沈利俊 郭 立

淺析攝像機(jī)器人在新聞演播室的應(yīng)用

沈利俊1郭 立2

1.2.內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái) 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

隨著電視技術(shù)的發(fā)展和受眾對(duì)節(jié)目?jī)?nèi)容、畫面質(zhì)量要求的提高，可拍攝更精準(zhǔn)、更穩(wěn)定畫面的攝像機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生，并在歐美等地區(qū)的演播室廣泛使用。攝像機(jī)器人類型五花八門，本文就幾類攝像機(jī)器人在新聞演播室的應(yīng)用進(jìn)行了闡述和分析。

攝像機(jī)器人 演播室 虛擬植入

1 攝像機(jī)器人廣泛使用的背景

自20世紀(jì)90年代起，演播室攝像機(jī)器人開始在歐洲、北美及日本等地區(qū)大量應(yīng)用，其廣泛使用的主要原因：

（1）可以提高節(jié)目畫面質(zhì)量、豐富節(jié)目?jī)?nèi)容。攝像機(jī)器人可以從攝像師難以實(shí)現(xiàn)的角度和速度進(jìn)行畫面拍攝，再配合越來越普及的虛擬前景植入，可以讓拍攝角度更加多樣，畫面效果更能吸引觀眾。

（2）能夠滿足集控系統(tǒng)的要求。隨著演播室集控系統(tǒng)的出現(xiàn)，越來越多的新聞機(jī)構(gòu)、電視頻道開始采用“無人值守演播室”、“一個(gè)人的演播室”等全自動(dòng)化演播室。在這樣的演播室中，燈光、音響、服務(wù)器、切換臺(tái)、調(diào)音臺(tái)、矩陣、包裝、虛擬植入引擎等演播室設(shè)備，受集控系統(tǒng)控制按預(yù)設(shè)好的節(jié)目單、時(shí)間線控制，人工干預(yù)越來越小。攝像系統(tǒng)作為演播室最重要的組成部分需要通過集控系統(tǒng)控制，可以采用攝像機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)俯仰、水平、移動(dòng)、升降、聚焦、變焦的軌跡設(shè)定和遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)真正意義上的全自動(dòng)化演播室。

（3）能夠減少節(jié)目備播時(shí)間。隨著節(jié)目量的逐漸增大，越來越多的演播室每天要承擔(dān)十幾檔節(jié)目的拍攝任務(wù)，導(dǎo)致每檔節(jié)目之間的備播時(shí)間非常短，節(jié)目部門和技術(shù)部門的工作壓力非常大。采用演播室攝像機(jī)器人，可以為每檔節(jié)目預(yù)先設(shè)定好拍攝軌跡。節(jié)目備播時(shí)，只需一鍵調(diào)用每檔節(jié)目相應(yīng)的軌跡，大大縮短了備播時(shí)間，減輕了工作壓力，大大降低了人為失誤的可能性。

2 攝像機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn)

現(xiàn)階段攝像機(jī)器人主要分為：吊裝軌道機(jī)器人、地面軌道機(jī)器人、自走機(jī)器人、固定機(jī)位可升降機(jī)器人、固定機(jī)位機(jī)器人和機(jī)器人搖臂等。

以上幾類機(jī)器人在演播室使用各有其優(yōu)缺點(diǎn)，以下進(jìn)行逐一分析。

2.1 吊裝軌道機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn)

吊裝軌道機(jī)器人是吊裝在天花板絎架上沿吊裝軌道行走的攝像機(jī)器人。它可以實(shí)現(xiàn)行走、升降、俯仰、水平、聚焦和變焦等自動(dòng)移動(dòng)拍攝，能夠把傳統(tǒng)的固定畫面拍攝變成動(dòng)態(tài)畫面拍攝。

吊裝軌道機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)：拍攝角度最豐富，拍攝畫面效果震撼。攝像機(jī)器人沿吊裝軌道行走的同時(shí)，可以通過長(zhǎng)的升降柱的升降，實(shí)現(xiàn)高角度俯拍、平拍以及低角度仰拍，拍攝出的畫面豐富多樣，變化性很強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)過肩鏡頭等特殊拍攝方式，增強(qiáng)不同景區(qū)、不同主持人之間的互動(dòng)效果，而且能保證演播室地面的完整性。

吊裝軌道機(jī)器人的缺點(diǎn)：需要與燈光緊密配合，避免燈光對(duì)機(jī)器人升降柱造成的投影，需要預(yù)先在天花板鋪設(shè)穩(wěn)固的絎架，施工難度較大。機(jī)器人的行走受到軌道的限制，不能行走到演播室的任意位置，且吊裝軌道機(jī)器人的造價(jià)很高。

吊裝軌道機(jī)器人適用于新建的演播室。如果是對(duì)現(xiàn)有演播室改造，絎架、燈光等已經(jīng)固定無法更改，不容易找到部署吊裝軌道的空間。另外安裝需150平米以上的演播室，如演播室面積小，吊裝軌道的安裝難度較大，且軌道太短，吊裝軌道機(jī)器人無法拍出理想的運(yùn)動(dòng)畫面效果。演播室層高需在4.5米以上，高度太低的演播室，不能拍出升降柱升降時(shí)的動(dòng)態(tài)畫面效果。

2.2 地面軌道機(jī)器人

地面軌道機(jī)器人即在地面鋪設(shè)軌道，在軌道上行走移動(dòng)拍攝的攝像機(jī)器人，能讓畫面更具多樣性、靈活性。

地面安裝軌道機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)：機(jī)器人沿地面軌道行走的同時(shí)，可以通過長(zhǎng)的升降柱的升降，實(shí)現(xiàn)高角度俯拍、平拍以及低角度仰拍，拍攝出的畫面比較多樣，畫面變化性較強(qiáng)。不需要預(yù)先安裝絎架，不需要與燈光緊密配合，施工難度低，對(duì)演播室層高要求不高。

地面安裝軌道機(jī)器人的缺點(diǎn)：地面軌道會(huì)把演播室地面分成幾部分，破壞演播室地面的完整性，不能實(shí)現(xiàn)過肩鏡頭等特殊拍攝方式，不同景區(qū)和不同主持人之間的互動(dòng)效果一般。機(jī)器人的行走受到軌道的限制，不能行走到演播室的任意位置且造價(jià)偏高。

地面安裝軌道機(jī)器人適用于新建的演播室和改造演播室，只要地面有部署軌道的空間，即可安裝軌道機(jī)器人。需150平米以上的演播室，如演播室面積太小，部署軌道難度較大，軌道太短，無法拍出軌道機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)畫面效果。

2.3 自走機(jī)器人

自走機(jī)器人是可在演播室地面任意自動(dòng)移動(dòng)的機(jī)器人。拍攝位置更靈活，實(shí)現(xiàn)行走、升降、俯仰、水平、聚焦和變焦等自動(dòng)移動(dòng)拍攝，把傳統(tǒng)的固定畫面拍攝變成動(dòng)態(tài)畫面拍攝，使畫面更加豐富多彩。

自走機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)：自走機(jī)器人不受演播室場(chǎng)地的限制，可以自動(dòng)移動(dòng)到演播室地面的任意位置，拍攝位置更靈活，可實(shí)現(xiàn)高角度俯拍、平拍及低角度仰拍，拍攝出的畫面多樣，畫面變化性較強(qiáng)。對(duì)演播室層高要求不高，不破壞演播室地面的完整性，不受演播室面積限制，施工難度低，是現(xiàn)有演播室改造的最好選擇。自走機(jī)器人造價(jià)中等，低于軌道機(jī)器人。

自走機(jī)器人的缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)過肩鏡頭等特殊拍攝方式，不同景區(qū)和不同主持人之間的互動(dòng)效果一般，要求演播室地面平整且硬度高。

自走機(jī)器人適用于新建演播室和改造演播室。只要地面有空間，即可安裝自走機(jī)器人。演播室地面要求硬膠地面、水泥地或大理石等高硬度地面。

2.4 固定機(jī)位可升降攝像機(jī)器人

固定機(jī)位可升降攝像機(jī)器人，可以實(shí)現(xiàn)升降、俯仰、水平、聚焦和變焦等自動(dòng)拍攝，但不能在演播室地面自動(dòng)行走，行走需要手動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

固定機(jī)位可升降機(jī)器人優(yōu)點(diǎn)：固定機(jī)位可升降機(jī)器人不受演播室場(chǎng)地的限制，可以手動(dòng)移動(dòng)到演播室地面的任意位置，拍攝位置更靈活，主要用于新聞演播室平拍、仰拍，施工難度低。對(duì)演播室層高要求不高，不破壞演播室地面的完整性，不受演播室面積的限制，對(duì)演播室地面硬度要求不高，是現(xiàn)有演播室改造的較好選擇。固定機(jī)位可升降機(jī)器人造價(jià)低，價(jià)位遠(yuǎn)低于軌道機(jī)器人和自走機(jī)器人。

固定機(jī)位可升降機(jī)器人的缺點(diǎn)：不能實(shí)現(xiàn)過肩鏡頭等特殊拍攝方式，不同景區(qū)和不同主持人之間的互動(dòng)效果一般，不如吊裝軌道機(jī)器人和自走機(jī)器人，不能自動(dòng)行走，在演播室地面的移動(dòng)，需要手動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

固定機(jī)位可升降機(jī)器人適用于全新的演播室?，F(xiàn)有演播室改造，只要地面有空間，即可安裝固定機(jī)位可升降機(jī)器人，空間占用與普通三腳架占用的空間相同。如果演播室部署機(jī)位的拍攝池較小，固定機(jī)位可升降的機(jī)器人是最好的選擇。

2.5 固定機(jī)位機(jī)器人

固定機(jī)位機(jī)器人是將機(jī)器人云臺(tái)安裝于重型三腳架上，此類攝像機(jī)器人，可以實(shí)現(xiàn)俯仰、水平、聚焦和變焦等自動(dòng)拍攝，但不能在演播室地面自動(dòng)行走和自動(dòng)升降，行走和升降需要手動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

固定機(jī)位機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)：固定機(jī)位機(jī)器人不受演播室場(chǎng)地的限制，可以手動(dòng)移動(dòng)到演播室地面的任意位置，拍攝位置更靈活，主要用于新聞演播室平拍、仰拍，施工難度低。對(duì)演播室層高要求不高，不破壞演播室地面的完整性，不受演播室面積的限制，對(duì)演播室地面硬度要求不高。造價(jià)最低，遠(yuǎn)低于軌道機(jī)器人和自走機(jī)器人，是現(xiàn)有演播室改造的最經(jīng)濟(jì)的解決方案。

固定機(jī)位機(jī)器人的缺點(diǎn)：不能自動(dòng)行走和升降，移動(dòng)和升降需要手動(dòng)實(shí)現(xiàn)，不能實(shí)現(xiàn)過肩鏡頭等特殊拍攝方式，不同景區(qū)和不同主持人之間的互動(dòng)效果一般。

固定機(jī)位機(jī)器人適用于全新的演播室和現(xiàn)有演播室改造。只要地面有空間，即可安裝固定機(jī)位機(jī)器人，空間占用與普通三腳架占用的空間相同。如果演播室部署機(jī)位的拍攝池較小，而且預(yù)算很低，這種固定機(jī)位的機(jī)器人是最好的選擇。

2.6 機(jī)器人搖臂

機(jī)器人搖臂是綜合機(jī)器人和搖臂的一種新產(chǎn)品，地面安裝，可以實(shí)現(xiàn)俯仰、水平、聚焦、變焦和臂體水平俯仰等自動(dòng)拍攝。通過臂體的移動(dòng)擴(kuò)大拍攝范圍，但不能在演播室地面自動(dòng)行走，行走需要手動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

機(jī)器人搖臂的優(yōu)點(diǎn)：通過臂體的俯仰水平運(yùn)動(dòng)，可以有限地?cái)U(kuò)大拍攝范圍和角度。主要用于新聞演播室平拍、小角度仰拍，不需要預(yù)先安裝絎架，不需要與燈光緊密配合，施工難度低。對(duì)演播室層高要求不高，而且不會(huì)破壞演播室地面的完整性，不受演播室面積的限制，對(duì)演播室地面硬度要求不高，造價(jià)較低，沒有行走功能，造價(jià)低于軌道機(jī)器人和自走機(jī)器人。

機(jī)器人搖臂的缺點(diǎn)：由于臂體承重的原因，搖臂機(jī)器人的臂體不能太長(zhǎng)，通常在2米到3米，不能在演播室地面自動(dòng)行走，移動(dòng)需要手動(dòng)實(shí)現(xiàn)，不能實(shí)現(xiàn)過肩鏡頭等特殊拍攝方式，不同景區(qū)、不同主持人之間的互動(dòng)效果一般。由于臂體負(fù)重的原因，搖臂機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)拍攝非常緩慢，拍攝的動(dòng)態(tài)效果較差，需要考慮與其他固定機(jī)位的配合。

機(jī)器人搖臂的適用環(huán)境：全新的演播室，現(xiàn)有演播室改造，沒有其他搖臂，其他拍攝機(jī)位部署距離較大的演播室。

3 新聞演播室對(duì)攝像機(jī)器人的要求

新聞演播室的安全級(jí)別非常高，演播室機(jī)位較少，每個(gè)機(jī)位都非常重要，因此對(duì)新聞?lì)愌莶ナ覕z像機(jī)器人的要求很高，要同時(shí)兼顧行規(guī)拍攝和效果拍攝，需具備高精準(zhǔn)度、高重復(fù)率、高穩(wěn)定性、高安全性、可擴(kuò)展性和全手動(dòng)拍攝等關(guān)鍵特性。

3.1 新聞演播室攝像機(jī)器人的高精準(zhǔn)度

新聞演播室對(duì)每個(gè)畫面都有嚴(yán)格的規(guī)定，要求機(jī)器人有非常高的精準(zhǔn)度，按照預(yù)設(shè)的拍攝軌跡拍出高質(zhì)量的畫面，以滿足新聞演播室的拍攝要求。如精準(zhǔn)度低，拍出的畫面不符合要求，在直播時(shí)會(huì)導(dǎo)致播出事故，錄播時(shí)也需要重新拍攝，會(huì)加大工作強(qiáng)度并增加額外工作時(shí)間。

3.2 新聞演播室攝像機(jī)器人的高重復(fù)率

新聞演播室在日常拍攝過程中，開場(chǎng)、結(jié)束以及節(jié)目中間的全景、中近景、特寫拍攝和拍攝軌跡相對(duì)固定，這要求機(jī)器人有非常高的重復(fù)率，每天嚴(yán)格按照預(yù)設(shè)的拍攝軌跡拍出高質(zhì)量的畫面。在高重復(fù)率的拍攝過程中，要求反復(fù)、重復(fù)拍攝后的精準(zhǔn)度，避免頻繁校準(zhǔn)。

3.3 新聞演播室攝像機(jī)器人的高穩(wěn)定性

新聞演播室的安全級(jí)別非常高，因此要求機(jī)器人長(zhǎng)期穩(wěn)定精準(zhǔn)工作，從開場(chǎng)到結(jié)束的整個(gè)拍攝過程中，所拍攝的畫面必須穩(wěn)定，無論全景、中近景、特寫、運(yùn)動(dòng)拍攝和固定拍攝，畫面都必須穩(wěn)定，不晃動(dòng)，這樣拍出的畫面才是符合新聞演播室要求的合格畫面。機(jī)器人機(jī)位是新聞演播室最重要的拍攝機(jī)位和效果機(jī)位，需要長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，因此，必須選用穩(wěn)定性高和低故障率的產(chǎn)品。

3.4 新聞演播室攝像機(jī)器人的可擴(kuò)展性

考慮到新聞演播室的升級(jí)和擴(kuò)展，機(jī)器人控制系統(tǒng)應(yīng)有冗余，需具備同時(shí)控制多套機(jī)器人的并發(fā)控制功能，實(shí)現(xiàn)多機(jī)位聯(lián)動(dòng)，而不是簡(jiǎn)單串行控制功能。新聞演播室每個(gè)機(jī)位都很重要，當(dāng)一套機(jī)器人在移動(dòng)拍攝的過程中，其他機(jī)器人機(jī)位也需要同時(shí)按照預(yù)設(shè)的軌跡走位，運(yùn)行至預(yù)置的拍攝位置和拍攝角度，提供高質(zhì)量的鏡頭畫面用于備拍。如果控制系統(tǒng)對(duì)多機(jī)器人的控制是串行的，則需要多套控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)機(jī)器人的同時(shí)控制。

3.5 新聞演播室攝像機(jī)器人的手動(dòng)模式

對(duì)于新聞機(jī)器人，全手動(dòng)模式是非常重要的功能，這種全手動(dòng)模式不是只通過控制面板的手動(dòng)操作，而是指在機(jī)器人本地，通過雙手柄和伺服手動(dòng)操作機(jī)器人的方式，將機(jī)器人機(jī)位切換至真正的傳統(tǒng)手動(dòng)拍攝機(jī)位。

越來越多的新聞演播室增加了虛擬前景植入功能，這也是提高節(jié)目畫面質(zhì)量和豐富節(jié)目?jī)?nèi)容的有效方式，因此，在新聞演播室攝像機(jī)器人選型時(shí)，要充分考慮虛擬植入的功能，并能兼容國內(nèi)外主流虛擬軟件廠商的虛擬植入引擎。

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

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2096-0751（2017）07-0014-04

沈利俊 內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái) 高級(jí)工程師

郭 立 內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái) 三級(jí)舞美設(shè)計(jì)師

審稿人：杜中 內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái) 正高級(jí)工程師