淺談XR沉浸式演播室

張 浩 王雪瑩

1.2.內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái) 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

1 XR沉浸式演播室簡介

XR 沉浸式演播室是將XR虛擬拍攝技術(shù)應(yīng)用于演播室中，XR 虛擬技術(shù)是集合了AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）、VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）、MR（混合現(xiàn)實(shí)）于一體的視覺特效拍攝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)實(shí)環(huán)境到虛擬環(huán)境的融合和轉(zhuǎn)換。XR 虛擬拍攝有著3D 視覺逼真、仿真效果突出、虛實(shí)結(jié)合、置景靈活、虛擬無限拓展的特點(diǎn)。技術(shù)人員可以通過結(jié)合XR技術(shù)、攝像機(jī)動(dòng)態(tài)跟蹤和實(shí)時(shí)渲染技術(shù)，在LED 顯示舞臺(tái)上創(chuàng)造一個(gè)沉浸式全方位的環(huán)境，打造3D 視覺效果，所需場(chǎng)景可以在拍攝過程中直接呈現(xiàn)出來。XR 沉浸式演播室需搭建地屏和立屏，立屏通常選用曲面屏、兩塊屏拼接或三塊屏拼接組合。地屏通常用于模擬地面特效，要求地屏可承受大型設(shè)備的重量以及尖銳物體的劃蹭，通常為節(jié)目的效果更加豐富逼真會(huì)對(duì)地屏做延伸。立屏用于播放圖片或視頻。在XR 制作中，高質(zhì)量的LED 屏幕會(huì)同時(shí)顯示由圖形引擎預(yù)先載入的3D 虛擬環(huán)境，運(yùn)行的計(jì)算機(jī)需要擁有強(qiáng)大的圖形渲染能力，LED 地屏和立屏同時(shí)構(gòu)成了節(jié)目錄制或直播活動(dòng)的背景。在攝像機(jī)上加裝追蹤系統(tǒng)，攝像機(jī)圍繞著LED 環(huán)境內(nèi)被無縫結(jié)合起來的真實(shí)與虛擬元素進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，讓通過攝影機(jī)視角觀看的觀眾產(chǎn)生融合沉浸式的視覺效果。XR 沉浸式演播系統(tǒng)由以下幾個(gè)系統(tǒng)組成：媒體服務(wù)器系統(tǒng)、視覺特效軟件、跟蹤定位與動(dòng)作捕捉系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、LED 顯示系統(tǒng)、全光譜燈具系統(tǒng)、可移動(dòng)吊掛系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 XR 演播系統(tǒng)圖

2 XR沉浸式演播室的應(yīng)用

XR 虛擬演播室可代替?zhèn)鹘y(tǒng)綠箱演播室，傳統(tǒng)綠箱拍攝環(huán)境下，節(jié)目錄制完成后需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行精細(xì)的摳像處理，而XR 虛擬演播室不需要摳像，在錄制時(shí)通過渲染引擎播放3D 虛擬場(chǎng)景，工作人員可以在現(xiàn)場(chǎng)看到虛擬環(huán)境，還可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錄制的調(diào)整與指導(dǎo)，錄制畫面即為節(jié)目播出畫面，減少了后期摳像處理制作耗費(fèi)的時(shí)間和工作量，相比較傳統(tǒng)綠箱演播室，XR 虛擬演播室不僅節(jié)約了工作時(shí)間，而且還將節(jié)目的后期制作前置化。

XR 虛擬演播室比傳統(tǒng)實(shí)景演播室有更高的利用率，傳統(tǒng)實(shí)景演播室一套實(shí)景只能運(yùn)用于一檔節(jié)目，演播室背景利用率低，XR 沉浸式演播室3D 視覺逼真，仿真效果突出，用仿真效果代替實(shí)景，也可以虛實(shí)結(jié)合，不僅更加完美呈現(xiàn)節(jié)目，而且可隨時(shí)更換不同的場(chǎng)景，置景隨心所欲，一個(gè)演播室可以為不同的節(jié)目錄制提供服務(wù)，不僅提高了演播室的利用率，還可以小空間完成大場(chǎng)景的拍攝。解決了變換實(shí)體背景需耗費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力的情況，降低節(jié)目制作成本，豐富多彩的演播室場(chǎng)景設(shè)計(jì)可以用非常經(jīng)濟(jì)的手段來實(shí)現(xiàn)。在一些大型晚會(huì)錄制時(shí)，XR 虛擬演播室可以讓晚會(huì)更加的精彩紛呈。2021 年央視春晚中用到的XR 技術(shù)，讓虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界無縫銜接，讓身處兩地的人可以同屏出現(xiàn)。將現(xiàn)實(shí)舞臺(tái)上無法完成的效果精彩呈現(xiàn)，融通虛擬空間與現(xiàn)實(shí)世界。

XR 沉浸式演播室相比現(xiàn)有交互式演播室為主持人提供了便捷，而且可以幫助主持人更好的發(fā)揮，傳統(tǒng)交互式演播室只能播放圖片和視頻供主持人講解，而XR 虛擬演播室主持人在逼真的虛擬場(chǎng)景或者虛實(shí)結(jié)合的場(chǎng)景中，利用渲染引擎播放虛擬場(chǎng)景打造出豐富場(chǎng)景與人物交互感，前景與背景搭配層次分明。實(shí)時(shí)呈現(xiàn)的內(nèi)容可以讓主持人更好地與虛擬環(huán)境進(jìn)行交流互動(dòng)，仿佛在真實(shí)環(huán)境中完成節(jié)目錄制，而在傳統(tǒng)交互式演播室需要進(jìn)行盲猜或者踩點(diǎn)。

XR 沉浸式演播室生動(dòng)逼真的虛擬場(chǎng)景可以讓觀眾通過鏡頭更好的理解節(jié)目內(nèi)容，例如在體育賽事直播時(shí)，主持人置身于三維虛擬場(chǎng)景中，而且能在其中運(yùn)動(dòng)，虛擬場(chǎng)景的呈現(xiàn)和實(shí)時(shí)接入的外來信號(hào)接入從而創(chuàng)造出逼真的、立體感很強(qiáng)的電視播出效果，給觀眾更好的收看效果，XR 虛擬演播室還可以配置超脫現(xiàn)實(shí)的科幻場(chǎng)景，在紀(jì)錄片節(jié)目或者科普節(jié)目中為觀眾帶來身臨其境的體驗(yàn)，用虛擬環(huán)境將LED 屏幕之外的現(xiàn)實(shí)環(huán)境實(shí)時(shí)覆蓋，并完成虛擬環(huán)境拓展的處理。提升節(jié)目的感染力。并讓觀眾感受到超越LED 范圍的美妙世界。可以讓節(jié)目更加的精彩紛呈，將視覺效果的傳遞提升到一個(gè)新的維度，提高了節(jié)目的科技感。

3 XR沉浸式演播室現(xiàn)有不足

XR 虛擬演播室LED 屏的色彩、亮度對(duì)演播室的布燈的影響較大，要求精準(zhǔn)布光，需要用靈活的燈具，傳統(tǒng)固定安裝的燈具在XR 虛擬演播室錄制節(jié)目燈光效果不佳。

XR 虛擬演播室的LED 屏幕增大，分辨率都很大，由于算力的限制，小的渲染引擎不夠用，需要有足夠大的渲染引擎支持，對(duì)渲染引擎都有極大的考驗(yàn)力。

結(jié)束語

科技的飛速發(fā)展為電視節(jié)目的制作提供極大的便捷，提升了電視節(jié)目的視覺效果，節(jié)約了節(jié)目后期包裝所需時(shí)間，提高節(jié)目的科技感。XR 虛擬演播室真實(shí)場(chǎng)景和虛擬技術(shù)結(jié)合，虛擬技術(shù)補(bǔ)充現(xiàn)實(shí)，虛擬世界的代入感和設(shè)備的體驗(yàn)感讓人感受到身臨其境的感覺。給觀眾帶來前所未有的視覺盛宴，并且隨著5G 網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步落地，XR 技術(shù)知名度的持續(xù)提升，XR 虛擬技術(shù)在游戲、電影領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，在電視領(lǐng)域也將被越來越廣泛的應(yīng)用。