XR 技術(shù)在電視節(jié)目制作中的探索與應(yīng)用研究

張旭 廣東廣播電視臺

近年來，我國媒體市場發(fā)生了明顯變革，各類新興媒體紛紛崛起，為傳統(tǒng)媒體行業(yè)帶來了極大的競爭壓力。面對這一局面，以電視為代表的傳統(tǒng)媒體要想贏得競爭、吸引受眾，就必須要不斷提高自身的節(jié)目制作質(zhì)量與綜合技術(shù)水平，而XR 技術(shù)正是能夠強化電視節(jié)目視覺表現(xiàn)力、氛圍營造力與受眾吸引力的重要工具。因此，我們有必要對XR 技術(shù)在電視節(jié)目制作中的應(yīng)用路徑展開深入探索。

一、XR 技術(shù)的相關(guān)概述

XR 技術(shù)是VR、AR、MR 技術(shù)的統(tǒng)稱，其標志著電子計算機技術(shù)的體驗革命開始，以人機交互方式為主的科技領(lǐng)域變革。其中VR 是計算機仿真技術(shù)的開始，由美國計算機圖形之父研發(fā)出來的，起初只是一個計算機圖形驅(qū)動顯示器，可以對頭部位置進行跟蹤監(jiān)控，簡稱VR。隨著虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實、混合現(xiàn)實的高度融合，使計算機仿真技術(shù)深化為虛擬現(xiàn)實沉浸式技術(shù)，這些高新技術(shù)為用戶帶來了全新的體驗。擴展現(xiàn)實，即XR 技術(shù)，更突出的是將虛擬世界與現(xiàn)實世界有機的結(jié)合在一起。通過讓用戶處在計算機虛擬世界中，制造虛擬場景與現(xiàn)實場景互動環(huán)境，使用戶從視覺、聽覺、觸覺的感受中增強沉浸式的體驗感。在這個過程中，增強現(xiàn)實，即AR，在虛擬現(xiàn)實的基礎(chǔ)上通過建立三維空間模型、智能交互技術(shù)、對物體移動的追蹤監(jiān)控以及光線傳感等技術(shù)巧妙的將現(xiàn)實世界與虛擬信息無縫結(jié)合在一起，從而制造出場景的真實感。再通過混合現(xiàn)實，即MR，進一步優(yōu)化升級，創(chuàng)造實時交互的綜合環(huán)境，其重點主要放在用戶對信息的充分感知上，并結(jié)合用戶所處在的真實環(huán)境全方位的制定感知計劃，能夠準確的識別物體或用戶所在的位置，物體在真實空間中何時應(yīng)開啟或關(guān)閉，或根據(jù)用戶需求調(diào)整狀態(tài)，更加突出與現(xiàn)實場景的融合[1]。

二、XR 技術(shù)在電視節(jié)目制作中的應(yīng)用價值

在時代的快速變遷中，人們越來越趨向于有選擇性的接受事物，觀眾對傳統(tǒng)電視節(jié)目的播放內(nèi)容已產(chǎn)生視覺疲勞，促使電視節(jié)目的制作必須增加創(chuàng)意，XR 技術(shù)的植入，不僅給節(jié)目內(nèi)容、節(jié)目所展示的藝術(shù)形態(tài)呈現(xiàn)出新鮮感、體驗感，同時虛擬現(xiàn)實的導(dǎo)入使節(jié)目的制作更加方便快捷，很大程度上提高了工作效率。在過去傳統(tǒng)的節(jié)目制作中，場景布置需要耗費很長的時間，許多場景還要受天氣的影響，XR 技術(shù)的廣泛應(yīng)用克服了這一難題，并縮短了電視節(jié)目的制作成本。同時XR 技術(shù)是當(dāng)代電視節(jié)目制作中必不可少的特效技術(shù)之一，在新聞、娛樂、軍事、生活教育等方面廣泛應(yīng)用，其表現(xiàn)出的視覺效果，緊緊抓住了觀眾眼球，是電視節(jié)目多元化發(fā)展的一個必備創(chuàng)新工具。

首先在表現(xiàn)形式上?？梢酝ㄟ^對節(jié)目受眾群體的心理需求進行調(diào)查分析，緊抓吸引觀眾眼球的熱點話題，將觀眾想看、想感受的事件通過虛擬場景與現(xiàn)場場景結(jié)合從內(nèi)容設(shè)計中傳遞出去。將事件背景、物件元素、情感元素有機地融入其中，使制作出的場景能夠真切地帶動觀眾融入進來，逼真的、立體式的畫面緊緊抓住觀眾的內(nèi)心需求，使觀眾深入地、真實地感受事件反映的道理。再通過在畫面中設(shè)置彈幕窗口，讓觀眾自由言論增強用戶與電視節(jié)目之間的互動性。

其次在節(jié)目質(zhì)量上。XR 技術(shù)的導(dǎo)入很大程度上提高了電視節(jié)目質(zhì)量，不僅將真實感、體驗感、互動感巧妙地融入節(jié)目中，部分節(jié)目還從視覺、聽覺以及感官中同步增強用戶的體驗感，使節(jié)目內(nèi)容越來越有趣。當(dāng)前虛擬實驗室的技術(shù)已經(jīng)從二維、二維半發(fā)展為全三維的演播效果，可以通過實時跟蹤定位技術(shù)支撐虛擬攝像機在工作場景內(nèi)自由活動，進行360 度無死角的拍攝并可將虛擬環(huán)境融入到現(xiàn)實場景中，再配合LED 大屏幕與燈光技術(shù)輔助，使整個空間瞬間增加了立體感，錄制電視節(jié)目的背景場景好像一場視覺盛宴一般，為觀眾帶來極佳的視覺體驗。

三、XR 技術(shù)在電視節(jié)目制作中的探索要點

（一）虛擬演播室技術(shù)的應(yīng)用

XR 技術(shù)作為計算機仿真技術(shù)，通過將世界現(xiàn)實模擬出來，借助計算機人機交互的功能，使人在虛擬世界中產(chǎn)生真實感，其應(yīng)用于電視節(jié)目的制作中，通過視覺效果的提升，吸引觀眾眼球，使電視節(jié)目的場景更加真實化、立體化，帶動觀眾真切地感受節(jié)目傳遞的信息。XR 技術(shù)廣泛應(yīng)用于新聞、體育、歷史、生活、教育等節(jié)目制作中，能夠?qū)⑻摂M的物品融入至現(xiàn)實空間中，使觀眾深切的感知到不同時間不同空間的文化背景，將知識融入到其中，使觀眾身臨其境地在虛擬現(xiàn)實空間中了解世界、學(xué)習(xí)知識，觀眾還可以與節(jié)目中的人物進行互動，使電視節(jié)目所呈現(xiàn)的藝術(shù)形態(tài)發(fā)生了變化，其XR 技術(shù)是這種藝術(shù)創(chuàng)新的重要載體。

虛擬演播室是XR 技術(shù)最早應(yīng)用于電視節(jié)目制作中的領(lǐng)域，XR 技術(shù)將傳統(tǒng)的色健摳圖技術(shù)與虛擬現(xiàn)實造物技術(shù)無縫連接的產(chǎn)物，增加了現(xiàn)實感的視覺效果，很大程度上增強了電視節(jié)目的創(chuàng)新性。關(guān)鍵的支撐技術(shù)是引入了信息交互技術(shù)，通過攝像機對場景的錄制跟蹤監(jiān)控，并將其人物運行參數(shù)與虛擬場景中的運行參數(shù)進行比對調(diào)整，使其能夠同步進行，從而實現(xiàn)了虛擬攝像機中的圖片人物軌跡與實際的運動軌跡是一樣的效果，再將兩者有機的結(jié)合起來，就形成一張完美的圖片。XR 技術(shù)的導(dǎo)入，使拍攝過程中的透視效果達到了無縫完美的狀態(tài)，這是傳統(tǒng)摳圖技術(shù)無法實現(xiàn)的，同時也彌補了傳統(tǒng)摳圖中背景不能跟隨前景物體移動的缺陷。當(dāng)前，融入了XR 技術(shù)的虛擬演播室功能已經(jīng)非常成熟，不僅僅只是解決了背景跟隨問題，通過導(dǎo)入三維軟件可呈現(xiàn)出三維場景，結(jié)合攝像機自動化技術(shù)導(dǎo)入，可在場景內(nèi)自由運動并跟蹤，通過計算機運算呈現(xiàn)出完美的透視效果，再加上強大的圖像處理設(shè)備，合成的場景具有全三維效果而且透視效果非常好，完全可以實現(xiàn)真實世界的模擬，其模擬效果與真實世界無差別，創(chuàng)造了一個具有真實感的虛擬世界[2]。

（二）虛擬植入技術(shù)的應(yīng)用

虛擬植入技術(shù)是在虛擬演播室技術(shù)的基礎(chǔ)之上衍生出來的新科技。導(dǎo)入了XR 技術(shù)的虛擬演播室可以搭建出不同的虛擬世界背景，并且具有成本低、效率高的特點。在此基礎(chǔ)上，虛擬植入技術(shù)做了進一步升級，當(dāng)前景物體出現(xiàn)在虛擬背景時，增強物體與背景產(chǎn)生交互的虛擬效果，使節(jié)目內(nèi)容更加生動有趣，同時促使觀眾產(chǎn)生一種身臨其境的感覺，增強觀眾的融入感，讓虛擬世界更加真實。成熟的XR 技術(shù)應(yīng)用于電視節(jié)目制作中所產(chǎn)生的效果變化，深受觀眾的喜愛。

虛擬植入在電視節(jié)目制作中的主要應(yīng)用技術(shù)是跟蹤與渲染引擎技術(shù)，通過這兩個技術(shù)可以對真實攝像機進行實時跟蹤，監(jiān)控其一系列的運動軌跡，并結(jié)合渲染引擎系統(tǒng)生成一種透視程度高、交互效果好的動態(tài)三維虛擬場景。并將虛擬場景中的每一個畫面與真實攝像機的變化軌跡一一對應(yīng)，疊加起來就形成了完美無縫的畫面效果。在這個過程中，還運用了對真實攝像機與圖像攝像機的定位技術(shù)，精準確定疊加的位置，使虛實畫面更加自然地融合在一起，并且通過GPS跟蹤定位與傳感器，將確定位置的形態(tài)變化提取到計算機中，進行參數(shù)分析，使之實時、毫無偏差的疊加到正確的位置上，從而實現(xiàn)了與真實畫面場景無縫連接的目的，產(chǎn)生了亦幻亦真的夢幻效果，從而增強虛擬場景的代入感[3]。

四、XR 技術(shù)在電視節(jié)目制作中的具體應(yīng)用

（一）新聞紀實類節(jié)目的應(yīng)用

新聞紀實類節(jié)目不管是影像新聞、訪談新聞還是現(xiàn)場報道，其主要是通過節(jié)目闡述正在發(fā)生的熱點新聞事件，或者是闡述特定時代背景的典型人物故事，使社會人民對該人物產(chǎn)生關(guān)注。新聞紀實類節(jié)目的播報具有真實性與實效性的客觀要求，為了滿足之一點，XR 技術(shù)的植入不但使傳統(tǒng)新聞節(jié)目突破了時間的限制，其表現(xiàn)形式更加豐富多彩，內(nèi)容更加生動有趣。例如，江蘇衛(wèi)視的《新聞眼》欄目。該欄目主要采取的新聞事件是從故事、調(diào)查等犀利的視角提取的，精準分析事件背后所反映的道德準則，透過事件的表象突出背后的價值觀念，所呈現(xiàn)的內(nèi)容效果是傳統(tǒng)新聞紀實節(jié)目闡述式播報所不能比擬的。在虛擬演播室內(nèi)將正在發(fā)生的場景模擬出來，展現(xiàn)出身臨其境的視覺效果，從貼近民生的角度很自然的將觀眾帶入其中，并從新聞播報、最新資訊和真實故事等各個方面挖掘新聞事件背后所反映的本質(zhì)道理，通過生活化的語言風(fēng)格與犀利的點評語言，增強節(jié)目特色，使觀眾更加直觀的了解事件發(fā)生全過程，并對事件本身做出評價和對生活有所領(lǐng)悟。

（二）娛樂晚會類節(jié)目的應(yīng)用

進入科技蓬勃發(fā)展的新時代以后，在央視的春節(jié)聯(lián)歡晚會以及跨年演唱會節(jié)目的制作中，都導(dǎo)入了虛擬植入技術(shù)。為了實現(xiàn)完美的畫面效果，在央視聯(lián)歡晚會的現(xiàn)場，舞臺全部升級為可升降的陣列模塊，目的是保證舞臺的完整性，避免畫面穿幫，并采取遠景位拍攝方式，通過虛擬植入將觀眾以及舞臺通過廣角鏡頭全部展現(xiàn)出來，并利用虛擬植入中的渲染引擎技術(shù)，將畫面渲染出絢麗多彩的效果[4]。例如，河南2021 年春晚舞蹈節(jié)目《唐宮夜宴》，大年初一在微博榮登第一榜位。其舞蹈現(xiàn)場背景就是將5G 與XR 技術(shù)有機的結(jié)合起來設(shè)計的，虛擬場景和現(xiàn)實舞臺有機結(jié)合制造出一種博物館奇妙夜的感覺，當(dāng)場景切換至正式表演時，婀娜多姿的舞步仿佛從古畫中走出來一般，將觀眾們瞬間帶入到唐朝時代，并且通過藝術(shù)手法將唐代舞者的生活場景與情感元素深度的融入舞蹈之中，使觀眾通過這種身臨其境的場景增強對中國歷史文化的理解。這個舞蹈的成功所在是高效運用了XR 技術(shù)，通過對LED 大屏幕影像與虛擬植入技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，使宮女們與虛擬場景、現(xiàn)實舞臺之間產(chǎn)生交互，并通過投影設(shè)計使舞臺呈現(xiàn)出最佳的舞美效果，讓虛擬世界與整個舞臺渾然天成地融為一體，節(jié)目質(zhì)量大大提高。

五、結(jié)語

綜上所述，XR 技術(shù)在電視節(jié)目制作中的廣泛應(yīng)用，是電視節(jié)目制作科技發(fā)展的必然趨勢，其帶來的商業(yè)價值與社會文化價值不可估量，相關(guān)電視制作技術(shù)人員應(yīng)科學(xué)應(yīng)用XR技術(shù)，在實踐中不斷探索創(chuàng)新，將更好的視覺感官體驗帶給觀眾，強烈激發(fā)觀眾情感，從而推動電視節(jié)目可持續(xù)的特色發(fā)展。