“鍵”（KEY）就是通常所說的摳像，在傳統電視節目制作中使用很普遍。它的本質就是“摳”和“填”，“摳”就是由控制電平將畫面沿一定的輪廓線摳掉（變成黑色），“填”就是將所要疊加的視頻信號填到被摳掉的區域，鍵控特技的原理與分畫面特技（掃換）相似，鍵控特技的效果也是參與切換的兩路視頻信號的圖像在屏幕上分割畫面，兩者的區別在于，鍵控特技的分割形式可以是任意形狀，可產生比分畫面特技復雜得多的畫面分割，創作出豐富多彩的藝術效果，不象分畫面特技那樣，僅僅為規則的幾何形狀。鍵控特技所需的門控信號稱為鍵控信號或鍵信號，鍵信號不是由掃換波形發生器產生，而是由作為鍵源的視頻信號通過鍵處理器產生。鍵控特技具有視頻切換開關的性質，在有鍵信號的時候背景圖像通不過，讓前景圖像通過，沒有鍵信號的時候讓背景圖像通過，而前景圖像通不過，用來控制視頻切換開關的鍵信號的頻率取決于鍵源視頻圖像的頻率，大約在幾十Hz--幾MHz，視頻切換開關輸出合成圖像的背景和前景即是被摳圖像和填充圖像。 一 . 鍵控特技的分類 1 . 按鍵源的性質分 內鍵 鍵源與填充（前景）信號是同一個圖像信號，即用要填的圖像信號一路經過鍵控信號處理器產生摳像電視信號，另一路作為“填充信號”填入被摳掉的部分。內鍵也稱自鍵。內鍵特技以前常用于黑白字幕插入，鍵源信號通常是在黑底上的白色字符或圖形，它的電平只有高低兩種，且對應白色部分的電平高，如果填充信號記作A，背景信號記作B，則內鍵可簡述為A摳B填A。這種技術現廣泛地應用于色鍵特技。將疊加的全電視信號經消色電路和放大整形處理后，形成摳像鍵控信號，從而進行混合疊加。 （2）外鍵 相對于內鍵特技而言，外鍵特技的鍵信號不是由填充（前景）信號或背景信號形成的，而是由第三路視頻信號作為鍵源所形成的，外鍵的鍵源信號也是由黑底上的白色字符或圖形，填充信號通常為單一色調的彩色信號，因此外鍵特技通常用于彩色字幕的插入。如果填充信號記作A，背景信號記作B，鍵源信號記作C，則外鍵可簡述為C摳B填A。 在計算機顯示像素時，其RGB像素，一路通過電平合成得到摳像信號，另一路經過D/A變換，編碼器編碼產生填充信號，如圖 2所示。其中存儲器輸出為數字RGB信號（各8位），經D/A變換成模擬RGB，然后經編碼器合成成為填充信號，另一路經求和電平處理器產生摳像信號。圖2的鍵控信號疊加器輸出為0和1兩種狀態的電平信號，隨著字幕機技術的發展，現已有利用另一8位信號通道產生具有256級電平變化的ALPHA鍵，從而產生具有半透明漸變的效果（后文詳述）。 2 . 按產生鍵信號的鍵源圖象成分分 （1）亮度鍵 它是利用鍵源圖像中亮度成分來形成鍵信號，亮度鍵要求鍵源圖像要有較高的亮度反差，即要求鍵源中作前景的圖像部分要亮，其余部分要暗（黑），要形成明顯的黑白反差，亮度鍵又稱黑白鍵。 （2）色度鍵 又稱色鍵，它是利用彩色幕布的前景圖像（填充信號）的色度成分（主要是色度中的色調，也就是圖像的顏色）與其后的彩色幕布的色調（幕布的顏色）差別來形成鍵信號，用鍵信號去摳背景圖像，再填入彩色幕布的前景圖像。色鍵也是內鍵的一種形式，所不同的是鍵信號的形成方式，內鍵是利用鍵源信號的黑底和白字符之間的亮度差別來形成鍵信號，而色鍵是利用鍵源信號的彩底（即彩色幕布）和前景圖像（如演員圖像）之間的色調差別來形成鍵信號，同時鍵源信號又作為填充信號。色鍵要求鍵源圖像信號有較高的色度反差，即要求鍵源信號中作前景的圖像不能含有其后作幕布（背景）的彩色色調相同或相近的色調，也就是要求鍵源信號的前景和背景的色調盡量分開，最好是補色關系，以保證兩者之間的色調差別。 在電視制作中為了獲得最佳視覺效果，使用色度鍵時應盡量滿足下列要求： . 背景應平坦，照明條件要好，顏色要均勻。 . 拍攝物體的照明要好，不能帶有被鍵出的顏色。 . 視頻必須以分量格式拍攝。 3 . 按鍵信號波形分
硬色鍵
鍵信號波形是前后沿很陡的矩形脈沖信號，硬色鍵合成輸出圖像的前景和背景的分界處有抖動和突變現象，使人感到生硬和不自然，還存在分界處彩色閃爍和有幕布色鑲邊等現象。另外，對于自然景物中的半透明物體作為合成圖像前景圖像時，其后面的背景圖像應該是部分地透明，但是硬色鍵在任何瞬間其鍵信號所控制的視頻切換開關不是接通就是斷開，鍵信號只有兩種取值，不是高電平就是低電平，因此硬色鍵合成圖像中前景圖像不是全透過就是全不透過其后的背景圖像，這與我們日常見到的自然景觀是不同的，所以硬色鍵特技給人缺乏真實效果的感覺。在硬色鍵中，鍵信號為高電平時視頻開關接通，前景圖像全透過其后的背景圖像，鍵信號為低電平時視頻開關切斷，前景圖像全不透過其后的背景圖像。 （2）軟色鍵 鍵信號波形是與前景圖像透明度相關的斜坡形（梯形）信號，鍵信號在上升和下降期間有一定的斜率，軟色鍵能夠在很大程度上克服硬色鍵的上述缺點，軟色鍵中將用于硬色鍵的脈沖門控混合電路改成了線性混合電路。 目前，在軟色鍵的基礎上發展了線性鍵控特技（也稱透明鍵或ALPHA鍵），線性鍵合成圖像能線性地與前景圖像的透明度成比例地透過背景圖像。軟色鍵和線性鍵擴大了色鍵特技的應用范圍。線性鍵是具有半透明混合效果的鍵控特技，其鍵信號決定合成圖像中前景圖像（填充信號）后背景圖像以什么樣的透明度可見，即鍵信號根據前景圖像的透明度而線性地成比例地決定前景信號與背景信號的合成比例或混合程度。線性鍵的數學模型可用下式表示： VOUT= VF* K + VB*（1 - K） 其中VOUT為前景（填充）信號和背景信號合成后的輸出信號，VF為前景信號，VB背景信號，K為鍵信號，K值取值范圍為大于等于0而小于等于1，從該式可知，當K=1時，VOUT= VF，此時線性鍵的合成輸出就是前景（填充）信號，這種情況稱為完全疊加。當K=0時，VOUT= VB，此時線性鍵的合成輸出就是背景信號，這種情況稱為完全不疊加。當大于0而小于1時，線性鍵的合成輸出為前景（填充）信號VF和背景信號VB按照K值所決定的比例進行合成以后的圖像，合成圖像看上去是半透明的效果，透過前景可以看到背景，透明度的大小取決于鍵信號K的值。實際上，當K=0或K=1時，線性鍵就工作在硬色鍵方式，但反過來硬色鍵卻不能達到線性鍵的效果，因為硬色鍵的鍵信號K的值只有0（低電平）和1（高電平）兩個值，所以硬色鍵合成輸出要么是前景信號，要么是背景信號，不可能出現半透明的混合效果。 二 .色鍵技術應用于虛擬演播室 隨著數字電視 . 計算機和多媒體技術的發展，色鍵已從二維特技發展到三維特技，近幾年出現的虛擬演播室技術就是三維色鍵視頻特技的典型應用，它將活動的演播人員圖象通過色鍵方式鍵入到三維立體動畫背景之中。做到真實的演員能深入到虛擬的三維場景中，并能夠與其中的虛擬對象實時交互。在虛擬演播室中在一間蘭色屏幕代替的真實背景里進行現場表演，三維計算機圖形發生器實時產生一個逼真的虛擬環境，并按照以下程序工作：攝象機采集前景視頻信號，同時攝象機上的跟蹤定位系統實時提供攝象機移動的信息。這些數據被送至一個實時圖形計算機。從計算機的鏡頭視角再產生一個虛擬環境。以蘭色屏幕為背景拍攝的攝象機圖象，經延時后與選自計算機的虛擬背景以相同時碼進行工作，并通過數字視頻切換臺“聯合”在一起，實時產生一個組合圖象。 傳統的色鍵技術與計算機技術相結合應用于虛擬演播室，成功解決了前景與背景之間的透視關系 . 比例關系，使合成的圖像有了極佳的立體效果，可以達到以假亂真的地步。
三 . 鍵控技術應用于電視播出系統 目前鍵控技術已廣泛地應用于各級電視臺的播出系統，主要用于臺標時鐘和字幕信息的疊加，所采用的方式多為并聯方式，即只將實現鍵控特技功能的鍵控混合器串接于電視播出系統視頻通道中，而將臺標時鐘機與字幕機并接于鍵混合器，如圖7所示。其優點在于簡化了電視播出系統視頻通道，提高了電視播出系統的可靠性和安全性，降低了故障率和人為差錯率，因為播出節目視頻信號經過鍵混合器而不經過臺標時鐘機和字幕機，而且即使鍵控混合器出現故障，也因為其具有掉電旁路直通功能而不影響播出節目視頻信號的傳輸。同時，采用鍵控混合器并接方式也方便了播出設備的維護和檢修，當臺標時鐘機或字幕機出現故障時，可以方便地將其拆下檢修，而不會影響視頻通道的節目播出，只是暫時無法疊加臺標時鐘或字幕信息而已。 鍵控混合器作為播出通道的關鍵設備，其必須具備以下功能：
主信號斷電直通功能（BY PASS ）。
采用兩路外鍵處理方式，可同時進行底行字幕游動和臺標疊加處理。
視頻信號通道指標滿足規定的要求。
具備各種檢測功能。包括主信號在線檢測，填充信號與主信號的同步檢測。
通過對鍵控信號的處理，使得鍵控特技的混合層次靈活可選。 具備手動/遙控功能，作為播出設備，通過相應的遙控接口很容易接入自動播出系統。 鍵控混合器從使用上說分為兩種，即開關鍵和ALPHA鍵。開關鍵即前文提到的硬色鍵，其核心部分是一高速開關，開關的速度很快，一般在15ns以下，主信號和疊加信號經鉗位后分別到達二選一開關一端，鍵信號產生的控制信號用來控制開關。 自1998年6月中央電視臺率先采用半透明臺標以來，已有許多地市電視臺都選用了新型具有256級透明效果的ALPHA鍵代替了傳統的開關鍵，使字幕和臺標能出現半透明或浮雕等效果。
四 . 鍵控特技應用于電視后期制作
在電視節目的后期制作中怎樣利用傳統的鍵控技術創造出意想不到的效果，我一直在進行一些嘗試。我臺成立于1997年，目前臺里除了擁有傳統的卷編設備外，還擁有Avid及新奧特的非線編設備各一套。由于這兩套設備均不是以字幕作為設計目標，因此在節目制作過程中，我們發現字幕的特技和動畫一直是困擾我們的一個難點。要想做出字幕的拖尾，碎玻璃，水波紋，雙字同時游動，馬賽克等效果幾乎不可能。通過長期的實踐和摸索，我們利用鍵控特技和現有設備，卻可以成功地實現這些效果，大大提高了制作人員的創作熱情，增加了節目的可視性。 方法是利用傳統卷編設備的Magic DaVE 4A特技臺，將字幕機輸出作為一路單獨的視頻信號源接入Magic DaVE 4A特技臺，假設為第4路輸入記作VIN4 。然后通過資源菜單（Source）設置，可對VIN4與Pattern 之間進行Magic DaVE 4A特技臺所提供的所有特技。但先決條件是必須將Pattern的Colour1和Colour2均調整為標準黑色。因為字幕機輸出作為一路信號輸入Magic DaVE 4A特技臺的VIN4時，是以黑底彩色字幕顯示的。這樣通過調整設置Magic DaVE 4A的特技參數，編好需要的特技效果程序后，就可以在需要的時間范圍內執行VIN4與Pattern 之間的特技轉換，并用錄機記錄下來。你看到的是彩色字幕在黑底上進行各種動作，如碎裂，扭曲，晃動或拖尾飛入飛出，漸大漸小。然后就可以進行下一步，利用亮度鍵摳像原理，將上述所得字幕特效帶與需要的畫面帶進行摳像填充，將字幕特效帶的黑色部分摳掉填充上需要的畫面，就可以達到畫面上疊加各種復雜字幕變換的效果了。 另一種嘗試是利用計算機圖像處理軟件PhotoShop 5.0在計算機上處理由掃描儀引入的地圖，比如將地圖中的黃河明顯標出并填入蘭色，然后將其轉換為 . tga格式的圖片引入字幕機，作為Magic DaVE 4A特技臺的VIN4，然后將實際拍攝的流水畫面與該畫面進行色鍵疊加摳像，就可以得到靜止的地圖畫面上黃河奔涌的效果。當然，通過這種方式，還可以得到很多意想不到的效果。 |
