基于互動體驗的電視視覺語言研究＊
—— 以增強現實技術原理為例

王軍WANG Jun 周春月 ZHOU Chunyue

武漢理工大學 ,武漢430070（Wuhan University of Technology，430070 Wuhan）

基于互動體驗的電視視覺語言研究＊
—— 以增強現實技術原理為例

王軍WANG Jun 周春月 ZHOU Chunyue

武漢理工大學 ,武漢430070（Wuhan University of Technology，430070 Wuhan）

近年來，隨著移動互聯網的深度滲透，線上的人口紅利正逐步縮減，增強現實技術的迅速發展讓大眾看到了新一代流量和場景入口。多媒體互動項目的迅速興起，使數字科技與藝術設計的融合逐漸形成一種新趨勢。這二者之間的完美結合不僅帶來了無限可能，為電視節目制作提供了文化延伸以及重新思考創作的機會。在介紹增強現實技術原理的基礎上，對其發展現狀和應用范圍進行了初步探討。同時，列舉了當前電視媒體中利用此項技術原理的實際案例，繼而分析了該技術基于視聽互動體驗的內在規律，強調其對于豐富電視視覺語言的重要性，最后從宏觀角度上預測了今后的發展動態與趨勢，倡議電視節目以“三方互動”的傳播方式來突破原有的時空限制。

增強現實；電視節目；互動體驗

一、引言

由于互動裝置設計的興起，新媒體及互聯網的全面覆蓋，大眾已經不再處于被動接受信息的地位。傳統電視行業正逐漸改變原本的傳播方式，相繼采用新技術進行節目轉型。近年來，增強現實技術與虛擬現實技術備受關注。客觀來說，增強現實技術是虛擬現實技術的分支，但目前增強現實技術的搜索量甚至已超過虛擬現實[1]。這二者之間的基礎構成較為相似，但與虛擬現實技術不同的是，增強現實技術是基于現實感官世界之上延伸出的虛擬空間[2]，較注重交互體驗，適用范圍更廣，實現了虛實結合的效果，其在現場直播節目中的精彩展示更是讓人過目難忘。目前虛擬現實技術在各個領域中的應用已相當普遍，但由于其所需研究儀器及應用設備的高成本造成了目前的發展瓶頸，因此越來越多的研究開始轉向增強現實技術。

早在電視數字化之前，電視節目制作環境就已出現了許多與計算機圖形學結合的數字處理技術，例如節目片頭的設計、剪輯潤飾系統的運用、虛擬人物與場景的構建等等。毋庸置疑，計算機處理技術能夠豐富電視節目的表現形式，從而吸引觀眾、提高收視率、擴大社會效應。由此，增強現實技術的出現對電視行業造成了深刻影響，不同于傳統平面化的表現手法，其對于電視節目的創新性、觀賞性以及藝術性都起到了不容小覷的作用。

二、增強現實技術概述

1．增強現實技術原理簡介

增強現實（Augmented reality，也稱為擴增現實）的概念最早是由Tom Caudell于1992年提出，與其相關的技術卻可追溯至1965年由哈佛大學教授Ivan Sutherland發明的光學透視頭盔顯示器（見圖1）。

圖1 世界上第一臺光學透視頭盔顯示器

這是一種集數字信息合成、圖像識別及視點跟蹤等多方面于一體的新型人機交互技術。主要利用計算機處理技術，實時計算攝像機位置及角度，并通過圖形圖像合成，將虛擬物件標識呈現至現實世界中，營造出一個感官效果逼真的新環境，是虛擬與現實相互結合的產物。它將計算機技術與現實世界相互補充、疊加并渲染至顯示設備以達到實時交互的目的。

該技術是由計算機產生的視聽感官輸入，例如圖形、視頻等，具有信息集成、即時互動、情感構想等方面的特征。其技術支撐主要來源于三維建模、實時視頻顯示及控制、實時跟蹤及注冊、場景融合等[3]，目前尚缺乏統一的技術基準。從顯示方式層面上看，分為視覺透視、顯示器顯示、數字化桌面及智能眼鏡等等。

2．增強現實技術的發展現狀

增強現實技術發展至今已有二十余年，國內外都對其進行了長時間探索與實驗，但由于硬件技術的限制以及應用設備的高昂價格，導致其并未有突破性進展。但近年來，計算機圖形學突破以往的技術限制，使增強現實技術取得了相當可觀的進步，在各大領域內蓬勃發展。目前已逐漸在科學、藝術、娛樂等方面興起，并且在產品展示、醫療服務、教育研究等方面都有了一些較為成熟的應用。

從新媒體聯盟（NMC）2011年《地平線報告》①中可看出，增強現實技術的實際應用最早出現于2005年，之后在2010年及2011年都提到了該項技術的持續影響[4]。增強現實技術的發展前景也正體現在其市場估值上，國際投資機構Digi-Capital②給出一組數據：到2020年，增強現實及虛擬現實行業的總收入將達到驚人的1200億美元，并認為增強現實會吸引更多大眾市場[5]。同時，在國際市場調研機構RnR Market Research《2016-2020年全球及中國虛擬現實（VR）和增強現實（AR）行業研究報告》中也預測了增強現實產業于全球范圍內的市場規模（見表1）。

表1 2016-2020年全球VR/AR市場規模預測趨勢

從圖表中不難得出結論，從2018年開始，增強現實市場收入將會超過虛擬現實產業。的確，虛擬現實營造的是“全封閉”式體驗，互動性受到極大限制，容易影響到使用者的感官體驗。但增強現實技術的延展性較強，在各個領域內都能夠根據當時環境進行應用，發展前景較好。不僅如此，該報告還指出，電視、汽車、時尚、醫療以及零售行業對增強現實應用的需求也將呈快速增長趨勢，可見增強現實技術蘊含的市場價值十分可觀[6]。

如今，增強現實技術在國外正處于蓬勃發展期，在虛擬演播室、教育研究、醫療服務等方面都已具備了較為成熟的應用和對應設備。反觀國內，增強現實技術的應用尚處于萌芽階段，多數產品還處于概念階段，并未研發出實際儀器設備，相關公司也僅處于觀望階段，消費級市場幾乎空白。

三、增強現實技術在當前電視媒體中的應用

電視的出現改變了人們生活習慣，甚至已經成為每個家庭的生活必需品，可認為是二十世紀最強大的傳播媒介。而電視的功能也不僅僅體現在娛樂宣傳方面，更是文化傳播及價值觀念的風向標。如今，新媒體的出現對傳統電視行業造成了巨大的沖擊，互聯網的日益強大使受眾更加注重視覺感官上的交互體驗。由此，新技術便應運而生。

近年來，增強現實技術與電視節目的融合，正逐漸滲透到大眾實際生活中，改變著原有的生產實踐方式。其不僅能夠展現真實世界的信息，而且能同時顯示虛擬標識，以數字信息增強物理世界，能夠使體驗者在自身所熟悉的環境中擴大交流范圍與方式，營造一個身臨其境的新世界[7]。隨著計算機運算能力的大幅度提升，增強現實的用途將會越來越廣。如今大多電視節目制作逐漸引入該技術，以此豐富電視節目中的視覺語言。在增強現實技術出現以前，大多數電視節目都是以實際拍攝為主，以熒幕虛擬特效為輔。在資訊傳達過程中，實際拍攝在字幕制作、畫面捕捉等方面都會受到很大程度的限制，且視覺感受相對來說較為枯燥乏味。新技術的出現使畫面形式更加豐富多彩，為電視媒體的視覺呈現方式營造了更廣闊的提升空間。

一些簡單的增強現實技術早已廣泛應用，如虛擬演播室。自1994年國際廣播電視年會（IBC）首次展出虛擬攝影棚系統后，此項創新技術便大大提升了電視節目制作的潛力，改變了僅有真實影像的傳統環境，使得電視節目制作形成了完整的數字化媒體環境。這種新環境，無論是對技術開發人員還是對節目制作人員等相關從業者來說，都極具吸引力，同時也將電視行業帶入了一個嶄新的階段。如美國NBC-4-NEWS天氣預報欄目，以增強現實技術顯示了一天之內的氣溫變化（見圖2），畫面中左側裝置便是實時合成的虛擬物件[8]。

圖2 美國NBC4天氣預報播放畫面③

不僅是虛擬演播室，增強現實技術在演唱會直播上也早已被應用。日本網絡虛擬歌手“初音未來”原本是Crypton Future Media開發的音源庫，但利用增強現實延伸出的全息投影技術甚至舉辦了演唱會，成為“人氣歌手”。這種超前的現場舞臺效果能夠有效地帶動觀眾，實現傳統演出無法達到的互動效果（見圖3）。

圖3 虛擬歌手“初音未來”演唱會現場畫面③

中國從2004年開始，增強現實技術便在大型晚會及賽事直播等節目中得到應用。例如CCTV-5播出的《豪門盛宴》[9]，電視屏幕上所顯示的球星立體人像和虛擬足球場，以及最后比分的出現形式，便是利用增強現實技術實現的（見圖4）。

圖4 CCTV-5《豪門盛宴》節目畫面③

同時，在央視蛇年春節聯歡晚會上，節目《十二生肖》也充分運用了增強現實技術，增添更多視覺內容。在歌手演唱歌曲的同時，屏幕上出現十二生肖的剪紙圖樣符號，讓電視機前觀眾不禁眼前一亮。但實際上，坐在現場的觀眾只能看到表演者與熒幕上的視頻圖像，這便是增強現實技術營造的即時特效（見圖5）。

圖5 央視蛇年春晚歌舞節目《十二生肖》直播畫面③

四、增強現實技術對電視視覺語言的豐富

一般來說，觀眾認為不使用任何剪輯潤飾手段而出現在同一時空的完整畫面才可謂“真實”，但在電視節目制作的過程中，時空隔離肯定是無法避免的問題。而增強現實技術在視覺感官上卻可以完成整合時空的效果。

在2016年巴西奧運會閉幕式暨2020東京奧運會開幕式宣傳片的直播中，出現了眾多運動場景的圖案，便是將增強現實特效中的數字虛擬信息在電視畫面中實時呈現，使電視觀眾認為這是真實存在的事物。但事實上，現場觀眾無法觀看到特效畫面，只有在電視直播節目中才能觀賞到（見圖6）。

圖6 東京奧運會宣傳開幕式現場畫面③

以CCTV蛇年2013春晚歌舞節目《剪花花》為例[10]。節目第一個畫面便是兩位表演者旁出現了一個微笑的“雪人”。眾所周知，由于實際溫度的限制，將實物“雪人”放置于演播室內不太現實，于是便將3D建模創造出的虛擬“雪人”投射至顯示設備上，不僅更加生動活潑、栩栩如生，也更加突出了節目的氛圍，凸顯出了增強現實技術的優勢所在。隨后出現了各式各樣的紅繩和窗花營造了一個美輪美奐立體空間，讓人嘆為觀止，形成了強烈的視覺沖擊（見圖7）。

圖7 2013春晚直播節目《剪花花》畫面③

實際上，現場觀眾和電視觀眾所看到的畫面完全不同，現場并不能欣賞到這些立體元素，僅僅只能看到舞臺大屏幕上的視頻及圖像。該節目中主要表現的剪紙，作為我國優秀的民間藝術，成功喚起了大眾對以往新年的“回憶”，讓人過目難忘。

從平面到立體、從黑白到彩色、從無線到有線，新技術在電視媒體中能改變原有的傳播狀態，或降低成本，或使用更加便捷，或內容更加豐富。科技發展的結果必將促進媒體的多元化應用。毋庸置疑，增強現實技術是電視節目實現轉型、創新的重要手段和機遇，在之后的發展過程中，隨著數字化高質量影像設備的普及，視頻信息的獲取較之前更加簡易，人們對于數字特效畫面的需求也將會逐漸擴增。而電視作為傳統媒介平臺之一，其顯示局限性也正隨著該技術的應用而逐步消失，使節目的多元化傳播成為可能，在提升整個行業影響力的同時，更是促進了行業經濟的飛速發展。隨著軟件層面的提升以及人工智能的應用，增強現實將由現階段的“感知”進化為“認知”，真正面向千變萬化的真實拍攝場景，做到選擇性信息化增強，降低電視節目技術應用的時間成本及制作成本，實現高效認知和交互。

五、當前電視節目制作中存在的主要問題

以往國內的文化展覽及電視節目都是以視頻、圖片及文字解說為主，形式較為刻板，缺乏吸引力。如今越來越多的從業者都開始意識到，電視節目如果想突破線上多媒體帶來的巨大沖擊，節目創新更需要在內容和品質、文化性和故事性上下功夫。增強現實技術可以通過色彩、造型、表現手法等多方面展現中華民族文化及傳統元素。但當前市場卻魚龍混雜，存在著許多“怪圈”。

1．花費較高，短期內無法普及

目前增強現實僅適用于大型直播賽事或演出晚會等。一套成熟的增強現實技術體系必須具備高質量設備，其投入成本相當之高，往往需要幾十臺甚至更多的高清攝影機和配套的硬件設備。而作為一個完整節目，增強現實技術只是其中一個組成部分，節目的舞美設計才是重中之重，包括表演者的服裝、舞臺裝飾等，價格也十分昂貴。國內電視臺所掌握的資源水平參差不齊，有些甚至連符合基本要求的硬件設備都不具備。

2．許多電視節目缺少文化內涵

學校堅持“立路標，樹榜樣，培養社會主義事業可靠接班人與育人相融合”、“發揮重點學科優勢，育人與學科建設相融合”、“以情感教育、心理健康教育與育人相融合”，將學生骨干日常思想政治教育工作與學校國家級優秀教學團隊、省部級高校創新團隊的建設相融合，開展綜合素質培養、職業能力提升等系列活動，形成學生骨干培養與創新人才培養模式的互動機制；將國家級重點學科、國家社科基金項目等高層次教學科研平臺與育人融合，組織廣大學生骨干積極參與各類科研項目立項、課題調研等，提高學生骨干的學術科研水平。

目前國內電視臺的許多娛樂節目僅將此作為“點綴”，或用來“標榜”前衛事物的手段，對于新技術的運用生搬硬套。一些電視節目在其宣傳與發行過程中，大肆宣傳“高科技”、“新技術”，實則嘩眾取寵。電視節目的創作應當兼顧文化美及技術美，實現二者之間的有效結合。但如今快節奏的生活和模式化的生產方式卻使得節目越來越快餐、千人一面，注重文化內涵的優秀作品越來越少。

3．相關研究及應用尚處于起步階段

即使近年來政府給予了高度重視，并且為之制定了相關研究發展計劃和獎勵扶持政策，但與其他發達國家相比，國內增強現實技術產業起步較晚，還無法形成完整的技術開發體系，專業人才儲備不足。主要研究內容和層面還停留在2D圖像識別技術，多運用于靜態、非即時性元素，無法適配到更高端、更復雜的實時場景中去。

六、對于電視節目制作發展趨勢的設想

1．收視與互動的全方位實現

人與人之間的聯系是必不可少的，因此電視節目制作中應當更注重“交互”。通過增強現實技術的應用，傳統節目可以與電視觀眾之間建立一種更直觀、更高效的“對話”。在目前各大電視節目中，也有許多與電視觀眾互動的環節，但大多數都是以短信、電話或者掃描二維碼等形式，不太吸引觀眾。網絡視頻及移動端的多元化已經蠶食了傳統電視的市場，如若隨著技術的進步，電視節目可以同現在流行的網絡直播一樣進行實時互動，借此提高交互性和娛樂性，那么收視率必將會極大地提高。2016年，創維公司發布了國內首款“AR”智能電視S9D，通過連接攝像頭以及USB數據線，便讓用戶在熟悉的傳統電視界面中享受到前所未有的感官體驗。相信在不久的將來，通過電視子屏幕或手勢指令與直播節目進行“交流”的大膽設想也將會成為現實。對于傳統電視行業來說，這無疑是一個重大機遇。

2．電視節目的核心本質

新媒體對傳統電視行業造成了不可避免的沖擊，但電視作為大眾傳媒在市場上依舊有著不可動搖的地位。行業的轉型不能僅僅依靠技術革新，技術手段僅僅只是輔助工具而非關鍵所在，其在一定程度上豐富了電視視覺效果，但如果不能與內容有效結合，仍將無法長久地持續發展下去。應當對技術手段進行更加理性的選擇，或改進、或指引[11]，使其按照受眾者的感知和需求進行節目的編排與創作。還要充分結合民族特色與普世意義，升華節目的文化內涵，消除審美感知及技術表現帶來的距離感。從政府的角度來說，也應當鼓勵各電視臺利用新技術進行創新，從而完善產業鏈的構建。

七、結語

建立在多方互動體驗基礎上的電視節目，是目前傳統電視市場中較為創新和前沿的命題，增強現實技術基于現實又高于現實，必然會帶來一場巨大的變革。一方面，隨著計算機圖形學的進步和軟硬件的快速發展，必將實現直播節目、現場觀眾以及電視觀眾的“三方互動”，無論是大型賽事或者娛樂晚會，都能夠在電視媒介的傳播中，呈現出平面視覺的立體化，形成收視與互動的全方位實現。另一方面，電視行業若要形成可持續發展，保持長久的經濟效益，從業者還要在內容上不斷創新，在電視節目的實際創作尤其是前期策劃中，要充分考慮文化環境及美學意蘊，更加豐富且有效地運用電視視覺語言，由此帶動文化產業升級，提升中國文化生產力及影響力。希望結合當下的成果與資源，為以電視為代表的傳統大眾傳媒的發展提供新的思路。

注釋

① 《地平線報告》是由新媒體聯盟發表的，由地平線項目顧問委員會，通過Delphi迭代研究方法，最終確定出未來一到五年之間，可能在教育中普及應用并成為主流的六項新興技術，探討了其在教育領域的潛在影響和在教學、學習和創造性探究中的應用，以及在該時間段內可能會改變現有教育的挑戰和趨勢，并按照今后五年里可能會對教育產生影響的意義程度對這些趨勢進行了排序。每年一月份，新媒體聯盟出版的地平線報告就被翻譯成多種語言，在全球70多個國家和地區發行，估計有超過60萬的讀者.

② Digi-capital是一家國際投資銀行服務公司，Tim Merel為其創始人。這是一家專注于全球的游戲行業的服務投行，幫助游戲公司融資并購.

③ 圖片來源：優酷網視頻截圖.

[1]施一寧,劉越,李作林.增強現實系統在教育教學方面的應用與研究[C]//.周明全.第七屆圖像圖形技術與應用學術會議論文集.北京:中國傳媒大學出版社, 2012:60-68.

[2]徐麗芳,池呈,張琦.基于增強現實技術的教育游戲研究[J].湘潭大學學報(哲學社會科學版),2015,39(2): 120-123.

[3]豐艷.增強現實系統虛實無縫融合相關問題研究[M].上海:上海大學出版社,2011:23.

[4]陳娜.2011年地平線報告:未來五年改變教育的六大技術[J].上海教育,2011(C2):8-22.

[5]眾籌家.AR行業研究報告[EB/OL].（2016-9-19）[2017-3-11].http://www.zhongchoujia.com/article/20595. html.

[6]199IT中文互聯網數據資訊中心.Manatt Digital Media:2015年Q2虛擬現實(VR)和增強現實(AR)研究報告[EB/OL].（2015-10-17）[2017-3-11].http:// www.199it.com/archives/395035.html.

[7]張洪波.增強現實技術在教學中的應用研究[D].鄭州:河南大學,2012:9-11.

[8]吳帆,張亮.增強現實技術原理及其在電視中的應用[J].電視技術,2013,37(2):40-47.

[9]姚皓韻,李培銑.增強現實技術對電視視覺語言的豐富[J].現代傳播,2012,39(9):149-150.

[10]王國強.“增強現實”成電視晚會新寵[N].北京日報,2013-2-17(4).

[11]保羅?萊文森.數字麥克盧漢[M].何道寬,譯.北京:社會科學文獻出版社,2001:287.

（責任編輯 曾琎）

Study on Interactive Experiential TV Visual Language：Taking the AR Principle as an Example

In recent years, with the popularization of the internet, online demographic dividend has been gradually reduced. People can see a new generation of data and scene because of the rapid development of augmented reality. The multimedia interaction is developing by leaps and bounds. It is shown that the integration of digital technology and art design has become a new trend. It provides endless possibilities with the combination of the two things, but also culture extension and chances or rethinking and recreating. Based on it, this paper introduces the principle of augmented reality in details, and it discusses the present status. At the same time, cases of current domestic television programs designing are analyzed. It emphasizes the importance of enriching the television program. In the end, it analyses the predictio ns of its developments and trends in macro view, the article advocates a kind of“ripartite interaction”which can break the limitation of space-time.

augmented reality；TV program；interactive experience

J0

A

10.3963/j.issn.2095-0705.2017.02.013（0073-07）

2017-03-11

武漢理工大學自主創新研究基金項目（2015V1058）。

王軍，武漢理工大學藝術與設計學院副教授，博士；周春月，武漢理工大學藝術與設計學院碩士生。