增強現(xiàn)實技術(shù)在新聞節(jié)目中的應(yīng)用

趙子劍

（河南廣播電視臺，河南 鄭州 450000）

0 引 言

增強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）技術(shù)是一種將虛擬信息與真實世界相結(jié)合的技術(shù)。通過智能設(shè)備如手機、平板或AR 眼鏡，用戶可以在看到真實世界的同時，看到疊加在上面的虛擬信息。近年來，隨著AR 技術(shù)的不斷發(fā)展，其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注。在新聞節(jié)目中，AR 技術(shù)可以為觀眾提供更直觀、生動的新聞報道，提升新聞的傳播效果和觀眾的觀看體驗。

1 AR 技術(shù)概述

1.1 AR 的概念

AR是一種融合虛擬與現(xiàn)實世界的計算機技術(shù)，通過手機、頭戴設(shè)備或平板電腦等顯示屏，在用戶的真實感知環(huán)境中疊加虛擬對象、信息或交互元素。AR 通過實時感知、跟蹤和計算，使用戶能夠與現(xiàn)實世界互動，并為用戶提供豐富的增強信息和體驗[1]。

1.2 AR 的關(guān)鍵技術(shù)

AR 的關(guān)鍵技術(shù)包括近眼顯示、內(nèi)容制作、網(wǎng)絡(luò)通信、渲染計算及感知交互等。

（1）近眼顯示。近眼顯示技術(shù)將虛擬信息以逼真的方式疊加到用戶的視野中，通常通過頭戴式顯示設(shè)備、智能眼鏡或手機應(yīng)用實現(xiàn)。近眼顯示在現(xiàn)實路徑技術(shù)方面的代表有有源矩陣有機發(fā)光二極體（Active-Matrix Organic Light Emitting Diode，AMOLED）、硅基液晶（Liquid Crystal on Silicon，LCOS）、硅基有機薄膜電致發(fā)光器件（OLED on Silicon，OLEDOS）、數(shù)字式光處理（Digital Light Processing，DLP）、Micro-LER。光波導(dǎo)主要技術(shù)路徑有陣列光波導(dǎo)、表面浮雕光柵波導(dǎo)、全息體光柵波導(dǎo)。焦面顯示主要技術(shù)路徑有雙焦平面顯示、雙焦面切換顯示、連續(xù)可變焦顯示、多焦平面顯示、曲面焦面顯示、光場顯示及全息顯示等。

（2）內(nèi)容制作。從用戶與內(nèi)容的交互程度劃分，可以把AR 業(yè)務(wù)分為弱交互和強交互兩大類。弱交互業(yè)務(wù)主要以用戶被動地觀看全景視頻、直播等形式為主，強交互業(yè)務(wù)主要體現(xiàn)在游戲、互動教育等領(lǐng)域，需要根據(jù)用戶實際需求設(shè)置個性化的交互信息，進(jìn)而獲得更加沉浸式的交互體驗。內(nèi)容制作方面的技術(shù)包括WebXR、OS、OpenXR 等。這些技術(shù)的發(fā)展推動了內(nèi)容制作與各終端平臺、操作系統(tǒng)之間的深度融合。

（3）網(wǎng)絡(luò)通信。實時AR 應(yīng)用通常需要在云端服務(wù)器和終端設(shè)備之間進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)交換，以獲得實時的信息更新和內(nèi)容傳遞。高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通信是AR 技術(shù)成功的關(guān)鍵，確保用戶能夠獲得準(zhǔn)確、及時的增強信息。第五代固定網(wǎng)絡(luò)（F5G）千兆寬帶與5G 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的雙千兆接入網(wǎng)絡(luò)連接，為AR 業(yè)務(wù)應(yīng)用場景提供傳輸推流、編解碼、最低時延路徑、高寬帶低時延等技術(shù)支持，增強現(xiàn)實承載網(wǎng)絡(luò)向IP 架構(gòu)簡化、全光網(wǎng)絡(luò)、端網(wǎng)協(xié)同等方向發(fā)展。

（4）渲染計算。將虛擬對象融入現(xiàn)實世界，需要復(fù)雜的計算，包括虛擬對象的位置、光照、陰影和物理交互等。隨著云渲染、人工智能與注視點技術(shù)的發(fā)展，渲染技術(shù)在AR 領(lǐng)域得到更深入的應(yīng)用。云渲染支持云網(wǎng)邊端協(xié)同渲染，能夠有效降低終端配置成本，基于人工智能的深度學(xué)習(xí)渲染能夠有效平衡渲染質(zhì)量、速度、能耗、成本等多維度指標(biāo)，基于眼球追蹤的注視點渲染與注視點光學(xué)成為渲染計算的熱點框架。

（5）感知交互。AR 技術(shù)需要感知用戶的環(huán)境和動作，以實現(xiàn)互動性和逼真感。追蹤定位、沉浸聲場、手勢追蹤、三維重建、語音識別、氣味模擬、虛擬移動及腦機接口等感知交互技術(shù)的發(fā)展，推動感知交互向自然化、情景化與智能化方向發(fā)展[2]。

1.3 AR 產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

當(dāng)前，我國AR 產(chǎn)業(yè)在核心技術(shù)領(lǐng)域處在研發(fā)待攻克階段，應(yīng)用領(lǐng)域處在試探性階段。AR 產(chǎn)業(yè)鏈涉及核心技術(shù)、硬件設(shè)備、軟件相關(guān)及應(yīng)用場景等諸多方面，產(chǎn)業(yè)鏈較長。在整機廠商方面的代表企業(yè)有杭州靈伴科技、亮亮視野、雷鳥、聯(lián)想、華為及小米等。在光學(xué)模組方面的代表企業(yè)有慧牛科技、鴻蟻光電、三級光電及呈格等。在微顯示屏方面的代表企業(yè)有三安光電、視涯科技及芯視元等。在感知交互方面的代表企業(yè)有科大訊飛、杭州靈伴科技、云知音及七鑫易維等。在主控芯片方面的代表企業(yè)有紫光展銳、安謀科技及瑞芯微電子等。未來，我國AR 產(chǎn)業(yè)有望朝著硬件、軟件、內(nèi)容三方面螺旋促進(jìn)模式發(fā)展[3]。

2 AR 技術(shù)在新聞節(jié)目中的應(yīng)用

2.1 AR 演播室在新聞節(jié)目中的應(yīng)用

AR 演播室由多個關(guān)鍵組成部分構(gòu)成。第一，虛擬背景。使用AR 技術(shù)，演播室可以創(chuàng)建虛擬背景，使新聞主持人和記者仿佛置身于新聞事件的現(xiàn)場。第二，實時數(shù)據(jù)可視化。借助AR，演播室可以實時顯示數(shù)據(jù)、圖表和圖形，以解釋復(fù)雜的信息和趨勢。第三，互動元素。觀眾可以與AR 元素互動，如通過手勢或觸摸屏幕與虛擬對象進(jìn)行互動。第四，多攝像頭設(shè)置。攝像頭安置在不同的角度，以便捕捉虛擬和真實世界的元素，使其無縫融合。

以北京廣播電視臺的AR 演播室為例，在構(gòu)建AR 演播室過程中，技術(shù)人員將計算機圖形圖像技術(shù)、攝像機跟蹤技術(shù)、實時引擎渲染技術(shù)融合AR 虛擬植入系統(tǒng)，使演播室在材質(zhì)渲染、粒子系統(tǒng)、實時攝像機和光線追蹤等方面的性能大幅度提升。北京廣播電視臺的在線包裝和虛擬植入系統(tǒng)實現(xiàn)跨設(shè)備、跨類別統(tǒng)一操作，擴大操作空間，極大提升北京廣播電視臺的AR 新聞節(jié)目制作能力。在2019 年第二屆“一帶一路”國際合作高峰論壇期間，北京廣播電視臺通過AR 演播室制作了特別新聞直播節(jié)目《新時代 新思路 新篇章》，通過基礎(chǔ)建模、貼圖繪制和豐富細(xì)節(jié)三個流程，使用Viz Artist（3D 制作軟件）構(gòu)建陸路絲路、海上絲路、羊皮紙路線圖、沿線國家國旗以及中歐班列等5 個三維場景。在中歐班列重點場景構(gòu)建過程中，制作團(tuán)隊打造了虛擬AR 場景與Virtual Window 虛擬窗口場景，通過Clipper 插件、Live 信號和虛擬攝像機構(gòu)建演播室大屏內(nèi)草原藍(lán)天白云的遠(yuǎn)景、列車三維場景以及AR 植入模式列車三維場景。此外，北京廣播電視臺還運用AR 演播室制作了《美麗北京 繽紛世園》《金環(huán)日食大直播》等新聞直播活動[4]。

2.2 基于AR 技術(shù)的AR 新聞應(yīng)用場景

與傳統(tǒng)的文字、圖片、視頻新聞內(nèi)容相比，AR 新聞拓展空間的表現(xiàn)力更強。AR 與虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）相比，硬件要求低，在新聞領(lǐng)域的應(yīng)用賦予新聞虛實結(jié)合、實時交互、多樣化信息傳播等特點。AR 新聞的應(yīng)用包括如下場景。

（1）實時報道。AR 可用于實時新聞報道，如自然災(zāi)害、社會事件或突發(fā)新聞等。通過AR，新聞機構(gòu)為觀眾提供實時的信息、地圖和可視化數(shù)據(jù)，幫助他們更好地理解和應(yīng)對當(dāng)前事件。

（2）體育報道。AR 技術(shù)可用于改善體育新聞報道。觀眾通過AR 應(yīng)用程序觀看比賽時的實時統(tǒng)計數(shù)據(jù)、戰(zhàn)術(shù)分析和3D 模擬重播，提高了觀眾對比賽的理解和參與感。

（3）歷史場景重現(xiàn)。AR 技術(shù)可將歷史事件和場景重現(xiàn)在觀眾眼前。這種應(yīng)用使得觀眾可以親身體驗歷史事件，增進(jìn)其對歷史的理解和教育效果。

（4）互動故事。新聞機構(gòu)可利用AR 技術(shù)創(chuàng)建互動性強的新聞故事，觀眾通過觸摸屏幕或手勢控制來瀏覽和參與新聞故事，使他們成為新聞報道的一部分。

（5）文化報道。在文化新聞中，AR 技術(shù)可用于藝術(shù)品展覽、博物館導(dǎo)覽和歷史遺址講解，觀眾使用AR 應(yīng)用程序來獲得關(guān)于文化和藝術(shù)的深入信息。

以2018 年新華社客戶端發(fā)布的增強現(xiàn)實新聞報道《AR 看兩會｜政府工作報告中的民生福利》為例，這是全國首次運用AR 技術(shù)進(jìn)行兩會新聞報道。新華社客戶端5.0 版本支持AR 呈現(xiàn)，用戶通過掃描相關(guān)物體和圖像，可在手機上觀看AR 新聞報道。新華社客戶端設(shè)置了交互場景和新聞彩蛋，提升了AR新聞的交互性，帶給觀眾全新的新聞觀看體驗[5]。

2.3 AR 云平臺助力新聞制作

AR 云平臺（AR Cloud Platform）是一種基于云計算和AR 技術(shù)的創(chuàng)新平臺，旨在構(gòu)建虛擬與現(xiàn)實世界的連接和交互環(huán)境。AR 云平臺具有以下關(guān)鍵特點。

（1）環(huán)境感知。AR 云平臺能夠?qū)崟r感知用戶的環(huán)境，包括位置、場景及物體等，從而為用戶提供與其周圍環(huán)境相關(guān)聯(lián)的虛擬信息。

（2）共享和協(xié)作。用戶可以在AR 云平臺上創(chuàng)建、編輯和分享AR內(nèi)容，從而實現(xiàn)協(xié)作和信息共享。這對于教育、娛樂和企業(yè)應(yīng)用具有潛力。

（3）實時更新。AR 云平臺可以不斷更新和改進(jìn)虛擬內(nèi)容，以反映現(xiàn)實世界的變化，如商店的庫存、天氣條件等。

（4）位置服務(wù)。AR 云平臺還可以提供高精度的位置服務(wù)，幫助用戶在室內(nèi)和室外環(huán)境中進(jìn)行導(dǎo)航和定位。

AR 云平臺已經(jīng)在游戲、導(dǎo)航、社交媒體、傳媒和工業(yè)維護(hù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在新聞制作方面，新聞媒體單位AR 新聞的制作通常是與AR 技術(shù)公司合作完成，依托AR 技術(shù)公司的AR 云平臺完成新聞節(jié)目的制作。

以亮風(fēng)臺AR 云服務(wù)平臺HiAR Cloud 為例，其提供AI/AR 算法服務(wù)、BigData 數(shù)據(jù)服務(wù)、Connection 通信服務(wù)三大核心云服務(wù)，推動GIS-BIM-Object 三級物理世界數(shù)字孿生的建立[6]。亮風(fēng)臺AR 云服務(wù)平臺為新聞媒體單位提供了AR新聞制作平臺與技術(shù)，如為人民網(wǎng)、人民視頻、山西日報等提供AR 新聞制作方案，協(xié)助《陜西日報》完成“植樹節(jié)”“兩會”AR新聞制作。

3 結(jié) 語

本文深入探討了AR 技術(shù)在新聞節(jié)目中的應(yīng)用，突出了AR 的創(chuàng)新潛力，如虛擬新聞演播室、AR 新聞應(yīng)用場景以及AR 云平臺新聞制作等。隨著AR 技術(shù)的不斷發(fā)展，新聞行業(yè)將繼續(xù)受益于其各種應(yīng)用，以提高新聞報道的質(zhì)量和吸引力，同時滿足觀眾的需求。