作工作带来很大的影响。我频道拟于2001年购买一套二机位的RE-SET的IBIS虚拟演播室系统，在进行蓝箱的设计施工时，有一些心得和经验，在此与各位同行交流。

蓝箱+一个机位

虚拟后的效果

1、施工要求

在实际进行蓝箱设计时，首要考虑的问题就是蓝箱所在演播室的空间问题。目前各电视台的演播室多是一室多用，即同一个演播室由多个节目共用，也就有多个场景。这就要求在设计蓝箱时要充分考虑到其它场景的位置和灯光需求，不能使节目在录制时出现质量下降或穿帮现象。倘若演播室一室一用，专为虚拟演播室所用，就不存在这个问题。所以，建议最好是选用面积适合的小演播室作为虚拟系统专用。

其次，要根据虚拟系统的机位，来设计蓝箱的形状并计算其大小。也就是说，蓝箱的大小一定要能够满足摄像机的推拉摇移的范围要求，既不能过小而限制镜头的活动，又不能盲目加大蓝箱面积而导致造价的大幅度提高。

然后，就是要根据使用虚拟演播室制作节目的性质来规划蓝箱的大小。大家知道，新闻及小型访谈类的节目在录制时镜头一般较为简单，大多是以正面近景辅以少量侧面全景，且镜头固定，无需推拉摇移，主持人的位置也固定不动，这样对蓝箱的要求也就不高，只要顾及到侧面全景不穿即可，蓝箱可以做的较小。如果是录制文艺性节目，主持人不但会来回走动，且镜头的推拉摇移较多，变化较大。这就要求蓝箱要相对较大，给出足够的镜头活动空间。另外，在施工期期间，不能影响演播室正常的节目录制。

2、具体设计

①确定位置与大小：根据我频道的实际条件，最终确定在250平米演播室的一角装修蓝箱，大小以70平米左右为宜。

②蓝箱装修包括两个成90度夹角的立面和一个地台。立面与地台的夹角应大于90度（我们采用了立面向外倾斜10度的方案），以减少反射到主持人身上的蓝光；立面与地台间最好采取弧形过渡，这将更容易均匀布光，而且墙壁间也不会互相反射。圆滑的角落可以帮助减少灯光的明暗差异。地板应该足够大，以避免主持人的面光形成的强阴影打上立面，有时这会为制作带来一些麻烦。蓝箱整体设计如图1、图2所示。

1）确定制作工艺

制作工艺是蓝箱质量的保证，也就是说，蓝箱是否能顺利完成虚拟演播室的录制任务，制作工艺的好坏是关键之一。在制定制作工艺时，要从以下几个方面来考虑：

①制作材料

目前国内制作蓝箱的厂家主要使用两种材料，一种是玻璃钢，另一种就是木材。采用玻璃钢材料，优点就是材料强度高，几乎不会产生变形，且具有不可燃性。这样在制作前就无需对材料进行防火、防变形等预处理工作，大大节省了工期。缺点是造价过高，每平方米费用大约为2000元左右，这样如果建造一个大约100平方米左右的中型蓝箱，就需要花费20万元左右，这对于多数中小型电视台来说，都是一笔不小的开支。而如果采用木料的话，其造价大约为每平方米500元左右，是玻璃钢材料的1/4。但由于木料本身具有易燃、易变形等特点，所以在施工前期需进行大量的预处理工作，延长工期，增加了施工难度。目前国内各用户多采用木材来进行蓝箱的搭建。

②蓝箱的搭建结构方式

蓝箱体积较大，搭建起来较为复杂，施工周期也较长。如果所有工作都在演播室中完成，势必会影响演播室的正常使用。所以我们建议蓝箱整体结构采用积木式拼接方式，即将蓝箱整体分为若干部分，

先将每一部分在演播室外施工场地进行加工完成，最后将各部分在演播室中通过榫接等方式结合在一起，形成整体结构。采用这种方式的好处就是缩短室内施工时间，而且预先单独制作球形区域和各弧形区域，也较容易保证其成型。但这样对施工者的施工水平要求很高，在整体拼接时应能进行准确的校正，保证由多个部分组成的各平面、弧面、球面的平滑过渡性。我们的蓝箱所采用的积木式结构将整个蓝箱分为二十多个部分进行分别制作，最后再进行整体拼装。

3、选材的预处理

根据自身目前的预算状况，我们选择了使用木料搭建蓝箱，所用蓝漆为国产阻燃漆。由于蓝箱搭建在演播室中，且木料及漆料自身易燃，所以在施工前一定要对所有用料进行预处理，达到消防要求。

①对木料的预处理

防变形处理：大家知道，普通木料中含有大量水分（含水率约在25%-30%之间），在水分经过一段时间挥发掉之后，木料就会产生变形甚至开裂，导致制成品损坏或无法使用，所以木料的防变形处理就显得至关重要了。目前的木料防变形处理主要是脱水处理，即将含水量较高的木料放入烘干房中，加高温使大部分水分从木料中挥发出去，从而使木料的含水率降低到10%左右。经这种方法处理后的木料的变形量极小，不会导致开裂等严重后果。

防火处理：木料是否能达到防火阻燃的要求，是关系到演播室财产及工作人员人身安全的一个重要问题，一定要认真对待，切切不可大意。目前所用的防火处理方法主要是在木料上淋刷阻燃剂，或是将木料直接放入阻燃剂中进行充分浸泡。推荐使用第二种防火处理方法，因为第一种方法只能在木料表面形成阻燃层，如果在施工过程中对木料表面进行加工，就会破坏阻燃层。而第二种方法就会使阻燃剂渗透到木料内部，从而达到整体阻燃效果。

要注意的是，阻燃剂中也含有一定的水分，所以最好先对木料进行防火处理，然后再进行防变形处理，这样就能将木料在防火处理过程中所吸收的水分和木料本身原有水分一起排出。

②蓝箱所用蓝漆的选择与特性

虚拟演播室系统虽然不局限于抠蓝，但蓝色有几个优点：一是蓝色能更好地保护人体的皮肤颜色；其次，物体周围的蓝边弱色调没有绿边弱色调显眼；三是演员们在蓝色环境中工作要比绿或红色环境中愉快。

关于业界将蓝箱装修专用的进口蓝漆称为"电视蓝"的说法，我们有自己的理解。什么叫做"电视蓝"？从技术指标的角度来说，当摄像机只有蓝管输出，而红管和绿管都输出为零时，摄像机输出的就是"电视蓝"。其实无论是什么"蓝"，对涂料行业来说，都一样可以调配出来，不一定非要使用昂贵的进口专用漆。而且，除了价格因素之外，与国内优秀漆料生产厂商合作，可以定制调配添加有阻燃剂、哑光、具有一定耐磨度的特种漆。这也是我们采用国产漆的原因。实际上，在我们提出阻燃、哑光、耐磨、快干几项要求后，厂家专门小批量地调配了六种具有不同色度、色调的蓝漆，经过我们的多次测试，最终确定了最适合的一种蓝漆。测试过程是这样的：将测试蓝板放置在演播室正常制作节目的灯光下，摄像机推满。采用矢量示波器观察，当将两场色度矢量重合时，其矢量方向越接?quot;B田字"区域，说明漆色中绿色或红色的偏色越少。矢量方向顺时针偏离，说明漆色偏绿；反之偏红。考虑到对肤色的处理，漆色偏绿强于偏红。

最后，再加上对硬度与阻燃性的平衡考虑，最终确定漆型。

4、室内施工

预制件完成后，就可以进演播室施工了。施工时有几个问题应注意：

①预制件整体搭建时，应保证施工现场地面平整，立面后要有支撑，以防止整体受力不均而引起变形。由于演播室地处大楼一层，地台下要铺设防潮层（我们就采用了地板专用防潮薄膜），进行防潮处理。

②整体打磨取平时，要注意演播室内设备的防尘问题。设备尽量远离施工位置，并加盖防尘布。施工现场应及时打扫，尽量减少粉尘的停留时间。打磨完成后，应用吸尘器仔细清除粉尘。

③地台边缘以及道具与地台的接触边缘如果处理不好，在抠像时会形成一条很难去除的黑线。有