XR系統(tǒng)中主要包含了LED大屏系統(tǒng)、攝像機(jī)拍攝系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)、傳感跟蹤系統(tǒng)、渲染系統(tǒng)、信號(hào)處理與監(jiān)看系統(tǒng)、電力系統(tǒng)幾大部分。各個(gè)部分協(xié)調(diào)工作，必須成為一個(gè)有機(jī)的整體，才能完成實(shí)時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)節(jié)目的拍攝。接下來(lái)我們介紹一下影響XR擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)虛擬制作系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，以及針對(duì)廣播電視系統(tǒng)節(jié)目制作XR的巨大挑戰(zhàn)。
1. 大屏幕的選擇、匹配與場(chǎng)景布局設(shè)計(jì)
大屏幕作為虛擬場(chǎng)景的核心呈現(xiàn)設(shè)備，對(duì)最終節(jié)目的真實(shí)感有著較大的影響。大屏也是整個(gè)虛擬系統(tǒng)中占用資金最多的一個(gè)部分。合理選擇大屏幕LED點(diǎn)間距可以有效控制成本，經(jīng)過(guò)大量的系統(tǒng)實(shí)踐測(cè)試，建議選擇P2.0~P2.6點(diǎn)間距的大屏，這樣的點(diǎn)間距不影響節(jié)目呈現(xiàn)，具有最好的性價(jià)比。同時(shí)要選擇具有高刷新頻率、幀率可調(diào)、高動(dòng)態(tài)范圍且亮度可調(diào)的優(yōu)質(zhì)LED，這樣有助于后續(xù)跟攝像機(jī)的匹配。
拍攝區(qū)域的布局目前主要有X-Y-Z垂直正交方式、弧形方式(橢圓形方式、弓形方式、圓形方式)幾種，選擇哪種方式的布局主要跟拍攝的節(jié)目類型有關(guān)，早期電視拍攝習(xí)慣性選擇X-Y-Z正交方式較多，電影選擇弧形方式的較多。
目前隨著對(duì)XR擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)虛擬制作的不斷理解及適應(yīng)不同節(jié)目、不同場(chǎng)景的需要，越來(lái)越多的高端電視XR制作開(kāi)始選擇弧形布局方式。豎屏的高度往往跟拍攝角度、距離有關(guān)，一般選擇6m~8m。
電視制作往往會(huì)選擇地屏，地屏可以選擇與豎屏不同點(diǎn)間距的LED，但如果想實(shí)現(xiàn)更好的呈現(xiàn)效果，建議跟豎屏選擇同樣規(guī)格的LED。天屏可以有效地作為環(huán)境光的補(bǔ)充，一般不會(huì)進(jìn)入拍攝區(qū)，是系統(tǒng)的選配，我們可以選擇點(diǎn)間距較大一些的LED，可以參考5.9mm附近的點(diǎn)間距。當(dāng)然我們也可以通過(guò)燈光系統(tǒng)代替天屏。為適應(yīng)不同的拍攝環(huán)境，往往需要配置一定量的可移動(dòng)LED屏，作為環(huán)境光線的補(bǔ)充，這類移動(dòng)屏的點(diǎn)間距也可以選擇在5.9mm附近。
2. 抑制摩爾紋的出現(xiàn)
摩爾紋是由于規(guī)律的紋理重疊引起的干擾，這一問(wèn)題在LED大屏應(yīng)用于演播室的第一天就一直存在。誘發(fā)出現(xiàn)摩爾紋的因素有很多，其中包括攝影機(jī)型號(hào)、LED光珠類型、LED光珠間距、低通濾鏡、鏡頭的光學(xué)特點(diǎn)、光圈和焦距等。在我們的XR系統(tǒng)中，當(dāng)攝像機(jī)傳感器的成像單元與LED背景墻發(fā)光點(diǎn)重疊時(shí)就會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的摩爾紋。所以在構(gòu)建XR系統(tǒng)時(shí)，一定要結(jié)合考慮節(jié)目選用的攝像機(jī)、鏡頭特點(diǎn)、結(jié)合選用的LED屏進(jìn)行測(cè)試，形成拍攝手冊(cè)，用于節(jié)目創(chuàng)作時(shí)的參考。目前，國(guó)際上也相應(yīng)地出現(xiàn)了結(jié)合固定系統(tǒng)，提前可以對(duì)拍攝角度進(jìn)行摩爾紋告警的配套系統(tǒng)。
3. 燈光系統(tǒng)
燈光系統(tǒng)在XR系統(tǒng)中也尤為重要，在XR系統(tǒng)中燈光不再是簡(jiǎn)單的照明工具。要想真實(shí)地模擬環(huán)境光，同時(shí)配合視頻節(jié)目的拍攝，需要有一套完善的燈光控制、調(diào)色系統(tǒng)。燈光控制系統(tǒng)要能通過(guò)視頻信號(hào)源模擬軟件Madmapper，將燈光的metadate與LED背景大屏實(shí)時(shí)匹配，從而實(shí)現(xiàn)閃電、烏云、火焰、警燈、日出等效果。還要注意的是，我們自然界的光線光譜是連續(xù)的，要想在攝像機(jī)上真實(shí)呈現(xiàn)物體的本來(lái)顏色，我們需要選擇光譜連續(xù)且盡可能地接近BT.2020色域的燈光，且燈光要具有連續(xù)可調(diào)的色溫。
4. 攝像系統(tǒng)與大屏系統(tǒng)的調(diào)校
攝像機(jī)是系統(tǒng)的眼睛，攝像機(jī)成像器件、內(nèi)部色彩矩陣、處理算法之間的匹配、調(diào)校水平?jīng)Q定了攝像機(jī)的圖像質(zhì)量和圖像風(fēng)格。XR系統(tǒng)的攝像機(jī)系統(tǒng)除具有基本的拍攝能力外，還需要具備鏡頭數(shù)據(jù)輸出能力，通過(guò)輸出的鏡頭數(shù)據(jù)虛擬引擎系統(tǒng)完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)匹配。目前，像ARRI等一線XR攝像機(jī)還針對(duì)Mo-Sys和UE4進(jìn)行了深度開(kāi)發(fā)，虛擬引擎能夠直接遠(yuǎn)程控制攝像機(jī)的錄制、回放、參數(shù)調(diào)整、畫(huà)面風(fēng)格、時(shí)間碼、ND濾鏡、媒體信息等，攝像機(jī)的元數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)地輸入到虛擬引擎中，從而簡(jiǎn)化整體流程。
為了讓攝像機(jī)能夠記錄到準(zhǔn)確的色彩，ARRI也正在開(kāi)發(fā)一種有針對(duì)性的色彩校正方案，有了標(biāo)準(zhǔn)的校色標(biāo)準(zhǔn)后LED屏幕可以更加容易簡(jiǎn)單地與ARRI攝像機(jī)進(jìn)行顏色靈敏度和色彩重現(xiàn)匹配。
此外，由于人員看到的大屏和攝像機(jī)拍攝的大屏呈現(xiàn)是不一致的。素材源通過(guò)大屏，人眼舒適地接收?qǐng)D像時(shí)，在攝像機(jī)拍攝出來(lái)再次顯示則圖像往往是過(guò)亮的。大屏的顯示一般會(huì)比真實(shí)物體的亮度高1.2倍左右，在XR系統(tǒng)拍攝時(shí)，為更好地實(shí)現(xiàn)虛擬背景的真實(shí)感，我們要注意大屏到攝像機(jī)OOTF曲線的調(diào)校。

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