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(tái)

近年來，我國媒體市場(chǎng)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(jìng)爭(zhēng)壓力。面對(duì)這一局面，以電視為代表的傳統(tǒng)媒體要想贏得競(jìng)爭(zhēng)、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(qiáng)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(duì)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(biāo)志著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的體驗(yàn)革命開始，以人機(jī)交互方式為主的科技領(lǐng)域變革。其中VR 是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的開始，由美國計(jì)算機(jī)圖形之父研發(fā)出來的，起初只是一個(gè)計(jì)算機(jī)圖形驅(qū)動(dòng)顯示器，可以對(duì)頭部位置進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，簡(jiǎn)稱VR。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)的高度融合，使計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)深化為虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸式技術(shù)，這些高新技術(shù)為用戶帶來了全新的體驗(yàn)。擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)，即XR 技術(shù)，更突出的是將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界有機(jī)的結(jié)合在一起。通過讓用戶處在計(jì)算機(jī)虛擬世界中，制造虛擬場(chǎng)景與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景互動(dòng)環(huán)境，使用戶從視覺、聽覺、觸覺的感受中增強(qiáng)沉浸式的體驗(yàn)感。在這個(gè)過程中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，即AR，在虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上通過建立三維空間模型、智能交互技術(shù)、對(duì)物體移動(dòng)的追蹤監(jiān)控以及光線傳感等技術(shù)巧妙的將現(xiàn)實(shí)世界與虛擬信息無縫結(jié)合在一起，從而制造出場(chǎng)景的真實(shí)感。再通過混合現(xiàn)實(shí)，即MR，進(jìn)一步優(yōu)化升級(jí)，創(chuàng)造實(shí)時(shí)交互的綜合環(huán)境，其重點(diǎn)主要放在用戶對(duì)信息的充分感知上，并結(jié)合用戶所處在的真實(shí)環(huán)境全方位的制定感知計(jì)劃，能夠準(zhǔn)確的識(shí)別物體或用戶所在的位置，物體在真實(shí)空間中何時(shí)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(shí)場(chǎng)景的融合[1]。

二、XR 技術(shù)在電視節(jié)目制作中的應(yīng)用價(jià)值

在時(shí)代的快速變遷中，人們?cè)絹碓节呄蛴谟羞x擇性的接受事物，觀眾對(duì)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?jī)?nèi)容、節(jié)目所展示的藝術(shù)形態(tài)呈現(xiàn)出新鮮感、體驗(yàn)感，同時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)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(chǎng)景布置需要耗費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，許多場(chǎng)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(shí)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(gè)必備創(chuàng)新工具。

首先在表現(xiàn)形式上。可以通過對(duì)節(jié)目受眾群體的心理需求進(jìn)行調(diào)查分析，緊抓吸引觀眾眼球的熱點(diǎn)話題，將觀眾想看、想感受的事件通過虛擬場(chǎng)景與現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景結(jié)合從內(nèi)容設(shè)計(jì)中傳遞出去。將事件背景、物件元素、情感元素有機(jī)地融入其中，使制作出的場(chǎng)景能夠真切地帶動(dòng)觀眾融入進(jìn)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(shí)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(qiáng)用戶與電視節(jié)目之間的互動(dòng)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(shí)感、體驗(yàn)感、互動(dòng)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(qiáng)用戶的體驗(yàn)感，使節(jié)目?jī)?nèi)容越來越有趣。當(dāng)前虛擬實(shí)驗(yàn)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(shí)時(shí)跟蹤定位技術(shù)支撐虛擬攝像機(jī)在工作場(chǎng)景內(nèi)自由活動(dòng)，進(jìn)行360 度無死角的拍攝并可將虛擬環(huán)境融入到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，再配合LED 大屏幕與燈光技術(shù)輔助，使整個(gè)空間瞬間增加了立體感，錄制電視節(jié)目的背景場(chǎng)景好像一場(chǎng)視覺盛宴一般，為觀眾帶來極佳的視覺體驗(yàn)。

三、XR 技術(shù)在電視節(jié)目制作中的探索要點(diǎn)

（一）虛擬演播室技術(shù)的應(yīng)用

XR 技術(shù)作為計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，通過將世界現(xiàn)實(shí)模擬出來，借助計(jì)算機(jī)人機(jī)交互的功能，使人在虛擬世界中產(chǎn)生真實(shí)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(chǎng)景更加真實(shí)化、立體化，帶動(dòng)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(shí)空間中，使觀眾深切的感知到不同時(shí)間不同空間的文化背景，將知識(shí)融入到其中，使觀眾身臨其境地在虛擬現(xiàn)實(shí)空間中了解世界、學(xué)習(xí)知識(shí)，觀眾還可以與節(jié)目中的人物進(jìn)行互動(dòng)，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(shí)造物技術(shù)無縫連接的產(chǎn)物，增加了現(xiàn)實(shí)感的視覺效果，很大程度上增強(qiáng)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(jī)對(duì)場(chǎng)景的錄制跟蹤監(jiān)控，并將其人物運(yùn)行參數(shù)與虛擬場(chǎng)景中的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行比對(duì)調(diào)整，使其能夠同步進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)了虛擬攝像機(jī)中的圖片人物軌跡與實(shí)際的運(yùn)動(dòng)軌跡是一樣的效果，再將兩者有機(jī)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(dá)到了無縫完美的狀態(tài)，這是傳統(tǒng)摳圖技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)也彌補(bǔ)了傳統(tǒng)摳圖中背景不能跟隨前景物體移動(dòng)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(chǎng)景，結(jié)合攝像機(jī)自動(dòng)化技術(shù)導(dǎo)入，可在場(chǎng)景內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)并跟蹤，通過計(jì)算機(jī)運(yùn)算呈現(xiàn)出完美的透視效果，再加上強(qiáng)大的圖像處理設(shè)備，合成的場(chǎng)景具有全三維效果而且透視效果非常好，完全可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)世界的模擬，其模擬效果與真實(shí)世界無差別，創(chuàng)造了一個(gè)具有真實(shí)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(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，虛擬植入技術(shù)做了進(jìn)一步升級(jí)，當(dāng)前景物體出現(xiàn)在虛擬背景時(shí)，增強(qiáng)物體與背景產(chǎn)生交互的虛擬效果，使節(jié)目?jī)?nèi)容更加生動(dòng)有趣，同時(shí)促使觀眾產(chǎn)生一種身臨其境的感覺，增強(qiáng)觀眾的融入感，讓虛擬世界更加真實(shí)。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(gè)技術(shù)可以對(duì)真實(shí)攝像機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，監(jiān)控其一系列的運(yùn)動(dòng)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(dòng)態(tài)三維虛擬場(chǎng)景。并將虛擬場(chǎng)景中的每一個(gè)畫面與真實(shí)攝像機(jī)的變化軌跡一一對(duì)應(yīng)，疊加起來就形成了完美無縫的畫面效果。在這個(gè)過程中，還運(yùn)用了對(duì)真實(shí)攝像機(jī)與圖像攝像機(jī)的定位技術(shù)，精準(zhǔn)確定疊加的位置，使虛實(shí)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(jì)算機(jī)中，進(jìn)行參數(shù)分析，使之實(shí)時(shí)、毫無偏差的疊加到正確的位置上，從而實(shí)現(xiàn)了與真實(shí)畫面場(chǎng)景無縫連接的目的，產(chǎn)生了亦幻亦真的夢(mèng)幻效果，從而增強(qiáng)虛擬場(chǎng)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(jì)實(shí)類節(jié)目的應(yīng)用

新聞紀(jì)實(shí)類節(jié)目不管是影像新聞、訪談新聞還是現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道，其主要是通過節(jié)目闡述正在發(fā)生的熱點(diǎn)新聞事件，或者是闡述特定時(shí)代背景的典型人物故事，使社會(huì)人民對(duì)該人物產(chǎn)生關(guān)注。新聞紀(jì)實(shí)類節(jié)目的播報(bào)具有真實(shí)性與實(shí)效性的客觀要求，為了滿足之一點(diǎn)，XR 技術(shù)的植入不但使傳統(tǒng)新聞節(jié)目突破了時(shí)間的限制，其表現(xiàn)形式更加豐富多彩，內(nèi)容更加生動(dòng)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(zhǔn)分析事件背后所反映的道德準(zhǔn)則，透過事件的表象突出背后的價(jià)值觀念，所呈現(xiàn)的內(nèi)容效果是傳統(tǒng)新聞紀(jì)實(shí)節(jié)目闡述式播報(bào)所不能比擬的。在虛擬演播室內(nèi)將正在發(fā)生的場(chǎng)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(bào)、最新資訊和真實(shí)故事等各個(gè)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(diǎn)評(píng)語言，增強(qiáng)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(duì)事件本身做出評(píng)價(jià)和對(duì)生活有所領(lǐng)悟。

（二）娛樂晚會(huì)類節(jié)目的應(yīng)用

進(jìn)入科技蓬勃發(fā)展的新時(shí)代以后，在央視的春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)以及跨年演唱會(huì)節(jié)目的制作中，都導(dǎo)入了虛擬植入技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)完美的畫面效果，在央視聯(lián)歡晚會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)，舞臺(tái)全部升級(jí)為可升降的陣列模塊，目的是保證舞臺(tái)的完整性，避免畫面穿幫，并采取遠(yuǎn)景位拍攝方式，通過虛擬植入將觀眾以及舞臺(tái)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(chǎng)背景就是將5G 與XR 技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來設(shè)計(jì)的，虛擬場(chǎng)景和現(xiàn)實(shí)舞臺(tái)有機(jī)結(jié)合制造出一種博物館奇妙夜的感覺，當(dāng)場(chǎng)景切換至正式表演時(shí)，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(shí)代，并且通過藝術(shù)手法將唐代舞者的生活場(chǎng)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(chǎng)景增強(qiáng)對(duì)中國歷史文化的理解。這個(gè)舞蹈的成功所在是高效運(yùn)用了XR 技術(shù)，通過對(duì)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(chǎng)景、現(xiàn)實(shí)舞臺(tái)之間產(chǎn)生交互，并通過投影設(shè)計(jì)使舞臺(tái)呈現(xiàn)出最佳的舞美效果，讓虛擬世界與整個(gè)舞臺(tái)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(shì)，其帶來的商業(yè)價(jià)值與社會(huì)文化價(jià)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(shí)踐中不斷探索創(chuàng)新，將更好的視覺感官體驗(yàn)帶給觀眾，強(qiáng)烈激發(fā)觀眾情感，從而推動(dòng)電視節(jié)目可持續(xù)的特色發(fā)展。