在演播室节目制作中经常会运用色键对画面进行色键合成。所谓色键合成即是通过一个遮罩信号（Matte，Mask），将前景（Foreground）画面中的蓝色去除后与一个背景(Background)画面合成为一个画面的处理。在南方电视台开放式新闻虚拟演播室节目制作中，除在每天的三档新闻直播和部分包装节目（主持人串词）中采用了色键合成外，更利用色键合成来录制每周五集的两档“肥皂”剧及一些几个人的智力竞赛等前景较复杂的节目。随着蓝屏技术在国内的兴起及广泛采用，如何提高影响这类节目技术质量和视觉“可信度”的最重要环节—色键合成问题摆在了我们面前。
一. 色键合成遇到的问题
在色键合成（特别是前景画面复杂）的处理时，我们常会遇到以下棘手的技术问题：1.由于前景物体增多，灯光难以同时对所有的前景物体均匀打光，如果色键器对暗部处理不佳，容易出现“抠”不干净或“抠穿”（Print through）；2.边缘细节处理难度大，如前景人物发型较碎或蓬松时头发边缘容易有锯齿，与背景的合成不自然；3.前后景的图像处理缺乏交互，缺乏真实世界的自然效果。例如，在虚拟演播室合成画面中背景过于清晰，缺乏景深；前景颜色、灯光与背景颜色、灯光不匹配等；4.由于蓝箱有侧面及地板，蓝光容易反射到前景物体，造成蓝光溢出（Blue spill），在主持人脸上容易有不自然的蓝光。虽然可以通过在建造蓝箱时加大侧面与背面夹角的方法，减少侧面反光，但地板造成的蓝光溢出很难避免。
早期的硬件色键都是内置于切换台，作为切换台的一个附属功能而存在。但由于最初在演播室运用色键合成制作的节目大多为主持人站在一块蓝布或蓝板前，构图多为中近景，主持人不需要移动，单机拍摄，没有其它的前景物体，合成仅要求把背景的蓝色去干净，所以对合成技术的要求也相对简单，只要蓝背景上打上均匀的灯光，通过调整色键仅有的几个参数：色度（Chroma）、切割电平（Clip）、增益（Gain）、不透明度（Opacity）基本上可以得到较好的合成效果。随着节目制作形式和要求从简单到复杂，特别是虚拟演播室所采用的蓝屏技术的发展，蓝背景不再是一幅蓝布或一块蓝板，而是一个有侧面和地板的蓝箱，主持人要在蓝箱内走动，多机位拍摄，构图中有大量全景，前景中的人物增多同时也放置了大量的道具。画面合成要求也不仅限于将蓝背景的蓝色去掉，还要求合成的效果要真实，前景和背景的合成要自然。为了获取高真实度的色键合成效果，给观众以真实的空间纵深感，原来附属于切换台的色键已不能满足制作的需要，取而代之的是功能强大且独立于切换台的外置色键器。
二. 色键器的选择
我们第一个虚拟演播室采用的是业内某知名厂家的切换台。该切换台带有内置色键，并选购了专门的色键增强处理板卡。结果发现仍不能很好地解决上述的这些问题。为此，在我台建立第二套虚拟演播室时，对色键器进行了认真的比较和测试。最终选择了Ultimatte公司的产品—Ultimatte9。Ultimatte9为该公司的高端产品，集成了目前顶尖的色键技术。它突出的技术特点首先是采用4:4:4:4的内部前景和遮挡信号处理；其次是采用了比切换台更先进的算法，采用全叠加算法，前景与后景独立处理后再进行叠加，同时其遮罩信号是从前景的RGB三个通道中分别算出，因此可以合成烟、反光、虚焦、透明物体，可以保留前景中的蓝色阴影，可以保留尽可能多的细节使前景物体边缘不会出现锯齿；再就是其所配置的丰富的调整参数功能。似乎这种新型算法的色键器是为虚拟演播室而设计。作为当今广泛使用于各大电视台的高级色键器Ultimatte9，如何发挥其强大的功能来解决我们在节目中遇到的问题呢?经过一段时间的摸索和实践，发现了Ultimatte9有不少非常实用的功能，只要调整得当，就能大大改善合成效果。以下是我台在色键合成应用中的一些尝试。
1.对合成画面前景边缘及暗部的处理
前景物体在合成画面中的外边是影响合成“可信度”的最主要因素。这是由于颜色散射所产生的黑边或失去了细节的边缘会使画面遭受破坏，而产生“贴纸”的合成效果，造成整个合成画面缺乏“可信度”。现在不少摄像机为了增加图像的“锐度”，对画面的边缘进行了强化，增强了前景的边缘细节，但同时也带来了另一个问题：在一个高反差的画面时，前景物体的边缘可能会出现一条色边。色边在摄像机画面中可能不明显，但在合成画面，特别是前后景反差大的合成画面中会很明显。使用目前切换台的色键合成时，只能通过降低摄像机的细节或通过色键柔化边缘来解决，但在消去这条边的同时也减少了画面的细节。在使用Ultimatte9时，则可做到既保留了画面的锐度，又保留了边缘的细节。具体做法：先对其遮罩密度（Matte Density）、黑亮（Black Gloss）这两个参数进行调节，在去掉蓝底的同时，尽可能使边缘保留最多的细节。再利用高级边技术（AdvantEage）菜单下的外边和内边参数调整色边大小，配合遮罩尺寸（Matte Sizing）菜单下的垂直位置和水平位置参数缩小水平垂直遮罩尺寸。反复调整，就可把色边完全消去。另外，当前景物体明暗不均时，为防“抠穿”可对遮罩密度和黑亮这两个参数进行调整。从图1中我们可以看到，虽然主持人保持了在色键合成中极难处理的发型，但通过上述调整，获得了相当不错的合成效果。图2中小熊使用切换台合成的，有明显的蓝边，图3为用Ultimatte合成，蓝边可以完全消去。
2. 模拟背景景深变化
前景与背景景深的匹配是使合成显得真实的另一个主要因素。在虚拟演播室进行节目制作时，与实景拍摄一样摄像机镜头都会有推拉运动。在实景拍摄中，我们可根据需要，采用自动光圈或控制距离及手动光圈获得所需的景深和其变化。在虚拟演播室如果这种镜头的运动，不对虚拟背景景深产生影响，即不论是推近景或拉远景，虚拟背景都是同样的清晰，缺乏镜头运动所带来的背景虚实的变化，就会造成不真实的感觉。以前的解决方法，只能够在前期根据每个镜头预制与之相应景深的背景。这样一来，不仅使节目制作缺乏灵活性，更增加了节目制作的复杂性，并且还不可能获得镜头运动时的景深变化过程。Ultimatte9带有一个模拟背景景深变化的功能—背景散焦（Background Defocus），其原理是在摄像机的镜头推拉时，Matte信号尺寸发生变化，通过计算这种变化，自动进行相应的背景模糊处理。具体做法是打开背景散焦菜单（Background Defocus Menu），将Defocus Enable开关打开，设置参数Set min、Set max，确定焦点变化范围，并且可以设定变化的速率。当镜头推近时背景就会虚焦，拉出时背景实焦。图4和图5分别为全景镜头和特写镜头，从图中可见全景镜头时前后景清晰，特写镜头时前景不变背景变得模糊。
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图4 全景，背景是清晰的 |
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