陳永剛

（江蘇省廣播電視總臺(tái)技術(shù)運(yùn)維部，江蘇 南京 210008）

2021年10月22日，江蘇衛(wèi)視國(guó)產(chǎn)原創(chuàng)動(dòng)漫形象舞臺(tái)競(jìng)演節(jié)目《2060》開(kāi)播，“通過(guò)技術(shù)與內(nèi)容的融合，為一眾原創(chuàng)動(dòng)漫IP提供展現(xiàn)的綜藝舞臺(tái)”[1]。《2060》邀請(qǐng)26組中國(guó)動(dòng)漫優(yōu)秀的原創(chuàng)設(shè)計(jì)者，采用虛擬技術(shù)引入虛擬生命（V-life）入駐虛擬空間“星環(huán)城”，這些虛擬生命、虛擬場(chǎng)景等虛擬元素被展示于真實(shí)的舞臺(tái)空間，與演員、嘉賓、主持人同臺(tái)競(jìng)技，而現(xiàn)場(chǎng)觀眾通過(guò)VR眼鏡沉浸于一種擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）的演出氛圍之中?！跋啾冗^(guò)去的電視節(jié)目，《2060》最大的亮點(diǎn)之一，就是利用高新技術(shù)給觀眾帶來(lái)沉浸式的新奇體驗(yàn)”[2]。

整季節(jié)目共分五個(gè)階段，分別在虛擬空間“星環(huán)城”的5個(gè)虛擬場(chǎng)景中制作完成，分12集播出。筆者承擔(dān)了節(jié)目制作中真實(shí)場(chǎng)景和虛擬場(chǎng)景下的燈光設(shè)計(jì)與制作，經(jīng)歷了一次與往常不一樣的嘗試和挑戰(zhàn)?；诖耍P者闡述主舞臺(tái)、第二現(xiàn)場(chǎng)、BUFF房實(shí)體空間的燈光設(shè)計(jì)，以及采用虛幻引擎（Unreal Engine）設(shè)計(jì)5個(gè)虛擬場(chǎng)景下的燈光呈現(xiàn)，重點(diǎn)分析虛擬制作中的難點(diǎn)。

1 《2060》燈光設(shè)計(jì)思路及制作流程

套用總導(dǎo)演唐焱的話：“它代表著我們對(duì)未來(lái)的向往以及對(duì)未知的探索。”所以《2060》的創(chuàng)作注定是一次艱難的挑戰(zhàn)，也是一次充滿激情的創(chuàng)新。這是一檔構(gòu)架于距現(xiàn)在40年后的表演舞臺(tái)，但它又依賴于現(xiàn)在的技術(shù)支持。

作為一個(gè)以XR技術(shù)為內(nèi)核的節(jié)目，虛擬角色不但生活在“未來(lái)城”這個(gè)虛擬空間，還會(huì)“來(lái)到”節(jié)目演播現(xiàn)場(chǎng)?！八睍?huì)和演播室的嘉賓同臺(tái)演出、互動(dòng)，而節(jié)目嘉賓也需要“穿越”到星環(huán)城，或單獨(dú)表演或與“她們”同臺(tái)演出。

《2060》的燈光呈現(xiàn)是一個(gè)以虛實(shí)同步為目標(biāo)的工作，所有的目標(biāo)都是基于現(xiàn)場(chǎng)直播的效果，節(jié)目的制作流程見(jiàn)圖1。在每個(gè)節(jié)目制作中，V-life角色制作完成后，導(dǎo)入虛擬場(chǎng)景并進(jìn)行內(nèi)容設(shè)計(jì)編程。同時(shí)，對(duì)每個(gè)節(jié)目表演進(jìn)行精準(zhǔn)的燈光設(shè)計(jì)，節(jié)目彩排前完成所有燈光設(shè)定，特別是完成燈光效果重演的關(guān)鍵幀錄制。真實(shí)場(chǎng)景燈光及虛擬場(chǎng)景燈光都設(shè)計(jì)制作完成后，即可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錄制。通過(guò)錄制采集的攝像機(jī)跟蹤數(shù)據(jù)與燈光數(shù)據(jù)置入最優(yōu)場(chǎng)景文件，二次渲染得出最終電視播出畫面。

圖1 節(jié)目制作流程

2 真實(shí)場(chǎng)景的燈光設(shè)計(jì)

《2060》節(jié)目采用虛幻引擎實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)，整個(gè)世界是設(shè)定在虛擬空間“星環(huán)城”，在燈光設(shè)計(jì)上要同時(shí)滿足現(xiàn)場(chǎng)拍攝及XR制作技術(shù)的實(shí)時(shí)互動(dòng)。

《2060》的實(shí)體空間主要由主舞臺(tái)、第二現(xiàn)場(chǎng)、BUFF房等3部分組成。

2.1 主舞臺(tái)的燈光設(shè)計(jì)

主舞臺(tái)是一個(gè)實(shí)體影視綠箱，除了綠箱背景還有實(shí)體的表演圓臺(tái)、觀眾席和嘉賓席，如圖2所示。綠箱長(zhǎng)50 m、寬30 m、高10 m，把整個(gè)人物和舞臺(tái)加觀眾席全部融入進(jìn)去。

圖2 綠箱與實(shí)體舞臺(tái)的混合空間

《2060》的主表演舞臺(tái)是基于摳像技術(shù)，通過(guò)虛幻引擎將真實(shí)世界與虛擬世界融合在一起。這個(gè)空間的燈光設(shè)計(jì)需要解決以下問(wèn)題：大空間綠箱背景照明，演區(qū)、嘉賓席、觀眾席的照明與刻畫，節(jié)目環(huán)節(jié)中的流程效果光。主舞臺(tái)的燈位設(shè)計(jì)如圖3所示。由于空間較大，選用了100臺(tái)400 W LED平板燈，對(duì)整個(gè)舞臺(tái)的綠箱部分實(shí)現(xiàn)全覆蓋的基本照明，使其達(dá)到摳像技術(shù)要求。如此大面積的綠箱空間，燈具選擇上并沒(méi)有直接選用白光LED平板燈，而是選擇具有RGB色彩功能的燈具，在使用過(guò)程中，可以對(duì)綠箱色彩做細(xì)微的修正，保證綠箱背景的色彩一致。

圖3 主舞臺(tái)的燈位圖

由于節(jié)目環(huán)節(jié)設(shè)置的需要，在布光上需要將綠箱與表演舞臺(tái)、嘉賓席、觀眾席分割開(kāi)來(lái)。使用了140臺(tái)1 000 W高顯指切割電腦燈以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)表演舞臺(tái)、嘉賓席、觀眾席的照明與刻畫?？紤]到在大面積綠箱背景下反射的綠光對(duì)人物影響，表演區(qū)照度設(shè)定為700 lx，色溫5 600 K，以減弱背景反射光對(duì)主體人物影響。在此基礎(chǔ)上，使用了30臺(tái)三合一光束燈及60臺(tái)LED搖頭染色燈，對(duì)表演空間進(jìn)行適度的修飾勾勒，以滿足節(jié)目環(huán)節(jié)設(shè)置需求的效果光。

2.2 第二現(xiàn)場(chǎng)

第二現(xiàn)場(chǎng)是動(dòng)漫原創(chuàng)設(shè)計(jì)者集結(jié)區(qū)，屬于節(jié)目的真人秀空間，在燈光設(shè)計(jì)上注重空間環(huán)境塑造。在空間塑造上力求還原背景的金屬質(zhì)感，使用LED平板燈與LED搖頭染色燈的組合完成整體渲染和局部刻畫，如圖4所示。但需要注意的是，大量的金屬質(zhì)感材質(zhì)的使用需要更好地控制光照，以消除高反射環(huán)境帶來(lái)的不利因素。

圖4 還原金屬質(zhì)感背景的第二現(xiàn)場(chǎng)

使用LED光源的高顯指切割電腦燈對(duì)人物進(jìn)行精準(zhǔn)布光照明，使人物布光與環(huán)境光效得到較好的平衡?？紤]到第二現(xiàn)場(chǎng)空間相對(duì)緊湊，在布光上將照度適當(dāng)降低，面光照度控制在400 lx，加大攝像機(jī)光圈，增加景深表現(xiàn)。

2.3 BUFF房

節(jié)目還設(shè)置了3個(gè)不同風(fēng)格的BUFF房，主要用于備戰(zhàn)期間動(dòng)漫原創(chuàng)設(shè)計(jì)者準(zhǔn)備節(jié)目?jī)?nèi)容和形式，期間會(huì)有與V-life進(jìn)行交流的環(huán)節(jié)，如圖5所示。

圖5 真人與V-life交流的BUFF房

在燈光布置上，以影視場(chǎng)景的布光思路進(jìn)行處理，使用100 W LED平板柔光燈，色溫可調(diào)。此處重點(diǎn)是要協(xié)調(diào)好真實(shí)空間與V-life同框共存的問(wèn)題，在現(xiàn)場(chǎng)，V-life形象是以大屏的形式呈現(xiàn)的。需要處理好現(xiàn)場(chǎng)和屏幕內(nèi)畫面的色調(diào)、亮度，使二者在視覺(jué)上形成“真實(shí)”共存；精確調(diào)整真人秀的燈光照度與色溫，在畫面中將真人與V-life的光比、色調(diào)盡可能調(diào)整協(xié)調(diào)。

3 虛擬場(chǎng)景中的燈光設(shè)計(jì)

《2060》的時(shí)空背景建立在一個(gè)虛構(gòu)的平行于現(xiàn)實(shí)世界的虛擬空間——星環(huán)城，這里生活著數(shù)以萬(wàn)計(jì)的虛擬生命。

整季《2060》節(jié)目分五個(gè)階段，分別在星環(huán)城的五個(gè)虛擬表演空間完成，即卡崗圖雅小劇場(chǎng)、水滴蒼穹、長(zhǎng)安未央城、長(zhǎng)安智慧城、赫爾辛根默斯肯天空競(jìng)技場(chǎng)。在PIXOTOPE(基于虛幻引擎的演播室版本)中，通過(guò)摳像技術(shù)，將演播現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)場(chǎng)景與虛擬場(chǎng)景實(shí)時(shí)融合在一起。

虛擬場(chǎng)景制作中首次應(yīng)用虛幻引擎的DMX燈光插件進(jìn)行燈光設(shè)計(jì)，DMX插件中將DMX類燈具分為6種類型：Static（固定位置燈具）、Matrix/PIixel Bar（矩陣燈或像素條）、Moving Head（搖頭類燈具）、Moving Mirror（鏡面移動(dòng)類燈具）、Strobe（頻閃類燈具）、Other（其他特殊燈具）。在分類上完全與真實(shí)的專業(yè)舞臺(tái)燈具匹配，可以依照現(xiàn)實(shí)中的經(jīng)驗(yàn)去使用這些燈具來(lái)設(shè)計(jì)虛擬場(chǎng)景中的燈光效果。

3.1 卡崗圖雅小劇場(chǎng)

《2060》前三期的場(chǎng)景卡崗圖雅小劇場(chǎng)是模擬海選表演的舞臺(tái)。在這個(gè)場(chǎng)景下的燈光呈現(xiàn)相對(duì)比較簡(jiǎn)潔，如圖6所示，僅使用了少量的燈具完成這一階段的表演。在燈位設(shè)計(jì)上，使用5臺(tái)搖頭spot完成正面照明造型需求，在背景上設(shè)計(jì)了5×11的矩陣燈墻、7臺(tái)搖頭spot燈作為逆光造型使用。在軟件設(shè)置中，將燈具的模型設(shè)置為隱藏，力圖畫面更為干凈。在節(jié)目表演的燈光效果上比較克制，使其舞臺(tái)風(fēng)格更符合海選階段樣式。

圖6 卡崗圖雅小劇場(chǎng)虛擬場(chǎng)景

虛幻引擎中可以通過(guò)設(shè)定燈具的亮度（照度）、投射距離、色溫、陰影強(qiáng)度等參數(shù)模擬燈光的效果，為燈光設(shè)計(jì)帶來(lái)很多便利。如可以設(shè)定將某些物體排除在燈光照射影響之外，根據(jù)使用需要任意放大或縮小燈光的大小體積。這樣原本在現(xiàn)實(shí)世界中需要大量燈具去完成的環(huán)境照明、染色等，在虛幻引擎中可能只需要一臺(tái)或兩臺(tái)點(diǎn)光源就可以滿足整體空間的照明任務(wù)。在現(xiàn)實(shí)的工作中，往往受限于設(shè)備的特性；在這里對(duì)燈具的應(yīng)用將更為自由，突破實(shí)體燈具設(shè)備性能的限制。

3.2 水滴蒼穹

水滴蒼穹是模擬一個(gè)體育館的場(chǎng)景效果，其燈光設(shè)計(jì)整體風(fēng)格偏向場(chǎng)館類表演燈光布置。在燈光設(shè)計(jì)上，依附體育館的造型、觀眾席弧線結(jié)構(gòu)分布，分4個(gè)層次，相對(duì)工整，主要進(jìn)行空間環(huán)境渲染；燈具選型以染色燈、光束圖案燈和頻閃燈為主。在《美羊羊與喜羊羊》節(jié)目表演中，通過(guò)藍(lán)圖設(shè)置，將場(chǎng)館上空布置滿可供DMX信號(hào)控制的六邊形霓虹燈，勾勒出水滴蒼穹的效果，如圖7所示。

圖7 水滴蒼穹虛擬場(chǎng)景

以上效果的實(shí)現(xiàn)就是由虛幻引擎DMX燈光插件功能完成的，其可以將場(chǎng)景中任何物體轉(zhuǎn)化成可控的發(fā)光燈具，而不再受限于具體的場(chǎng)地和設(shè)備。

3.3 長(zhǎng)安未央城

長(zhǎng)安未央城虛擬場(chǎng)景是一個(gè)建在水面上的八邊形開(kāi)放場(chǎng)地，如圖8所示。其燈光設(shè)計(jì)除按照?qǐng)鼍爸杏^眾席的走向設(shè)置，還特別設(shè)計(jì)了11根燈光立柱，解決它的立面造型。燈具選擇仍選用光束燈、頻閃燈。

圖8 長(zhǎng)安未央城虛擬場(chǎng)景

3.4 長(zhǎng)安智慧城

長(zhǎng)安智慧城虛擬場(chǎng)景是在一座摩天大樓頂部的天空劇場(chǎng)，它是一個(gè)狹長(zhǎng)如一顆尖刺般的通道式舞臺(tái)，如圖9所示。

圖9 長(zhǎng)安智慧城虛擬場(chǎng)景

其虛擬燈光設(shè)計(jì)主要考慮縱深效果，在舞臺(tái)立面設(shè)計(jì)了一個(gè)背景燈墻，同時(shí)兩側(cè)設(shè)計(jì)了光束燈的陣列，在打開(kāi)時(shí)宛如蝴蝶的翅膀，解決了橫屏畫面的構(gòu)圖問(wèn)題，拓展了場(chǎng)景的空間。由于后部地面是透明材質(zhì)，又設(shè)計(jì)了縱向長(zhǎng)條矩陣燈，可以實(shí)現(xiàn)類似音量柱效果。

3.5 赫爾辛根默斯肯天空競(jìng)技場(chǎng)

赫爾辛根默斯肯天空競(jìng)技場(chǎng)虛擬場(chǎng)景是宛如超級(jí)航空巨艦般的一座移動(dòng)競(jìng)技場(chǎng)，長(zhǎng)度達(dá)到了200 m，緩慢地漂浮于星環(huán)城中。

該虛擬場(chǎng)景的燈光設(shè)計(jì)主要考慮競(jìng)技場(chǎng)輪廓線條的勾勒，使用光束燈與頻閃燈對(duì)建筑空間進(jìn)行填充，形成飄帶狀的空間效果，如圖10所示。

圖10 赫爾辛根默斯肯天空競(jìng)技場(chǎng)的輪廓線條勾勒效果

3.6 V-life表演的虛擬場(chǎng)景

除對(duì)以上虛擬空間的塑造外，還針對(duì)每一個(gè)V-life的舞臺(tái)表演風(fēng)格塑造充滿個(gè)性化的虛擬表演場(chǎng)景。

針對(duì)電視雞《流光飛舞》的表演，根據(jù)角色特性，虛擬場(chǎng)景的設(shè)計(jì)采用了翻書的表現(xiàn)形式，完成場(chǎng)景的快速轉(zhuǎn)換，類似于舞臺(tái)劇中軟式布景的效果；模擬布光效果時(shí)，同樣采用舞臺(tái)劇的處理手法，呈現(xiàn)簡(jiǎn)潔明快的表演場(chǎng)景，如圖11所示。

圖11 電視雞《流光飛舞》的虛擬表演場(chǎng)景

弦與宋雨琦合作表演《邦尼》的虛擬表演場(chǎng)景是一個(gè)拉長(zhǎng)并折疊成U形的國(guó)際象棋棋盤，整個(gè)場(chǎng)景狹長(zhǎng)，如圖12所示。在燈光設(shè)計(jì)上，呈現(xiàn)沿著棋盤兩側(cè)陣列分布頻閃的效果，隨著音樂(lè)節(jié)奏閃動(dòng)，有飛機(jī)跑道燈的感覺(jué)。

圖12 《邦尼》的虛擬表演場(chǎng)景

無(wú)限少女與白舉綱合作表演《墨菲斯》的虛擬場(chǎng)景是一個(gè)末日廢墟。根據(jù)整個(gè)場(chǎng)景風(fēng)格，以及歌曲節(jié)奏激烈狂躁的搖滾曲風(fēng)，原有長(zhǎng)安智慧城的燈光效果不再適合，其燈光設(shè)計(jì)包括，在樓宇背后的遠(yuǎn)處加了一個(gè)點(diǎn)光，模擬落日；同時(shí)在場(chǎng)景中植入4個(gè)路燈桿，模擬了3×4的頻閃燈矩陣；在破碎的樓宇中植入了大量的點(diǎn)光源，呈現(xiàn)光影動(dòng)態(tài)，如圖13所示。

圖13 《墨菲斯》的虛擬場(chǎng)景

4 虛擬制作中的難點(diǎn)

虛幻引擎是一款游戲開(kāi)發(fā)軟件，在4.0版本首次引入DMX燈光插件。在虛幻引擎中，DMX燈具在分類上與真實(shí)的專業(yè)舞臺(tái)燈具完全匹配，理論上可以實(shí)現(xiàn)所有真實(shí)專業(yè)舞臺(tái)燈光的效果。同時(shí)，燈具的種類、燈具的通道屬性都可以拓展，如圖14所示。在虛幻引擎中，可以自由添加由DMX類燈具組成的各種Component（組件），每個(gè)Component可以分別設(shè)置自己獨(dú)特的功能，如Color_Component可以控制混色，Gobo_Component可以控制圖案變化。燈光師根據(jù)需要添加組件，并分別控制，實(shí)現(xiàn)特定的燈光效果。它與其他燈光設(shè)計(jì)模擬軟件有相似之處又不盡相同。采用其他專業(yè)的燈光模擬軟件的確也可以模擬出相對(duì)逼真的燈光演示效果，但虛幻引擎提供的便捷交互性是其他燈光軟件所無(wú)法比擬的。特別是PIXOTOPE(基于虛幻引擎的演播室版本)可以支持演播室直播交互的功能，使得演播現(xiàn)場(chǎng)和虛擬世界實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互。

圖14 燈具種類、燈具通道的設(shè)置

在實(shí)際的項(xiàng)目制作中，不僅僅可以用來(lái)控制舞臺(tái)燈具，也可以按照接收的數(shù)延伸控制其他燈類；通過(guò)軟件內(nèi)的藍(lán)圖設(shè)計(jì)，可以控制例如模型某個(gè)局部亮暗、位置等，將一些模型實(shí)體轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)者需要的發(fā)光元素或其他特效。軟件的開(kāi)放性為設(shè)計(jì)者的實(shí)際制作提升了效率，可實(shí)現(xiàn)更多的創(chuàng)意。

在實(shí)際使用中也遇到一些困惑，作為一名從業(yè)多年的燈光設(shè)計(jì)師，對(duì)于現(xiàn)實(shí)中各種燈具會(huì)呈現(xiàn)什么效果，基本會(huì)有一定的判斷。如對(duì)人物造型，投射什么樣的光，設(shè)定什么樣的數(shù)值。但在為虛擬角色做燈光設(shè)計(jì)時(shí)還是遇到了新的問(wèn)題。受制軟件算法的影響，V-life角色材質(zhì)特性對(duì)燈光反射的影響，不能完全依照實(shí)體設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)角色的皮膚、毛發(fā)、服飾等材料不同，它的反射率不盡相同。造成這個(gè)問(wèn)題的根本原因在于，參與競(jìng)演的V-life來(lái)自不同的制作公司，在建模及材質(zhì)設(shè)定上標(biāo)準(zhǔn)不一。用傳統(tǒng)的方式來(lái)處理往往結(jié)果不盡人意，最后采取了局部補(bǔ)光的方式解決了這個(gè)問(wèn)題。

如前面提到，《2060》的燈光呈現(xiàn)是一個(gè)以虛實(shí)同步為目標(biāo)的工作，所有的目標(biāo)都是基于現(xiàn)場(chǎng)直播的效果。當(dāng)一個(gè)節(jié)目的角色制作完成后，導(dǎo)入節(jié)目場(chǎng)景中，就開(kāi)始了一個(gè)節(jié)目的燈光設(shè)計(jì)，包括對(duì)特定場(chǎng)景的燈位設(shè)計(jì)、效果編程。對(duì)照節(jié)目的創(chuàng)意呈現(xiàn)，完成了基于時(shí)間碼的燈光效果程序編寫，對(duì)每個(gè)節(jié)目表演進(jìn)行精準(zhǔn)的燈光設(shè)計(jì)。但是由于場(chǎng)景的復(fù)雜程度以及光效對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)算資源的需求過(guò)高，在實(shí)際節(jié)目錄制中，場(chǎng)景運(yùn)算的幀率仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到演播系統(tǒng)的要求。為了保證現(xiàn)場(chǎng)錄制的安全性，在正式演播廳錄制時(shí)會(huì)刪減掉一些內(nèi)容來(lái)保證畫面幀率，然后用后期渲染的完整版本交由播出使用。因此在節(jié)目彩排前，通過(guò)虛幻引擎的關(guān)鍵幀錄制技術(shù)完成燈光效果的錄制。它的原理就是記錄在整個(gè)表演過(guò)程中DMX512各通道的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變化，在二次渲染過(guò)程中，運(yùn)行完整的工程文件來(lái)完成最終效果。事實(shí)上場(chǎng)景的鏡頭變化也是利用相似的技術(shù)來(lái)完成。

5 結(jié)語(yǔ)

以上簡(jiǎn)單闡述了《2060》的節(jié)目的燈光設(shè)計(jì)及制作過(guò)程，受限于個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和能力，最終結(jié)果未必盡善盡美，但這是一次非常有意思的嘗試。也許從旁觀者的角度來(lái)看，它僅僅是一個(gè)虛擬摳像棚的制作和燈光模擬軟件的使用。但能創(chuàng)新地將二者實(shí)時(shí)融合在一起，這也是巨大的技術(shù)突破。

挑戰(zhàn)與創(chuàng)新是每一位耕耘在節(jié)目制作一線的從業(yè)者不斷需要面對(duì)的。“元宇宙”撲面而來(lái)，從業(yè)者必將在今后的工作中面臨更多更高的挑戰(zhàn)，突破常規(guī)，以更新的技術(shù)為受眾帶來(lái)更新更好的體驗(yàn)。