虛擬現實技術在音樂節目中的應用

賈 琦

（山西應用科技學院，山西 太原 030062）

0 引言

虛擬現實技術正在以前所未有的方式改變音樂表演領域。本文將深入探究虛擬現實技術在音樂節目中的應用，分析虛擬化身、虛擬演播室、360°全景音樂演出及虛擬音樂會等創新應用的影響，探討這些技術如何提供身臨其境的音樂體驗，創造更多創新的音樂制作和演出方式，以及如何擴大音樂的全球范圍和社交互動性。

1 虛擬現實技術概述

1.1 虛擬現實的概念

虛擬現實（Virtual Reality，VR）是一種計算機技術，通過模擬和模仿現實世界，使用戶能夠沉浸在虛構的環境中。用戶通過頭戴式設備、手套及控制器等硬件，可與計算機生成的三維環境進行互動。VR 技術旨在創造一種身臨其境的感覺，用戶可以在虛擬世界中自由移動、感知、聽見和互動，仿佛真正存在于虛擬的環境中[1]。這種技術在娛樂、教育、醫療、軍事及工業等領域都有廣泛的應用，提供了全新的沉浸式體驗和互動方式。

1.2 虛擬現實技術的系統構成

虛擬現實技術的系統構成包括3 個關鍵組成部分，分別是攝像機定位跟蹤系統、虛擬場景生成系統以及視頻色鍵合成系統，它們協同工作，以創造沉浸式的虛擬體驗[2]。

攝像機定位跟蹤系統使用攝像機和傳感器技術來追蹤用戶在虛擬環境中的位置和動作。頭戴式設備通常包含內置攝像機和傳感器，能夠實時監測用戶的頭部和身體運動。這些數據被傳送到計算機中，以便調整虛擬環境中的視角和視點，使用戶感覺自己身臨其境。攝像機定位跟蹤系統對于創造逼真的虛擬體驗至關重要，讓虛擬世界與用戶的動作保持同步。

虛擬場景生成系統負責創建和呈現虛擬環境，包括圖形引擎和計算機生成圖形技術，用于設計和渲染虛擬世界中的物體、場景、聲音和效果。這個系統需要高度的計算能力，以實時生成逼真的三維圖像和音效，以響應用戶的交互。虛擬場景生成系統的性能直接影響虛擬現實體驗的真實感和沉浸感[3]。

視頻色鍵合成系統用于將真實世界的圖像與虛擬環境相結合，以便用戶可以看到和感知虛擬對象和場景。這一過程涉及將攝像頭捕獲的視頻流與計算機生成的虛擬圖像進行融合，通常使用色鍵技術來實現這一目標。通過去除或透明化背景，將虛擬元素無縫地嵌入到真實世界中。視頻色鍵合成系統確保用戶在戴上頭戴式顯示設備時可以看到虛擬環境，而不是完全隔離于外部世界。

1.3 虛擬現實產業發展現狀

虛擬現實全產業鏈包括關鍵器件、終端外設、業務運營平臺、內容生產工具以及專用信息基礎設施等方面。虛擬現實產業的關鍵器件包括高性能低功耗專用處理芯片、超高清新型微顯示器件、自由曲面與光導波等光學器件[4]。虛擬現實終端外設向一體式、分體式、車載式及云化終端等多形態發展，在體積、續航、散熱、畫面質量及智能感知等指標方面有明顯提升。虛擬現實操作系統向3D 化、實時性及多任務等方面發展，視音頻系統裝置向裸眼觀看、沉浸式還音方向發展。虛擬現實業務運營平臺向線下、云化線上兩方面發展，線下以沉浸式劇場、主題樂園等形式為主，云化線上以服務平臺、運營平臺為主。線上云化虛擬現實運營與服務平臺具備內容聚合、分發、支付等能力。虛擬現實的內容生產工具離不開內容生產軟件、內容影音采集設備、內容編輯與傳輸工具的支持。虛擬現實內容生產軟件以三維場景編輯器、高精度云端實時渲染處理、虛擬現實視頻融合制播及沉浸式音頻編輯制作等為主，內容影音采集設備以3D 超高清全景攝像機、三維掃描儀、動作捕捉外設及聲場麥克風等為主，內容編輯與傳輸工具以云化算力資源池、網絡直播平臺及高性能傳輸網絡等為主。

2 虛擬現實技術在音樂節目中的應用

2.1 虛擬化身在音樂節目中的應用

虛擬化身指的是利用虛擬現實技術，將藝術家或音樂家的表演變成數字化的虛擬形象，讓其在虛擬環境中進行音樂演出[5]。虛擬化身可以讓音樂家或藝術家在虛擬環境中進行創意的音樂表演。他們可以通過虛擬角色展示自己，改變外貌和服飾，創造出與音樂作品情感、主題相契合的視覺效果。虛擬化身提供了對藝術家的親密觀察機會。觀眾可以近距離欣賞虛擬藝術家的表演，而不受地理位置的限制。這種近距離互動使觀眾更加深度地參與音樂表演，從而增強了音樂會的沉浸感和參與度。虛擬化身還能在音樂節目中擴大音樂家的創造空間。他們可以探索虛擬環境中的無限可能性，設計與音樂作品完美配合的虛擬舞臺和視覺元素，以提供獨特的音樂演出體驗。

元宇宙活動公司RLTY 與虛擬化身平臺Ready Player Me 合作，提高虛擬化身和可穿戴設備的互操作性，用于RLTY 沉浸式平臺建設。RLTY 沉浸式平臺可容納20 000 個虛擬化身，其高性能的沉浸式體驗與虛擬世界為音樂會開展提供技術與平臺支持。以2022 年江蘇衛視跨年晚會為例，依托虛擬現實技術和虛擬化身技術，實現了周深與鄧麗君的同臺演唱。

2.2 虛擬演播室在音樂節目中的應用

虛擬演播室利用虛擬現實技術，模擬出虛擬的演播室或音樂制作環境，使得音樂家、制作人和觀眾以前所未有的方式互動[6]。虛擬演播室為音樂制作提供了創新的工作環境。音樂制作人可以進入虛擬演播室，使用虛擬樂器和工具來創作音樂，而無須實際的樂器或硬件，大大擴展了音樂制作的可能性，使創作者可以更自由地嘗試不同的音樂元素和效果。虛擬演播室使得音樂家和制作人可以進行遠程協作。他們可以分布在不同的地理位置，但在虛擬環境中一起制作音樂。這種遠程協作加強了音樂團隊之間的聯系，促進了創造力和創新。虛擬演播室可以模擬各種音樂場地和演出場景，音樂家和觀眾可以選擇虛擬的演出地點。這種自定義的音樂場景提供了更豐富的視覺和聲音體驗，使音樂演出更加多樣化和引人入勝。

以世優科技公司的虛擬演播室為例，其在綠幕影棚內拍攝，采用攝像機跟蹤傳感系統，將虛擬三維場景與現場綠箱實現1 ∶1 精準定位匹配，與表演者進行實時合成，形成豐富多變和沉浸真實的直播畫面，虛擬演播室搭載了3D 虛幻引擎，實現真實質感、視覺特效、虛實互動等視覺感官效果，被廣泛應用于虛擬演唱會、音樂會等音樂節目中。2022 年，由世優科技公司虛擬演播室、虛擬數字人等技術支持的Wonders靈境系列虛擬演唱會，在酷狗音樂、酷狗直播、咪咕視頻及抖音直播等多平臺線上播放演出。

2.3 360°全景音樂演出

360°全景音樂演出將觀眾帶入一個全方位的音樂演出環境中，提供了沉浸式和身臨其境的音樂體驗。360°全景音樂演出通過虛擬現實頭戴設備，如頭盔和眼鏡，使觀眾能夠在虛擬環境中自由移動頭部，觀賞音樂會的每個角度。觀眾可以感受到音樂會現場的每一個細節，從音樂家的表演到舞臺設計，營造出一種身臨其境的感覺。這種應用拓展了音樂會的參與度。觀眾不再僅僅是坐在座位上被動地觀看演出，而是可以自由選擇自己的位置，與音樂家和其他觀眾互動，更深入地參與到音樂會中。這種互動性使得音樂會更具社交性和個性化。360°全景音樂演出可以在各種虛擬環境中進行，如音樂廳、戶外音樂節、奇幻場景等。觀眾可以選擇他們喜歡的音樂場地，使音樂會變得更富多樣性和具有創意。

以2021—2022 樂響巴渝·舞動山城“中國廣電之夜”跨年音樂會為例，通過虛擬現實技術、人工智能技術及子彈時間技術等，打造360°自由視角，讓觀眾能夠多角度、多場景、超高清觀看舞臺全景和演員的微妙表情變化，帶給用戶沉浸式體驗。

2.4 虛擬音樂會

虛擬音樂會重新定義了音樂演出的形式和體驗，將音樂會搬到虛擬世界中，創造了一個數字化的音樂演出環境，提供了一系列獨特的體驗。虛擬音樂會可以在虛擬環境中模擬各種音樂場地，從經典的音樂廳到奇幻的幻想世界。觀眾可以在虛擬空間中選擇他們喜歡的音樂會場地，使音樂體驗更具多樣性和個性化。虛擬音樂會使觀眾可以從世界各地參與，而不受地理位置的限制。無論身在何處，觀眾只需戴上虛擬現實頭戴設備，就可以與其他觀眾一起欣賞音樂會，與音樂家互動，創造了全球性的音樂社群。虛擬音樂會還提供了互動性機會，觀眾可以在虛擬環境中與音樂家和其他觀眾互動，參與音樂演出，甚至在虛擬世界中結識新朋友，使音樂會變得更富社交性。

2020 年，音樂人Travis Scott 在《堡壘之夜》舉辦“ASTRONOMICAL”虛擬演唱會，是基于虛擬現實技術的音樂與游戲等多元素跨界融合。音樂制作人Marshmello 以全息人物投影的形式進入《堡壘之夜》中搭建的虛擬舞臺，玩家們紛紛入場，可以和舞臺上藝人的虛擬形象進行近距離互動。該演唱會實時在線人數超過1 200 萬。以2021 年3 月愛奇藝THE9“虛實之城”沉浸式虛擬演唱會為例，充分運用各種虛擬沉浸技術，打造了原始叢林、埃及金字塔等16 個虛擬場景，并支持百人大屏互動、多機位自由切換及互動舞臺投票等功能，帶給觀眾極其震撼的超高清、沉浸式、臨場感虛擬音樂會體驗。

3 結語

在虛擬現實技術的引領下，音樂表演領域正經歷著前所未有的革命。虛擬化身、虛擬演播室、360°全景音樂演出和虛擬音樂會等應用為音樂家、制作人和觀眾帶來了全新的音樂體驗，打破了地理和物理的界限。虛擬現實技術不僅為音樂創作和演出提供了更多創意和互動性，還為音樂產業開辟了新的商機。這個領域的不斷演進將繼續塑造未來的音樂體驗，為音樂愛好者帶來更多驚喜和樂趣。