5G、元宇宙背景下廣播電視媒體技術演進與方向研究

李 彤，李德兵

（西安工程大學 新媒體藝術學院，陜西 西安 710043）

0 引 言

5G商用發展對中國數字化進程發展有深遠的影響。2021年，“十四五”規劃綱要將5G發展放在了重要位置。2022年是我國5G商用的第三年，5G網絡覆蓋已從城市拓展到縣城與鄉鎮。截止2021年9月，5G終端連接數超過4.5億。5G在我國國民經濟大類里有超過39類應用，在廣播電視媒體行業的應用也逐漸深入。全國多地啟動廣電5G網絡服務試運營，廣電網絡初步形成“有線+5G”的融合發展新格局。2021年被行業稱為“元宇宙”元年。2021年10月，扎克伯格宣布進軍元宇宙，并將Facebook改名為Meta。2021年11月，微軟旗下平臺進軍元宇宙。國內科技與互聯網巨頭也紛紛入局元宇宙，中國移動、字節跳動、騰訊等企業開始布局元宇宙，由此引發各行業的革新發展。目前，元宇宙技術除了在游戲、教育行業得以應用，與廣播電視媒體行業的結合也逐漸展開。2022年，湖南廣播影視集團新型主流媒體建設“芒果元宇宙”，在全國率先開展5G頻道試點。福建省廣播影視集團推出全國兩會“元宇宙”訪談，推動“智慧廣電+”建設。從5G到元宇宙，技術的變遷與發展對廣播電視媒體行業產生深遠影響，推動廣播電視媒體行業的創新、變革與發展。

1 5G、元宇宙技術的疊加與融合應用

1.1 元宇宙的發展歷程

元宇宙（Metaverse）是概念也是技術。它融合了混合現實、云計算、區塊鏈、人工智能以及物聯網等數字技術，是互聯網發展的新階段[1]。元宇宙的概念首次提出是在1992年，美國小說家斯蒂芬森的科幻小說《雪崩》，創造了一個不同于以往互聯網的空間、與現實世界平行的三維數字空間。

元宇宙的概念在公眾中的傳播與科幻電影有密切關系。2018年，科幻電影《頭號玩家》向人們清晰地介紹了元宇宙的內涵。電影中的角色通過佩戴相關設備，能夠進入一個虛擬世界，在虛擬世界完成一系列行為。2021年，清華大學沈陽教授團隊發布《2020年—2021年元宇宙發展研究報告》，從理念、產業、風險等模塊對當前元宇宙的發展作出全面介紹。

2020年是人類社會虛擬化的重要臨界點。新冠疫情在全球的肆虐加速了社會虛擬化發展，對人們認知的轉變也造成重要影響。人們生活、工作大規模從線下向線上轉移。2021年是元宇宙元年，元宇宙在全球范圍內呈現井噴式發展。美國是元宇宙產業發展大國，Roblox、Facebook、Epic games、Microsoft、Decentraland等企業的元宇宙布局已全面展開。我國企業也在向元宇宙資本布局，以騰訊、字節跳動、網易、莉莉絲及米哈游等企業為代表，在元宇宙社交平臺、元宇宙游戲、虛擬演出服務及VR設備等領域進行投資布局。

1.2 元宇宙的通信基礎5G

5G憑借高速率、低延時、低能耗、大規模設備連接等優勢成為元宇宙通信的基礎。拓展現實（Extended Reality，XR）設備想要為用戶帶來高度沉浸式體驗，需要高分辨率與幀率的支持。5G、6G技術是解決虛擬世界與現實世界連接的關鍵技術[2]。5G商用的推進，使中國進入數字科技時代，網絡覆蓋擴展延伸，覆蓋范圍拓展至縣鄉鎮區域，獨立組網連接成為主流模式，虛擬專網在行業廣泛落地。在未來6G時代，通信技術會迎來新發展，沉浸化、智慧化、全域化的特點會進一步推動元宇宙技術體系的發展。

1.3 元宇宙的算力基礎——云計算

元宇宙有大量的數據運算，需要云存儲、云計算、云渲染等算力支持。以當前元宇宙的大型游戲為例，其多采用客戶端+服務器的形式運行，客戶端和服務器的性能、承載力對游戲最終沉浸式效果有直接的影響。云計算系統是支撐元宇宙的重要基礎設施，云端圖形設計和計算會實現運算與顯示的分離[3]。

1.4 元宇宙的虛實界面——拓展現實

元宇宙構建了真實世界與虛擬世界聯通的界面，其中實現虛擬與現實連接的關鍵包括擴展現實、機器人、腦機接口等，XR融合了虛擬現實（Virtual Reality，VR）、增強現實（Augmented Reality，AR）、混合現實（Mixed Reality，MR）等技術，是目前人機交互的重要形態，帶給用戶視覺、聽覺、觸覺、嗅覺及味覺等方面的沉浸式體驗[4]。

1.5 元宇宙的生成邏輯——人工智能

元宇宙最終效果的呈現離不開人工智能（Artificial Intelligence，AI）的支持。AI技術能夠讓元宇宙擺脫人工腳本限制，使游戲玩家能夠在元宇宙中自由探索與創造。AI技術能夠極大提升元宇宙的運算能力，在內容生產、內容呈現、內容審查方面提高效率。內容生產方面，AI技術能夠自動生成更多不重復的內容。內容呈現方面，在AI技術支持下，元宇宙的內容呈現更有組織針對性。內容審查方面，AI技術的支持，使元宇宙能夠完成海量內容審查[5]。

1.6 元宇宙的認證機制——區塊鏈

在元宇宙產業的發展過程中，區塊鏈去中心化的虛擬貨幣能夠使元宇宙經濟體系得以健全，支持數字商品的交易行為。區塊鏈憑借其數據存儲安全性、不可篡改性等優勢，保證元宇宙數字資產與數字交易的安全性。在國內，騰訊、阿里、網易等互聯網企業也都陸續推出了數字藏品項目。

2 5G、元宇宙背景下廣播電視媒體技術演進與方向

2.1 虛擬主播與虛擬偶像

人工智能的發展，實現了與媒體行業的深度融合，推動虛擬主播、虛擬偶像的發展。2014年是我國人工智能興起的元年，2017年是人工智能與各行業結合應用的元年。人工智能在廣播電視媒體領域有更多的應用。人工智能在廣播電視媒體行業中顯著的應用就是虛擬主播、虛擬偶像。以微軟小冰、新華社人工智能合成主播、百度人工智能解說為代表，人工智能虛擬主播體現了各項新技能的結合應用，隨著新技術的不斷發展，虛擬主播、虛擬偶像在形象、語言、人性化神態等方面都有顯著提升。

虛擬主播、虛擬偶像的發展經歷了5個階段。2000年是誕生萌芽時期，2001—2005年是蓬勃發展時期，2006—2010年是發展停滯時期，2011—2014年是技能提升時期，2015年至今是智能轉型時期。2021年，《廣播電視和網絡視聽“十四五”科技發展規劃》明確提出要推動虛擬主播應用于新聞播報、天氣預報、綜藝科教等節目生產，提高制播效率和智能化水平。2021年，黑龍江廣播電視臺啟動“凱小淇”虛擬主播對話機器人研發及應用項目。2021年12月，安徽廣播電視臺與文化科技公司共同推出數字虛擬主播，運營虛擬IP，不斷完善元宇宙技術生態。除了虛擬主播，虛擬偶像也不斷發展，2007年，日本虛擬歌姬初音未來憑借幾首歌曲爆火；2012年7月12日，洛天依作為中文虛擬歌手正式出道；雅馬哈公司的中國內地女虛擬歌手，于2017年在上海舉辦第一場個人演唱會。虛擬偶像在廣播電視媒體中的應用增強了與觀眾的互動，提升了節目趣味性。

當前，虛擬主播、虛擬偶像的發展還處在初級階段，成本問題、虛擬人物表情、技術故障問題等還需要進一步改善。在廣播電視媒體行業，虛擬主播與虛擬偶像有廣泛的應用空間，會成為未來視頻內容的主要提供者。虛擬主播、虛擬偶像與元宇宙的結合，有助于提升用戶在虛擬世界的付費意愿，構建元宇宙的經濟邏輯。

2.2 無人機新聞

在廣播電視媒體領域，無人機新聞的應用與普及給人們帶來新的視聽體驗。元宇宙世界中，無人機新聞播報也會成為主流趨勢。2016年，美國有線電視新聞網開創了無人機新聞采訪先河，提高了新聞采訪的效率，同時也保障了一線新聞采訪的安全性。我國無人機新聞集中出現2012年左右。2015年，我國首支無人機新聞播報隊伍成立。2017年，中央廣播電視總臺完成金磚國家領導人廈門會晤宣傳報道，首次使用系留無人機，創新了時政直播開篇報道模式。

隨著人工智能技術的不斷革新，無人機新聞會有更廣闊的發展空間，從現階段的無人機新聞拍攝，到未來無人機新聞的智能處理，會減少工作人員的工作負擔。無人機新聞在元宇宙領域的應用會經歷弱元宇宙、強元宇宙、超元宇宙階段。超元宇宙發展階段是無人駕駛高度發展、腦機接口機器人技術高度成熟階段，無人機新聞報道會更加成熟，豐富元宇宙世界的文化內涵。

2.3 沉浸式、互動式傳播

隨著擴展現實技術的發展，元宇宙世界的社會體系會更加完善，人們借助手機、電腦等設備就能夠實現VR/AR短片、視頻、新聞、電影及電視劇的拍攝、制作、觀看，廣播電視媒體的沉浸式與互動式體驗感增強。以紀錄片為例，虛擬現實、三維動畫及人工智能等技術的應用，拓展了紀錄片的邊界，催生了VR紀錄片、交互式紀錄片及動畫紀錄片等新形式。例如，紀錄片《生命之滇》通過5G、8K、虛擬現實、多軌全景聲采集和擬音等技術，為觀眾帶來了沉浸式的紀錄片觀看體驗。又如，近十年的春節聯歡晚會舞臺都有用到增強現實技術，提升了春晚舞臺的節目效果。

當前，我國廣播電視媒體與VR、AR等技術的融合應用還處在初級探索階段。未來，5G應用逐漸成熟，大數據、云計算、區塊鏈、VR、AR等新技術會在廣播電視媒體行業有更廣泛的應用，打造智慧廣電新業態。

3 結 語

5G、人工智能、物聯網等新技術推動廣播電視節目拍攝、后期制作、內容存儲、分發傳輸、終端呈現等環節的創新發展，元宇宙有廣闊的發展空間。廣播電視媒體行業作為元宇宙的主要應用場景之一，混合現實、云計算、區塊鏈、人工智能、物聯網等技術的發展，有助于推動廣播電視媒體行業的轉型升級。