虚拟制作（VP）诞生仅数余年，却凭借快速、灵活且高度逼真的特性，以及拍摄素材可即时用于编辑、流媒体传输或直播的优势，在视频制作领域掀起了一场变革。如今，从广播电视、电影行业到教育机构、企业和视听领域，都日益意识到虚拟制作在节省时间和成本、减少碳足迹以及拓展创意空间方面的巨大潜力。
随着技术的飞速演进，虚拟制作变得更加易用、经济实惠，人们对其能力的理解和实践经验也在不断深化。早期为虚拟制作设计的诸多技术已逐渐成熟，这使得视听公司能够提供极具灵活性和性价比的解决方案，以满足各行业对内容日益增长的需求。
虚拟制作的空间与设备考量
打造虚拟制作设施并非一定要好莱坞级别的大型摄影棚。如果拍摄时摄像机无需移动（例如视频播客中嘉宾始终就座），那么一个小型简易工作室便足够。随着虚拟制作经验的积累，人们发现中小型工作室往往能满足大多数制作需求，尤其是在不需要地面布景的中景、近景拍摄中。
但要实现摄像机更自由的移动、广角拍摄和拉远镜头等效果，则需要更大空间。理想的最小尺寸约为6米（宽）×8米（深）×3米（高），小于这个尺寸会限制摄像机的移动范围。其中，天花板高度至关重要。大多数现代商业建筑的天花板高度在2.7-3.5 米之间，2.7 米的天花板会带来诸多挑战：一是LED 虚拟制作单元通常为500×500毫米规格，这意味着 LED墙的最大高度仅能达到 2.5 米；二是 LED 墙的高度决定了摄像机在不拍到墙顶的情况下能拉远的距离；三是灯光无法悬挂在天花板上，只能使用落地支架。因此，3-3.5 米的天花板高度更为理想。
LED 墙是任何虚拟制作工作室的核心。这些LED墙不仅是动态背景，还能作为交互式光源，为演员提供自然的光线反射，同时与实体布景相互配合。LED墙的规模各异，既有大型制作中22×6米的LED墙，也有51米周长、8米高的环形LED墙包裹着24米直径旋转舞台的巨型设施，这些大型LED墙能满足大规模场景的叙事需求。
但并非越大越好，中小型LED墙通常能满足大多数制作需求。在规划时，需考虑实际所需的最大广角镜头，因为稍微扩大拍摄范围，所需的 LED 面板数量就会大幅增加。例如，一个6×3米的LED墙需要72块面板单元，而仅在顶部增加一排500 毫米的面板并在两侧各加一列，就需要额外增加26块面板。
选择像素间距时，有一个经验法则：LED的像素间距（以米为单位）相当于人站在其前方而不会在镜头中看到像素的最近距离（例如 1.9 毫米像素间距对应的最近距离为 1.9 米）。小型企业工作室通常需要像素间距更小（即更昂贵）的 LED墙，一般为1.9毫米或1.5 毫米。若选择较大像素间距，则需要更大的LED 墙，这会消耗更多电力并需要更强大的暖通空调系统。
LED 成本不菲，但在采购时不应吝啬，尤其是在LED的质量上。一个6×3 米、像素间距小于2 毫米且不带LED天花板的 LED 墙工作室，预算约为60万美元。
得益于RGBW技术的引入（除传统的红、绿、蓝 LED 发射器外，还包含白色 LED 发射器），LED 也被应用于头顶照明。最新的创新技术支持对每个颜色通道（包括白色）进行精确的实时控制，能够动态调整亮度、色温以及局部照明效果，这增强了虚拟环境的真实感，为内容创作者提供了更大的灵活性。
关键技术与工作流程
基于图像的照明（IBL）是最 “逼真” 的光源。这意味着天花板照明能呈现与LED墙相同的视频场景，而非仅仅是静态彩色光。IBL 解决方案可以是 LED墙、条形灯、灯管或大型LED灯板。
若虚拟内容是没有明显 “深度” 的平面 2D 图像，那么很容易通过工作室中的直播摄像机与现场演员、主持人以及任何实体布景一起拍摄。但3D图像更为复杂，因为随着摄像机移动，视角必须相应变化，这需要通过摄像机跟踪技术实现。
跟踪系统将摄像机在工作室中的物理位置和移动情况（包括镜头数据，如变焦、对焦和光圈）输入计算机程序，该程序会生成一个摄像机的数字副本——“虚拟摄像机”，并将其放置在一个小型 3D 生成世界中（类似视频游戏）。这使得摄像师能够同时操作真实摄像机和虚拟摄像机，虚拟摄像机在3D世界中看到的内容会实时渲染在演员身后的 LED 容积上，并由现场的真实摄像机拍摄下来。
过去，跟踪系统要么是功能有限的入门级产品，要么是昂贵的专业系统，如今这种情况正在改变，市场上已出现多种低成本的跟踪解决方案。
同步（或称 “锁相”）是确保LED容积上显示的视频帧与摄像机快门完全同步的关键。图像链中的每一个设备，如摄像机、视频切换器、LED 墙、LED 处理器和内容服务器都必须精确同步。虚拟制作工作室本质上是一个大型计算机工作流系统，需要主时间码和可锁相的摄像机，确保从3D引擎到摄像机传感器的整个工作流都处于完美的帧同步状态，否则会出现一系列问题。
在虚拟制作中，拍摄完成后并非就能直接得到成品。虽然在直播中必须即时生成可用内容，但在其他情况下，由于实体元素的照明与 LED 墙上图像的照明之间可能存在差异，可能需要在后期制作中进行合成，这意味着编辑工作室需要具备强大的图形处理能力。后期制作在调色、添加视觉效果、合成和音效设计等方面仍然至关重要。
虚拟制作的核心理念是将尽可能多的后期制作工作提前到前期制作阶段，这样在实际拍摄时，从导演到场务人员都能清楚地看到他们所处理的场景。
内容类型与发展趋势
虚拟制作的内容通常分为四类：
2D 视频：即预先拍摄的高分辨率视频内容（也称为 “2D 素材”），不需要实时 3D 处理和摄像机跟踪，因为它没有深度透视，仅需一个视频播放器即可。
2.5D 内容：是预先拍摄的高分辨率静态图像（通常是 HDRi 图像），图像中的元素被裁剪并分离到不同深度的图层中。这类内容在 3D 引擎中运行，需要低级别的实时处理和摄像机跟踪。
LIDAR扫描和高斯溅射：通过 LIDAR 扫描仪扫描环境以捕获 3D 点云及其带纹理的 3D 表面，从而创建完整的 3D 场景，当前视图能以极高的照片级真实感实时渲染。这种方式能生成最逼真的 3D 内容，但在拍摄现场缺乏实时 3D 的灵活性。
实时 3D：由 3D 设计软件（如 Autodesk Maya、3D Studio Max 或 Cinema 4D）创建的 3D 场景，导入实时 3D 引擎（如 Epic Games 的 Unreal Engine）并从中运行，需要摄像机跟踪和大量的实时处理。
如今，大多数LED墙内容是2D或2.5D 的，因为制作真正具有照片级真实感的 3D 场景需要大量的处理和准备工作。不过，随着相关新技术的出现，这种情况即将改变，新工具能让设计师在他们偏好的 3D 设计软件中创建 3D 场景，有助于精确呈现色彩和细节。同时，照明应具备灵活性以适应不同场景，例如使用轨道照明便于重新定位，控制系统可编程以配合多媒体展示或交互元素调整照明。
小结
从影视大片的奇幻场景到企业宣传的动态呈现，虚拟制作正以打破创作中的时空桎梏与成本壁垒。当 LED 墙成为 “可变换的世界”，当跟踪技术让镜头 “穿越虚实”，当 AI 赋予内容 “实时应变” 的智慧，视频创作不再受限于物理场景的束缚，创意得以在更自由的维度生长。虚拟制作正凭借其独特的技术优势和不断发展的潜力，重塑着视频内容的创作方式，为各行业带来更多创新可能。