استودیوی مجازی یا Virtual Studio یک استودیو تلویزیونی است که امکان ترکیب تصاویر افراد و یا دیگر اشیای حقیقی درون استودیو را با محیط مجازی ساخته شده توسط کامپیوتر به صورت بلادرنگ فراهم می آورد. در این گونه برنامه ها از مجری و یا دیگر اشیای حقیقی عمدتاً در یک استویوی یک دست پرده آبی یا سبز تصویربرداری می شود. نکته کلیدی استودیوی مجازی در مقایسه با برنامه های کروماکی سنتی تلویزیونی امکان حرکت دوربین واقعی است. این در حالی است که متناظر آن دوربین مجازی در فضای مجازی حرکت کرده و نمای سه بعدی مناسب در خروجی رندر می شود. استودیوهای مجازی که امروزه خیلی از برنامه های تلوزیونی با این فناوری ساخته می شوند، حاصل استفاده از فناوری اطلاعات و توان پردازشی رایانه ها برای شبیه سازی یک استودیو تلوزیونی که هم هزینه های زمانی و مالی و نیروی انسانی کمتری برای ساخت نیاز دارد و هم می تواند برای علاقه مندان به ساخت برنامه های تلوزیونی یک فرصت عالی باشد تا بدون نیاز داشتن به استودیوهای گران قیمت حتی در منزل هم بتوانند یک برنامه جذاب تولید کنند. “استودیوی مجازی” که همان استفاده از پرده آبی و فن آوری کروماکی است برای حذف تصویر پس زمینه و جایگزینی آن با تصاویر دیگر. همان تکنیکی که در گزارش های هواشناسی به کار می رود.

آشنایی کامل با استودیوی مجازی

تأثیرات تکنیکی استودیوی مجازی

در چند سال اخیر، با گسترش سریع صنعت تلویزیون و رشد قارچ گونه انواع شبکه های کابلی، ماهواره ای و … رقابت سنگینی برای جلب مخاطب بین آنها پدیدار شده است. بسیاری از شبکه ها حفظ یا جذب مخاطب را به دلایل مادی مورد نظر قرار می دهند و برای برخی دیگر نیز که اغلب شبکه های دولتی محسوب می شوند؛ جذب مخاطب به نوعی دلیل سیاسی یا فرهنگی و … دارد.

آشنایی کامل با استودیوی مجازی

بدون توجه به نیات مالکین این شبکه ها، آنچه اهمیت دارد تلاش روزافزون آنان برای حفظ موجودیت در دنیای رقابت هاست و به همین منظور هدف اصلی آنها بهبود کیفی و بصری برنامه ها برای جلب یا حفظ بینندگان می باشد و در این راستا جنبه هایی از تکنولوژی مورد نظر قرار می گیرد که بتواند سرعت تولید برنامه را بیشتر کند و زمان تولید را کاهش دهد. تولید تلویزیونی همواره پروسه طولانی مدت و زمانبری بوده است و هرگونه صرفه جویی در زمان ساخت برنامه، سبب کاهش قابل توجه هزینه های تولید می گردد.

هزینه هایی که می توان به آنها هزینه سربار اطلاق نمود. اما ظهور شبکه های جدید تلویزیونی سبب ظهور شرکت های متعدد کوچکی نیز گشته است که تولید برنامه را سفارشی انجام می دهند. خصلت مشترک این شرکت ها بودجه کم و انجام کار به شیوه تخصصی است.

آشنایی کامل با استودیوی مجازی

بازار Broadcast به مدت چندین دهه بازاری اشرافی تلقی می گردید و در آن خرید تجهیزات ارزان قیمت مایه وهن تلقی می شد و همواره برخوردهای تعصب آلودی وجود داشت که ارزانی را معادل کیفیت پائین تلقی می نمود. البته این دیدگاه از یک نظر صحیح نیز بود زیرا به دلیل تعداد کم خریداران بالقوه، تیراژ ساخت تجهیزات زیاد نبود و این امر خود به خود سبب می شد که قیمت ها کاهش پیدا نکنند. اما با افزایش تعداد اینگونه شرکت ها که تعداد خریداران بالقوه را افزایش داد امکان ساخت در تیراژهای بالاتر و در نتیجه ارائه قیمت های پائین تر فراهم شد. با توجه به تعدد این شرکتهای کوچک و حادتر بودن مسئله حفظ حیات برای آن ها در رقابت روزافزون فیمابین، افزایش برنامه های سفارشی و ساخت برنامه به شیوه سری کاری این الزام را در بر داشت که از ابزار ارزان قیمت تر استفاده شود تا کاهش قابل ملاحظه ای در هزینه تولید ممکن گردد. شرکت های سازنده تجهیزات نیز به درستی جهت بازار را دریافتند و تلاش مستمر آنها برای ارائه محصولات کارآتر و ارزانتر تمرکز یافت. به عنوان نمونه می توان به نبرد فرمت های ضبط مغناطیسی اشاره نمود که علیرغم ارائه فرمت های استاندارد برودکست در مدت زمانی فرمت های ارزان قیمت تر مانند DV و مشتقات آن بازار را تسخیر نمود.

علاوه بر مسائل عمدتاً مالی؛ جستجو برای یافتن ابزار خلاقانه جدید به منظور ساخت برنامه های جذاب بصری دغدغه هر روزه برنامه سازان است. ایجاد جلوه های بصری جدید جز با ابزار جدید ممکن نیست. این امر به خوبی در دنیای تجهیزات دیجیتال افکت مشهود است که هر روز تلاش می گردد افکت های جدید تصویری ارائه شود. مخصوصاً در مورد برنامه های خاص تلویزیون، ارائه جذابیت های جدید تصویری اهمیت زیادی داراست. امروزه شبکه هایی وجود دارد که به طور تخصصی به نمایش اینگونه برنامه ها می پردازند و رقابت سنگینی نیز با یکدیگر دارند. جدا از جذابیت های ذاتی برنامه، به دلیل اینکه اغلب بیننده امکان انتخاب یک موضوع یکسان را از چند طریق داراست تنها عامل جذاب تر ساختن برنامه؛ محتوای افزوده شده به آن توسط شبکه می باشد. این محتوا می تواند نمایش بهتر اطلاعات، تأکید و نمایش جنبه های نادیده اطلاعات و… باشد.

آیا می توان به یک تکنولوژی دست یافت که به تنهایی واجد تمام شرایط دلخواه برنامه سازان باشد؟ یعنی با قیمت نسبتاً کم امکان برنامه سازی سریع را فراهم کند و بالاخره ارائه دهنده جلوه های بصری جدید باشد. خوش بینان بسیاری به این پرسش پاسخ مثبت می دهند و تکنولوژی استودیو مجازی را به عنوان راه حل معرفی می کنند.

اما چه تغییری رخ داده است که بروز چنین تکنولوژی را ممکن نموده و علاوه بر ملاحظات تکنیکی سبب اقبال عمومی از آن نیز شده است؟ همواره ارائه یک امکان تکنیکی جدید سبب استقبال از آن نمی گردد. تلفن تصویری دهها سال پیش به بازار ارائه شد اما مورد استقبال قرار نگرفت. به نظر می رسد جدا از ملاحظات مالی که بستر پذیرش چنین تکنیک هایی را فراهم کرد از نظر تکنیکی نیز وقوع این رویداد به دو امر وابسته است. اول اینکه رشد سریع دیجیتالی شدن تجهیزات برودکست سبب شده است تا پلاتفرم های دیجیتال به سیستم های یکپارچه دیجیتال مبدل گردند و بنابراین فضای تکنیکی مناسب برای استفاده از این تجهیزات فراهم شود. هم چنین در چند سال اخیر تکنولوژی اطلاعات و کامپیوتر به میزان وسیعی در صنعت برودکست مورد توجه قرار گرفته است و در نتیجه با کمرنگ شدن مرزهای مابین برودکست و تکنولوژی های نامبرده امکانات گسترده ای در اختیار این صنعت قرار گرفته است و تابوهای قدیمی در مورد تجهیزات برودکست به تدریج رنگ باخته است. بدین شیوه ستون فقرات تکنیکی برای اینگونه تجهیزات فراهم شد.

آشنایی کامل با استودیوی مجازی

روش تولید تلویزیونی جاری

نحوه ساخت برنامه های نمایشی تلویزیون (فیلم؛ سریال؛ نمایش و …) بسیار متنوع است و فیلمبرداری و تصویربرداری ویدئو و حتی انیمیشن را شامل می گردد. این برنامه ها معمولاً به  مضمون متکی هستند و اجرای کار شاید به عنوان روکش مناسب تلقی گردد، اما ساعات کاری اغلب شبکه های عمومی تلویزیونی با برنامه های دیگری پر می شود. این برنامه ها ممکن است که همیشه قادر به جذب مخاطب به میزان برنامه های نمایشی نباشند، اما تعدد و تنوع آنها سبب شده نقش مهمی در پرکردن اوقات فراغت بینندگان داشته باشند. این برنامه ها را می توان چنین برشمرد:

*خبر و برنامه های خبری

*برنامه های دارای ساختار جُنگ و مجله

*مسابقات

*برنامه های ورزشی

*موسیقی

*برنامه های کودک

*برنامه های تبلیغاتی تجاری

*برنامه های انتخاباتی (معرفی کاندیداها؛ اعلام نتایج و…)

ویژگی مشترک اینگونه برنامه ها در این است که نحوه اجرا و تولید آنها شاید به همان نسبت محتوا تأثیر گذار باشد. (تماشای مسابقه فوتبالی که فقط با یک دوربین تصویربرداری شده باشد را تصور کنید) و بنابراین انتخاب قالب مناسب اهمیت زیادی در جذابیت آن دارد.

اگر بخواهیم بحث تولید تلویزیونی را به استودیوها محدود کنیم، تولید این نوع برنامه ها عموماً با دو روش صورت می گیرد. استفاده از روش کروماکی یا استفاده از دکورهای واقعی.

روش کروماکی

در روش کروماکی، بازیگر یا مجری جلوی پرده رنگی (معمولاً آبی) می ایستد و تصویرشان توسط دوربین گرفته می شود اما با استفاده از تکنیک های ویدئو تلاش می گردد که سیگنال ویدئوی ناشی از این نما به دو بخش تقسیم گردد.

تصویربازیگر یا مجری(و سایر المان های ناهمرنگ با پرده) = پیش زمینه یا Foreground

تصویر پرده (و سایر المان های همرنگ آن) = پس زمینه یا Background

با ارسال اطلاعات ناحیه رنگی Background (سیگنال Key) به یک سوئیچر فرمان داده می شود تا در لحظات حضور رنگ معین اقدام به جایگزینی سیگنال ویدئوی دیگری نماید که در مرحله بعدی با سیگنال Foreground مجدداً ترکیب شود. بدین ترتیب اگر تصویر اولیه را به صورتی درنظر بگیریم که یک مجری در جلوی پرده آبی ایستاده است، پس از مراحل پردازش، مشاهده می گردد که پرده آبی حذف گردیده است و به جای آن مثلاً تصویر کوهستان قرار داده شده است به نحوی که به نظر می آید مجری جلوی کوهستان ایستاده است.

مجموعه امکاناتی که سیستم کروماکی نیاز دارد شامل تجهیزات (دوربین؛ Keyer و میکسر) بعلاوه فضایی با امکان نورپردازی و یک پرده آبی  است. اما کار به این سادگی ها هم نیست.

نکاتی که در هنگام کار با کروماکی باید مورد توجه قرار گیرد:

دادن نور یکنواخت به ناحیه پرده آبی

ناحیه آبی باید به طور یکنواخت نور پردازی شود تا امکان تفکیک آن از سایر نواحی میسر گردد. در غیر این صورت تصویر دارای نویز خواهد بود. اغلب نورپردازان زمان زیادی را صرف نوردهی به بازیگر یا مجری و پرده می کنند و محدودیت های زیادی را متحمل می گردند. قابل توجه است که از نواحی با سایه تیره مثل زیر میز نمی توان سیگنال مناسبی برای کروماکی اخذ نمود. در نهایت بروز هرگونه بی دقتی در مرحله نورپردازی سبب ظهور نویز به شکل زی زی بر روی تصویر خواهد شد.

توجه به ابعاد پرده آبی

هرچه مساحت پرده آبی بیشتر باشد؛ بازیگر یا مجری امکان دورتر شدن از آن را می یابد. اگر قرار است مجری ۴ متر در عرض پرده حرکت کند لازم است ابعاد پرده آبی حداقل ۴ متر + ۲۰% اضافی برای Shoot off باشد.

آشنایی کامل با استودیوی مجازی

عدم تقاطع نور Foreground و نور پرده آبی

نورپردازی باید به نحوی انجام شود که این دو نور حداقل تقاطع را با یکدیگر داشته باشند تا بتوان بدون صدمه زدن به یکی از آنها؛ دیگری را به راحتی اصلاح نمود یا تغییر داد. مخصوصاً وقتی نیاز به اجرای نورهای افکتیو بر روی Foreground باشد. (به عنوان نمونه نور رنگی بر روی مجری)

تأخیر کم در مسیر پردازش سیگنال

به دلیل عبور سیگنال تصویر از چند مسیر متفاوت و انجام عملیات پردازش سیگنال طبیعی است که تأخیری بین مسیرهای مختلف پدید آید. اما در هر صورت این تأخیر بایستی به حداقل برسد تا مشکلی از نظر همخوانی تصاویر و هم چنین همزمانی صدا و تصویر پدید نیاید.

توجه به مشکل برگشت رنگ

انعکاس نور تابیده شده به پرده و کف بر روی مجری؛ سبب تغییر Hue تصویر و ایجاد تصویر غیر طبیعی می شود و به این ترتیب رنگ تصویر تغییر می کند (Color Spill) نورپردازی صحیح و توجه به فواصل در رفع این مشکل موثر است.

فقدان امکان استفاده از Focus Pulling

یکی از روش های جلب توجه بیننده به بخش خاصی از تصویر انجام Focus Pulling است به نحوی که ناحیه مورد نظر فوکوس بماند و سایر نواحی اتافوکوس شوند. این امر با استفاده از پدیده عمق میدان صورت می گیرد. اما در تصویر کروماکی شده اگر قصد داشته باشیم که تصویر مجری فوکوس شود و پس زمینه از فوکوس خارج شود ممکن نخواهد بود زیرا تصویر پس زمینه از منبع خارجی تأمین می شود و امکان اتافوکوس نمودن آن به میزانی که متناسب با تغییرات عمق میدان تصویر باشد وجود ندارد.

محدودیت حرکت بازیگر / مجری

نورپردازی درمحیط کروماکی دارای محدودیت است و هم چنین بازیگر یا مجری نیز برای خارج نشدن از محدوده پرده کروماکی محدودیت دارد. علاوه بر این دو، تصویربردار و یا به عبارتی کارگردان نیز دارای محدودیتی است که برخلاف دو مورد اشاره شده قبل به سادگی قابل پوشاندن نیست. یعنی محدودیت حرکت دوربین شامل تمام حرکاتی که قابل تصور است ( Pan, Tilt, Zoom) و حرکات خود دوربین در فضای استودیو. این محدودیت از آن جا ناشی می شود که به دلیل اینکه همیشه پس زمینه تصویری از پیش ساخته شده است (گرافیک یا تصویر ویدئو) انجام تغییرات حرکتی بر روی تصویر Foreground سبب نخواهد شد که بر روی تصویر پس زمینه هم همان تغییرات رخ دهد بنابراین ارتباطی که در لحظه قبل از حرکت دوربین بین این دو تصویر برقرار بوده است از میان خواهد رفت و به اصطلاح کروماکی لو می رود.

آشنایی کامل با استودیوی مجازی

دلیل این امر این است که با اینکه تصاویر پس زمینه و Foreground بر روی یک صفحه مسطح با یکدیگر ترکیب می شوند هیچگونه ارتباطی از نظر مکان با یکدیگر ندارند و بنابراین اگر دوربین Foreground به اندازه یک واحد به چپ حرکت نمود متوقع بود که تصویر پس زمینه نیز تغییر کند. هم چنین هیچگونه مرجع واحد مکانی برای تصاویر وجود ندارد که مثلاً اگر دوربین ۲ متر به جلو حرکت کند انتظار برود که تصویر پس زمینه هم به همان نسبت تغییر وضعیت دهد. در نتیجه حتی اگر قادر باشیم به نوعی ارتباط مکانی بین دو تصویر ایجاد کنیم محاسبه نسبت تغییرات در هر لحظه ممکن نیست. این امر موجب می گردد که در لحظات حرکت دوربین مواجه با برهم خوردن پرسپکتیو صحنه باشیم.

آشنایی کامل با استودیوی مجازی

بسیاری از مسائلی که در ارتباط با کار به شیوه کروماکی مطرح گردید مسائل ذاتی خود این تکنیک است مانند مشکلاتی که در اثر نورپردازی حاصل می گردد اما مورد آخر یعنی محدودیت حرکت دوربین امری است که می تواند جدا از تکنیک مورد بررسی قرار گیرد و حل شود بدین معنا که راه حلی یافت که اولاً قادر باشیم تصویر پس زمینه را به نوعی با تصویر دوربین Foreground مرتبط سازیم که امکان اعمال تغییرات حرکتی بر هر دو وجود داشته باشد. (مطمئناً این امر مستلزم این است که تصویر پس زمینه، تصویری از پیش آماده نباشد و بتواند با تغییرات دوربین تغییر کند به عنوان نمونه منبع آن کامپیوتری باشد که با دریافت اطلاعات ارسالی از دوربین Foreground اقدام به تغییر تصویر کند) و در نتیجه امکان حفظ پرسپکتیو وجود داشته باشد، ثانیاً مشخص است که برای برآورده شدن منظور فوق ضروری است که تمام حرکات مورد نظر دوربین به دقت مونیتور گردد و اطلاعات در مورد میزان و نحوه حرکت آن به صورت پارامترهای دقیق مکانی دوربین (شامل لنز) تبدیل شده و به منبع تولید تصویر پس زمینه اعمال گردد.

ساختار استودیو مجازی

سیستم استودیو مجازی شامل چند دوربین به همراه سیستم های Tracking است که وظیفه دارند اطلاعاتی درباره وضعیت مکانی دوربین استودیو ارائه کنند. درحالی که دوربین حقیقی، سیگنال های ویدئو Foreground را تولید می کند، یک سیستم شبیه ساز تصویری مانند یک سوپر کامپیوتر گرافیکی سیگنال های پس زمینه مرتبط با آن را می سازد.

آشنایی کامل با استودیوی مجازی

سپس سیگنال های پس زمینه و Foreground (اغلب اوقات) با استفاده از سیستم کروماکی ترکیب می شوند و خروجی های مرکب (FG+BG) در اختیار تجهیزات انتهای مسیر مانند میکسر DVE مونیتور و دستگاه ضبط قرار می گیرد.

تکنیک های استودیو مجازی

استفاده از تکنیک کروماکی که در آن از مجری در مقابل یک پرده آبی که در استودیو آویخته شده تصویر برداری می کنند و بعد به جای پس زمینه آبی، از تصاویر ثابت استفاده می کنند نیز معمول است. امروزه بجای یک پرده آبی یا سبز بعنوان پس زمینه ای که بعداً جای آن را تصاویر ثابت می گرفتند، از یک فضای کاملا آبی (یا سبز) که در آن کف و دیوارهای مکان فیلمبرداری نیز آبی است، استفاده می شود و با نصب تجهیزاتی که بتوان با آنها، به منظور تعیین مکان دوربین در دنیای مجازی، حرکات دوربین را ردیابی و کنترل کرد و همچنین استفاده از تجهیزات مناسب نرم افزاری و سخت افزاری برای تهیه گرافیک ها و انیمیشن های سه بعدی با کیفیت عالی که بعنوان پس زمینه و پیش زمینه استفاده می شود و chroma keyer که برای میکس تصاویر استفاده می شود، می توان حیاتی دیگر به آن تصاویر بخشید.

آشنایی کامل با استودیوی مجازی

با حرکت دوربین و دنبال کردن حرکات مجری توسط سیستم ردیابی حرکت دوربین، حرکت دکور مجازی نیز با پرسپکتیو واقعی به طور همزمان با حرکت دوربین صورت می گیرد و با تغییر زاویه دوربین، زاویه دید دکور مجازی نیز تغییر می کند و این حرکات به طور Real Time پردازش می شوند، طوریکه مجری تا حد زیادی می تواند با دکور مجازی تعامل داشته باشد یا جلو و عقب آن قرار بگیرد یا حتی از درون آن حرکت کند و بدین ترتیب آن فضای مجازی تا حد زیادی برای بیننده، واقعی به نظر خواهد رسید. چنین مجموعه ای را استودیوی مجازی (Virtual studio) می نامند. لازم بذکر است که برای ایجاد حالت زنده در حالت سه بعدی لازم است که عملیات Tracking و ترکیب تصاویر به طور Real time رخ دهد و بنابراین نیاز به یک کامپیوتر با پردازش بسیار قوی می باشد. مشخص است که استودیویی برای این منظور باید مجهز به پرده کروماکی، تجهیزات نور مناسب و تجهیزات فنی باشد.

تجهیزات مورد نیاز سیستم استودیو مجازی

۱- سیستم Tracking
۲- سیستم Rendering
۳- سیستم Compositing

تکنیک های مختلف برای ایجاد استودیو مجازی

*ردیابی دوربین

*تولید محیط مجازی به صورت بلادرنگ

*ترکیب ورودی دوربین از استودیوی پرده آبی و محیط مجازی

کاربردها و ویژگی های یک سامانه استودیوی مجازی

*پشتیبانی از حرکت دوربین حقیقی

*قابلیت بازتابی بودن کف استودیو

*ایجاد سایه مجازی برای اشیای حقیقی

*امکان قرار دادن چند بیلبورد در استودیوی مجازی

*قابلیت نمایش لوگو بر روی خروجی سیستم

*پشتیبانی از استودیو های مجازی طراحی شده در نرم افزارهای گرافیکی سه بعدی از قبیل ۳D-Max و Maya

*قابلیت خروجی به صورت دیجیتال SDI و یا آنالوگ

*قابلیت حرکت دوربین مجازی توسط کاربر بصورت آنلاین

*دارابودن نرم افزار کروماکی داخلی

قابلیت های سامانه استودیوی مجازی

*محیط مجازی سه بعدی

*کروماکی

*واقعیت مجازی

*ردیابی

*ورودی و خروجی

*********************************************

«تهیه و تنظیم : وب سایت دانشجوی ایرانی»

«برگرفته شده از : وب سایت شرکت مهندسی بصیر پردازش – وبلاگ قشم دیلی – وبلاگ منوچهر برون»


<-- این مطلب را با دوستان خود به اشتراک بگذارید
Facebook stumbleupon Digg Delicious Email Twitter