混合現實技術在廣播電視領域的應用

楊 龍

（武山縣文體廣電和旅游局，甘肅 天水 741300）

0 引言

隨著技術的飛速發展，混合現實（Mixed Reality，MR）已成為廣播電視領域的重要創新和變革因素。本文旨在探討MR 技術在廣播電視中的應用，揭示其潛在機會和挑戰。首先，深入研究MR 技術的基本概念、硬件和軟件組成以及與虛擬現實和增強現實的關系。其次，詳細討論MR 技術在不同類型電視節目中的實際應用，包括體育、綜藝、新聞等，展望未來發展趨勢。

1 MR 技術概述

1.1 MR 基本介紹

MR 是一種新興的技術范疇，融合了虛擬現實（Virtual Reality，VR）和增強現實（Augmented Reality，AR）的元素，以創造融合虛擬和真實世界的交互體驗。MR 技術定義為將數字虛擬信息與物理環境相互融合，使用戶能夠與虛擬物體和現實世界進行互動。其獨特特點包括環境感知、實時互動、虛擬對象與現實物體的交互等。MR 的基本構成通常包括頭戴式顯示設備、傳感器技術、計算設備以及相應的軟件應用。其工作原理是通過頭戴式顯示設備將虛擬對象疊加在用戶的真實視野中，同時通過傳感器技術捕捉用戶的動作和環境信息，以實現用戶與虛擬世界的互動。MR 技術在各領域具有廣泛的應用潛力，從娛樂、教育到醫療保健和工業，為用戶提供了前所未有的沉浸式體驗和實用性[1]。

I.2 MR 技術的硬件和軟件

MR 技術的實現涉及硬件和軟件兩個關鍵要素，這兩者共同構建了用戶與MR 環境的交互體驗。

頭戴式顯示設備是MR 技術的核心硬件。這些設備包括頭戴式眼鏡、頭戴顯示器和其他形式的可穿戴設備，如HoloLens、Magic Leap 等。它們通常配備了內置的顯示屏、傳感器、攝像頭和音頻輸出，以提供虛擬信息的實時顯示，并能夠與用戶的頭部運動互動，實現虛擬和真實世界的疊加。

MR 應用的開發需要專門的開發平臺和工具，包括用于創建虛擬場景、編寫交互代碼和測試應用的軟件開發工具，如Unity3D、Unreal Engine 等。開發者還需要訪問MR 設備的軟件開發工具包（Software Development Kit，SDK），以充分利用設備的功能和傳感器。這些開發平臺和工具為開發者提供了構建MR 應用程序的關鍵資源，以滿足各種行業需求，從游戲和培訓到醫療保健和建筑。綜合而言，MR 技術的硬件和軟件組成了其基礎架構，為用戶提供了交互式、沉浸式的體驗，并為開發者提供了創造各種創新應用的工具。這兩個要素協同作用，推動了MR 技術在不同領域的廣泛應用和發展[2]。

1.3 AR、VR、MR 的關系

AR 是一種技術，將數字信息疊加在真實世界中，以擴展現實世界的感知和認知。AR 通過頭戴設備或移動設備的攝像頭捕捉真實世界的圖像，然后通過計算機圖形處理將虛擬元素（如文字、圖像或3D 對象）疊加在這些圖像上，使用戶能夠看到虛擬內容與真實環境的融合。VR 技術通過全沉浸式體驗將用戶帶入虛擬世界，完全隔離他們于現實環境。用戶戴上VR 頭顯，被完全包圍在計算機生成的虛擬環境中，以感知和與虛擬世界互動。AR 與VR、MR 的主要區別在于用戶與真實世界的關聯。AR 融合虛擬元素和現實環境，VR 將用戶完全隔離于虛擬環境，而MR 將虛擬元素疊加在現實世界中，同時保持用戶與真實環境的聯系。AR、VR 和MR 之間存在相互聯系。AR 和VR 技術可以結合使用，創建MR 體驗。例如，在AR 中使用VR 眼鏡，將虛擬元素與用戶的周圍環境融合，創造MR 體驗。AR 側重于增強真實世界，VR 追求完全虛擬體驗，而MR 是虛擬與真實的結合[3]。AR 保持了用戶與真實世界的聯系，而VR 將用戶從真實環境中隔離開來。MR 則在兩者之間尋找平衡，創造了虛擬和現實世界的融合，使用戶能夠在虛擬元素和真實環境之間互動。這三者在不同應用場景中各有獨特優勢。

2 MR 技術在廣播電視領域的應用

2.1 MR 技術在電視節目中的應用

MR 技術在電視節目中的應用，為觀眾帶來了沉浸式、互動性和信息豐富的觀看體驗。在體育節目中，MR 使觀眾能夠實時查看比賽數據、虛擬標記和視角切換，以更好地理解比賽進程。在綜藝節目中，MR 可以用于創造交互游戲、虛擬景點和特效場景，增強觀眾的參與感。在新聞節目中，MR可以用于可視化數據呈現、實時地理位置標記以及虛擬演示，提供更生動、詳細的新聞報道。這些應用讓觀眾與內容互動，深化了他們對電視節目的理解和參與感，同時提高了電視節目的吸引力和教育價值。

以2022 年北京冬奧會為例，依托5G 和MR 技術，實現5G 混合現實MR 智慧雪場、8K 視頻傳輸、5G 全視角賽事服務和自由視角賽事直播等，通過5G 網絡提供了實時、高清晰度的8K 視頻傳輸，讓觀眾無縫沉浸在賽事中。MR 技術將觀眾置于全景虛擬環境，提供自由視角賽事直播，讓他們自主選擇觀看角度，以獲得個性化的體驗。5G 還支持全視角賽事服務，提供實時數據和多維度信息。這一創新整合了技術和娛樂，為觀眾帶來前所未有的體育觀看體驗。

以河南衛視中國節日系列節目為例，《唐宮夜宴》《元宵奇妙夜》《清明時節奇妙游》《端午奇妙夜》《七夕奇妙游》《中秋奇妙游》等節目一經播出便深受觀眾喜愛，是文化與科技的完美結合，通過AR、VR、MR、三維建模等技術，將不同節日的虛擬背景畫面與演員的實景演繹相融合，為觀眾帶來沉浸式、臨場感的觀看體驗。以《七夕奇妙游》開場舞《龍門金剛》為例，通過AR、MR 與超高清視頻技術，以360°VR 攝影完成龍門石窟實景拍攝，并通過AR、MR 與4K 等技術實現古風舞蹈與龍門石窟的完美融合。以《唐宮夜宴》為例，充分融合了5G、AR、MR 等技術，將盛唐文化以俏皮靈動的舞姿與國寶國潮融合形式呈現，通過虛實相接的舞蹈藝術，生動呈現唐朝少女化妝與演奏的過程[4]。

以2021 年全國兩會為例，人民日報智慧媒體研究院提供MR 第一視角直播方案，充分融合了MR、人工智能（Artificial Intelligence，AI）和5G 等技術，使用杭州Rokid 科技公司自主研發的MR 眼鏡助力兩會新聞報道。MR 眼鏡集智能采訪、AI 輔助創作、新聞追蹤等多種功能于一身，助力新聞記者的新聞采編與生產工作，在策劃、采訪、編輯及發布過程提升新聞生產力[5]。

2.2 MR 技術在電影中的應用

在電影領域，MR 技術為電影制作者提供了創造性的視覺效果。在科幻片中，MR 可以用于創造虛擬世界、外星生物和未來科技，使電影更加震撼，使觀眾沉浸在影片的幻想世界中，增強了觀看體驗。在紀錄片制作中，MR 可以用于可視化數據、虛擬重建歷史事件和提供生動的信息呈現，豐富了教育和娛樂性。MR 還在電影后期制作中可用于特效合成和修圖，提高了視覺質量和觀賞性。這些應用使電影更具吸引力和創新性，為觀眾帶來了更深刻的電影體驗。

以科幻電影為例，MR 技術在科幻電影中創造了引人入勝的虛擬世界。例如，在《阿凡達》中，導演詹姆斯·卡梅隆利用VR、MR 技術創造了潘多拉星球，讓觀眾沉浸在異星文化環境中。電影《頭號玩家》展示了MR 游戲的未來，將虛擬世界與現實世界互動，呈現了一個充滿冒險和創意的未來。這些電影利用MR 技術拓展了電影體驗的邊界，為觀眾提供了難以置信的視覺和情感冒險[6]。

以中央電視臺科教頻道和國家航天局新聞宣傳中心聯合制作的大型紀錄片《飛向月球》為例，紀錄片采用4K 超高清分辨率，提供了出色的視覺質量，細節清晰，使觀眾更好地感受太空的宏偉和細微之處[7]。全球首個4K MR 實時數字特效制作攝影棚結合了4K 超高清技術和MR 技術，通過實時數字特效，在拍攝過程中為場景增添虛擬元素，如太空船、行星表面等[8]。觀眾能夠身臨其境地看到這些虛擬元素與實際拍攝的環境相互作用，增強了紀錄片的沉浸感。紀錄片采用大量原創三維動畫，以直觀、生動的方式解釋科學原理和月球探索過程。MR 技術在紀錄片中的應用，通過模擬月球的視覺和聲音效果，使觀眾感受到真實的月球環境，增加了情感共鳴和科學興趣，讓觀眾仿佛親臨現場[9]。《飛向月球》紀錄片的制作中，MR 技術提供了全新的科學教育和娛樂體驗，將科學主題與視覺沉浸性相結合，帶給觀眾前所未有的多維度、立體化的視聽享受。這是MR 技術在紀錄片制作中的杰出應用范例，MR 為科學普及和娛樂產業帶來了有趣和富有教育性的創新[10]。

3 結語

MR 技術在廣播電視領域展示了廣泛的創新和應用潛力。從電視節目制作到電影制作，MR 豐富了觀眾的體驗，增加了互動性，為廣播電視單位提供了技術支持。MR 技術的不斷發展和廣播電視行業的接受，將在未來塑造媒體和娛樂的新格局。