VR+AR的廣播電視互動(dòng)虛擬系統(tǒng)

劉波

【摘要】虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)在廣播電視互動(dòng)中可以提供更加沉浸式、互動(dòng)性強(qiáng)的體驗(yàn)。廣播電視是現(xiàn)代媒體中的重要組成部分，但傳統(tǒng)的廣播電視形式面臨著新媒體、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的挑戰(zhàn)。為了滿足新媒體環(huán)境下用戶對(duì)個(gè)性化和互動(dòng)的需求，虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)被應(yīng)用于廣播電視領(lǐng)域，以創(chuàng)造更加沉浸式和互動(dòng)式的體驗(yàn)。針對(duì)傳統(tǒng)廣播電視互動(dòng)的純理論、無體感、抽象晦澀等問題，本研究結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)出一套新型的廣播電視互動(dòng)系統(tǒng)。通過介紹系統(tǒng)的架構(gòu)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)以及應(yīng)用場(chǎng)景，討論了未來發(fā)展方向和挑戰(zhàn)。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；沉浸式；廣播電視；互動(dòng)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.16.018

VR（Virtual Reality）和AR（Augmented Reality）技術(shù)在廣播電視互動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用可以為用戶帶來更加沉浸式、交互式的觀看體驗(yàn)，提高用戶的參與度和黏性。具體來說，VR技術(shù)可用于構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，將用戶置身于虛擬的場(chǎng)景中，觀看節(jié)目或進(jìn)行互動(dòng)。而AR技術(shù)則可以將虛擬內(nèi)容與真實(shí)環(huán)境相結(jié)合，形成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果，提高用戶對(duì)節(jié)目?jī)?nèi)容的認(rèn)知度和理解能力。

在廣播電視互動(dòng)虛擬系統(tǒng)中，用戶可以通過VR眼鏡或AR設(shè)備觀看綜藝節(jié)目，并與虛擬主持人、虛擬嘉賓進(jìn)行互動(dòng)；或者在新聞直播中，接收虛擬畫面，了解更全面、深入的新聞報(bào)道。

廣播電視互動(dòng)虛擬過程存在以下技術(shù)缺點(diǎn)：

（1）需要高昂的成本：虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要使用昂貴的硬件設(shè)備和特殊軟件，這些設(shè)備和軟件的成本很高，對(duì)于普通用戶來說可能難以承受。

（2）對(duì)于使用者需要學(xué)習(xí)的時(shí)間較長(zhǎng)：虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要使用者進(jìn)行一定的學(xué)習(xí)，包括如何操作設(shè)備和軟件、如何調(diào)整圖像效果等等，這需要使用者花費(fèi)一定的時(shí)間和精力。

（3）可能會(huì)引起不適：使用虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可能會(huì)引起眼疲勞、頭暈等不適感覺，這對(duì)用戶的身體健康也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

（4）對(duì)于部分用戶來說可能無法接受：一些用戶可能認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)過于新奇和陌生，難以接受這種體驗(yàn)方式。

綜合來看，虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在廣播電視互動(dòng)中的應(yīng)用存在一些潛在的缺點(diǎn)，需要在實(shí)際應(yīng)用中加以注意和解決。

1. 基于VR技術(shù)的廣播電視互動(dòng)系統(tǒng)

本文研究的廣播電視互動(dòng)系統(tǒng)主要包括三個(gè)場(chǎng)景：高層辦公場(chǎng)所、廣播大廳和廣播室。設(shè)計(jì)的最終成果將用于某省級(jí)廣播電視相關(guān)單位的安全警示教育室廣播節(jié)點(diǎn)交互以及各市級(jí)廣播電視相關(guān)單位廣播電視互動(dòng)。

1.1 建立虛擬環(huán)境

首先，需要建立一個(gè)虛擬環(huán)境，包括虛擬場(chǎng)景、虛擬角色和虛擬物體等。這個(gè)虛擬環(huán)境需要精細(xì)設(shè)計(jì)，以滿足不同節(jié)目的需求。例如，在新聞節(jié)目中，可以建立一個(gè)虛擬新聞室，包括各種設(shè)備、桌椅、攝像機(jī)等，以模擬真實(shí)的新聞現(xiàn)場(chǎng)。

1.2 引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將觀眾帶入虛擬環(huán)境中。觀眾可以通過頭戴式顯示器等設(shè)備，感受到身臨其境的感覺。在新聞節(jié)目中，觀眾可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，感受到真實(shí)的新聞現(xiàn)場(chǎng)氛圍；在電視劇中，觀眾可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，感受到身臨其境的感覺，與角色互動(dòng)。

1.3 引入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

引入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將虛擬物體疊加在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中。例如，在新聞節(jié)目中，可以將新聞數(shù)據(jù)、圖片等疊加在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，讓觀眾更加深入地了解新聞的背景和相關(guān)信息；在電視綜藝中，疊加一個(gè)類似于互聯(lián)網(wǎng)電影數(shù)據(jù)庫（Internet Movie Database，IMDB）的演員資料庫，讓觀眾快速了解演員的姓名、生平以及曾經(jīng)塑造過的角色，并且在任何場(chǎng)景都可以方便地欣賞電影電視作品。

1.4 引入人工智能技術(shù)

引入人工智能技術(shù)，提高互動(dòng)體驗(yàn)。例如，在電視綜藝中，可以引入語音識(shí)別技術(shù)和自然語言處理技術(shù)，使觀眾可以通過語音指令和對(duì)話，參與到節(jié)目中來；在電視購(gòu)物中，可以引入人臉識(shí)別技術(shù)和情感識(shí)別技術(shù)，根據(jù)觀眾的面部表情和情感反饋，推薦適合觀眾的商品。

1.5 數(shù)據(jù)收集和分析

收集觀眾的數(shù)據(jù)，分析觀眾的興趣和行為，優(yōu)化節(jié)目設(shè)計(jì)和推薦算法。例如，在電視綜藝中，可以根據(jù)觀眾喜好的綜藝類型和明星，智能推薦用戶感興趣的節(jié)目；在電視購(gòu)物中，可以收集觀眾的購(gòu)物數(shù)據(jù)和反饋信息，分析觀眾的興趣和需求，優(yōu)化商品推薦算法。

綜上所述，廣播電視虛擬交互過程方案需要建立虛擬環(huán)境，引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)和人工智能技術(shù)，其主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。在具體應(yīng)用中，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要由虛擬環(huán)境、現(xiàn)實(shí)世界、3D模型庫以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件幾個(gè)部分組成。

2. 廣播電視互動(dòng)虛擬方案設(shè)計(jì)

需要建立一個(gè)虛擬平臺(tái)，以提供虛擬互動(dòng)體驗(yàn)。這個(gè)虛擬平臺(tái)可以基于網(wǎng)絡(luò)或者移動(dòng)設(shè)備，例如在電視機(jī)、手機(jī)、平板電腦等終端設(shè)備上，提供虛擬環(huán)境的展示和互動(dòng)功能。設(shè)計(jì)的廣播電視互動(dòng)系統(tǒng)的架構(gòu)如圖2所示。

引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將觀眾帶入虛擬環(huán)境中。觀眾可以通過頭戴式顯示器等設(shè)備，感受到身臨其境的感覺。在電視綜藝中，觀眾可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，參與到節(jié)目中來，與嘉賓互動(dòng)、參與游戲。

在建立虛擬平臺(tái)和收集觀眾數(shù)據(jù)的過程中，需要注意安全和隱私保護(hù)。需要對(duì)平臺(tái)和數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和保護(hù)，以防止數(shù)據(jù)泄露和隱私侵犯。

通過本研究設(shè)計(jì)，能夠使廣播電視互動(dòng)虛擬方案提供虛擬平臺(tái)，引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)和人工智能技術(shù)，收集觀眾數(shù)據(jù)并分析，以提供更加豐富、多樣化的虛擬互動(dòng)體驗(yàn)。同時(shí)，需要注意安全和隱私保護(hù)，確保觀眾的數(shù)據(jù)和隱私安全。未來，隨著虛擬技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，廣播電視互動(dòng)虛擬方案將會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

3. 互動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

廣播電視互動(dòng)控制管理系統(tǒng)的正常工作離不開主控中心的控制，本研究設(shè)計(jì)區(qū)別于常規(guī)技術(shù)，采用新型的有源控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的電源供給，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行廣播信息數(shù)據(jù)檢測(cè)。廣播電視互動(dòng)控制管理系統(tǒng)如圖3所示。

VR+AR顯示設(shè)備包括頭戴式顯示器、AR眼鏡等，用于提供沉浸式的視覺體驗(yàn)。交互設(shè)備包括手柄、手套等，用于與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互。內(nèi)容生成平臺(tái)用于生成各種形式的虛擬內(nèi)容，如虛擬演員、虛擬道具、虛擬場(chǎng)景等。通過這三個(gè)主要部分的協(xié)同作用，系統(tǒng)可以提供更加生動(dòng)、真實(shí)的視聽體驗(yàn)，同時(shí)增強(qiáng)觀眾與廣播電視之間的互動(dòng)性。在具體應(yīng)用中，需要利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成虛擬場(chǎng)景、虛擬演員、虛擬道具等內(nèi)容。這些內(nèi)容需要高質(zhì)量的細(xì)節(jié)和真實(shí)感，以便觀眾能夠真實(shí)地沉浸在其中。也需要使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將虛擬內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)世界疊加在一起，以創(chuàng)造出與真實(shí)世界交互的增強(qiáng)體驗(yàn)。這涉及到實(shí)時(shí)跟蹤和定位，以確保虛擬內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的準(zhǔn)確對(duì)齊。

在具體應(yīng)用中，也需要開發(fā)適合VR+AR互動(dòng)的交互設(shè)備，如手柄、手套等。這些設(shè)備需要能夠感應(yīng)用戶的動(dòng)作和手勢(shì)，并將其傳遞給虛擬環(huán)境中的虛擬對(duì)象。需要開發(fā)一種高效的內(nèi)容生成平臺(tái)，以支持虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用。該平臺(tái)需要具備快速、高效、靈活的特點(diǎn)，以滿足廣播電視領(lǐng)域?qū)Ω鞣N形式虛擬內(nèi)容的需求。

在直播節(jié)目中，觀眾可以使用VR+AR設(shè)備來參與互動(dòng)環(huán)節(jié)，如抽獎(jiǎng)、送禮物等。此外，虛擬演員和虛擬場(chǎng)景可以用來創(chuàng)造更加生動(dòng)、真實(shí)的視覺效果，增強(qiáng)觀眾的觀看體驗(yàn)。

在電視劇中，VR+AR技術(shù)可被用來創(chuàng)造更加生動(dòng)、真實(shí)的場(chǎng)景和角色。觀眾可以通過使用VR+AR設(shè)備沉浸在虛擬場(chǎng)景中，并與虛擬演員進(jìn)行互動(dòng)。

4. 試驗(yàn)仿真與分析

在系統(tǒng)投入使用之前，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和必要的試運(yùn)行來分析系統(tǒng)的性能以及穩(wěn)定性，選擇在某省某市級(jí)廣播公司進(jìn)行仿真和試運(yùn)行。

本研究采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建出的系統(tǒng)框圖，如圖4所示。在該系統(tǒng)中，設(shè)置了進(jìn)行圖像處理的圖像傳感處理系統(tǒng)、對(duì)各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理的應(yīng)用軟件系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)交互的I/O接口和將數(shù)據(jù)信息有效顯示出來的數(shù)據(jù)外顯設(shè)備等。

虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要更高的分辨率和幀率，以提供更加真實(shí)、流暢的視覺體驗(yàn)。這需要更高的計(jì)算能力和更先進(jìn)的硬件技術(shù)支持。

本研究廣播節(jié)點(diǎn)交互系統(tǒng)理論上能夠滿足廣播電視單位的廣播電視互動(dòng)，數(shù)據(jù)信息互動(dòng)處理能力理論上比傳統(tǒng)人工廣播系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息處理能力更優(yōu)秀。

在具體應(yīng)用過程中，需要更加智能的交互設(shè)備，以更好地感應(yīng)用戶的動(dòng)作和手勢(shì)，這需要更先進(jìn)的傳感器技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法支持。虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要更加高效、靈活的內(nèi)容生成平臺(tái)，這需要更加智能的算法和更高效的計(jì)算能力支持。

5. 結(jié)束語

本研究通過在廣播電視交互過程中引入VR（Virtual Reality）和AR（Augmented Reality）技術(shù)，提出了一種VR+AR的廣播電視互動(dòng)虛擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供更加生動(dòng)、真實(shí)的視聽體驗(yàn)，并增強(qiáng)觀眾與廣播電視之間的互動(dòng)性。本文介紹了系統(tǒng)的架構(gòu)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)以及應(yīng)用場(chǎng)景，并討論了未來發(fā)展方向和挑戰(zhàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊，但也需要更高的計(jì)算能力、更先進(jìn)的硬件技術(shù)和更智能的算法支持。本研究大大提高了數(shù)據(jù)信息交互能力，為下一步的技術(shù)研究奠定基礎(chǔ)。

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