XR 技术在电视节目制作中的探索与应用研究

2021-01-15张旭广东广播电视台

环球首映 2021年8期

张旭广东广播电视台

近年来，我国媒体市场发生了明显变革，各类新兴媒体纷纷崛起，为传统媒体行业带来了极大的竞争压力。面对这一局面，以电视为代表的传统媒体要想赢得竞争、吸引受众，就必须要不断提高自身的节目制作质量与综合技术水平，而XR 技术正是能够强化电视节目视觉表现力、氛围营造力与受众吸引力的重要工具。因此，我们有必要对XR 技术在电视节目制作中的应用路径展开深入探索。

一、XR 技术的相关概述

XR 技术是VR、AR、MR 技术的统称，其标志着电子计算机技术的体验革命开始，以人机交互方式为主的科技领域变革。其中VR 是计算机仿真技术的开始，由美国计算机图形之父研发出来的，起初只是一个计算机图形驱动显示器，可以对头部位置进行跟踪监控，简称VR。随着虚拟现实与增强现实、混合现实的高度融合，使计算机仿真技术深化为虚拟现实沉浸式技术，这些高新技术为用户带来了全新的体验。扩展现实，即XR 技术，更突出的是将虚拟世界与现实世界有机的结合在一起。通过让用户处在计算机虚拟世界中，制造虚拟场景与现实场景互动环境，使用户从视觉、听觉、触觉的感受中增强沉浸式的体验感。在这个过程中，增强现实，即AR，在虚拟现实的基础上通过建立三维空间模型、智能交互技术、对物体移动的追踪监控以及光线传感等技术巧妙的将现实世界与虚拟信息无缝结合在一起，从而制造出场景的真实感。再通过混合现实，即MR，进一步优化升级，创造实时交互的综合环境，其重点主要放在用户对信息的充分感知上，并结合用户所处在的真实环境全方位的制定感知计划，能够准确的识别物体或用户所在的位置，物体在真实空间中何时应开启或关闭，或根据用户需求调整状态，更加突出与现实场景的融合[1]。

二、XR 技术在电视节目制作中的应用价值

在时代的快速变迁中，人们越来越趋向于有选择性的接受事物，观众对传统电视节目的播放内容已产生视觉疲劳，促使电视节目的制作必须增加创意，XR 技术的植入，不仅给节目内容、节目所展示的艺术形态呈现出新鲜感、体验感，同时虚拟现实的导入使节目的制作更加方便快捷，很大程度上提高了工作效率。在过去传统的节目制作中，场景布置需要耗费很长的时间，许多场景还要受天气的影响，XR 技术的广泛应用克服了这一难题，并缩短了电视节目的制作成本。同时XR 技术是当代电视节目制作中必不可少的特效技术之一，在新闻、娱乐、军事、生活教育等方面广泛应用，其表现出的视觉效果，紧紧抓住了观众眼球，是电视节目多元化发展的一个必备创新工具。

首先在表现形式上。可以通过对节目受众群体的心理需求进行调查分析，紧抓吸引观众眼球的热点话题，将观众想看、想感受的事件通过虚拟场景与现场场景结合从内容设计中传递出去。将事件背景、物件元素、情感元素有机地融入其中，使制作出的场景能够真切地带动观众融入进来，逼真的、立体式的画面紧紧抓住观众的内心需求，使观众深入地、真实地感受事件反映的道理。再通过在画面中设置弹幕窗口，让观众自由言论增强用户与电视节目之间的互动性。

其次在节目质量上。XR 技术的导入很大程度上提高了电视节目质量，不仅将真实感、体验感、互动感巧妙地融入节目中，部分节目还从视觉、听觉以及感官中同步增强用户的体验感，使节目内容越来越有趣。当前虚拟实验室的技术已经从二维、二维半发展为全三维的演播效果，可以通过实时跟踪定位技术支撑虚拟摄像机在工作场景内自由活动，进行360 度无死角的拍摄并可将虚拟环境融入到现实场景中，再配合LED 大屏幕与灯光技术辅助，使整个空间瞬间增加了立体感，录制电视节目的背景场景好像一场视觉盛宴一般，为观众带来极佳的视觉体验。

三、XR 技术在电视节目制作中的探索要点

（一）虚拟演播室技术的应用

XR 技术作为计算机仿真技术，通过将世界现实模拟出来，借助计算机人机交互的功能，使人在虚拟世界中产生真实感，其应用于电视节目的制作中，通过视觉效果的提升，吸引观众眼球，使电视节目的场景更加真实化、立体化，带动观众真切地感受节目传递的信息。XR 技术广泛应用于新闻、体育、历史、生活、教育等节目制作中，能够将虚拟的物品融入至现实空间中，使观众深切的感知到不同时间不同空间的文化背景，将知识融入到其中，使观众身临其境地在虚拟现实空间中了解世界、学习知识，观众还可以与节目中的人物进行互动，使电视节目所呈现的艺术形态发生了变化，其XR 技术是这种艺术创新的重要载体。

虚拟演播室是XR 技术最早应用于电视节目制作中的领域，XR 技术将传统的色健抠图技术与虚拟现实造物技术无缝连接的产物，增加了现实感的视觉效果，很大程度上增强了电视节目的创新性。关键的支撑技术是引入了信息交互技术，通过摄像机对场景的录制跟踪监控，并将其人物运行参数与虚拟场景中的运行参数进行比对调整，使其能够同步进行，从而实现了虚拟摄像机中的图片人物轨迹与实际的运动轨迹是一样的效果，再将两者有机的结合起来，就形成一张完美的图片。XR 技术的导入，使拍摄过程中的透视效果达到了无缝完美的状态，这是传统抠图技术无法实现的，同时也弥补了传统抠图中背景不能跟随前景物体移动的缺陷。当前，融入了XR 技术的虚拟演播室功能已经非常成熟，不仅仅只是解决了背景跟随问题，通过导入三维软件可呈现出三维场景，结合摄像机自动化技术导入，可在场景内自由运动并跟踪，通过计算机运算呈现出完美的透视效果，再加上强大的图像处理设备，合成的场景具有全三维效果而且透视效果非常好，完全可以实现真实世界的模拟，其模拟效果与真实世界无差别，创造了一个具有真实感的虚拟世界[2]。

（二）虚拟植入技术的应用

虚拟植入技术是在虚拟演播室技术的基础之上衍生出来的新科技。导入了XR 技术的虚拟演播室可以搭建出不同的虚拟世界背景，并且具有成本低、效率高的特点。在此基础上，虚拟植入技术做了进一步升级，当前景物体出现在虚拟背景时，增强物体与背景产生交互的虚拟效果，使节目内容更加生动有趣，同时促使观众产生一种身临其境的感觉，增强观众的融入感，让虚拟世界更加真实。成熟的XR 技术应用于电视节目制作中所产生的效果变化，深受观众的喜爱。

虚拟植入在电视节目制作中的主要应用技术是跟踪与渲染引擎技术，通过这两个技术可以对真实摄像机进行实时跟踪，监控其一系列的运动轨迹，并结合渲染引擎系统生成一种透视程度高、交互效果好的动态三维虚拟场景。并将虚拟场景中的每一个画面与真实摄像机的变化轨迹一一对应，叠加起来就形成了完美无缝的画面效果。在这个过程中，还运用了对真实摄像机与图像摄像机的定位技术，精准确定叠加的位置，使虚实画面更加自然地融合在一起，并且通过GPS跟踪定位与传感器，将确定位置的形态变化提取到计算机中，进行参数分析，使之实时、毫无偏差的叠加到正确的位置上，从而实现了与真实画面场景无缝连接的目的，产生了亦幻亦真的梦幻效果，从而增强虚拟场景的代入感[3]。

四、XR 技术在电视节目制作中的具体应用

（一）新闻纪实类节目的应用

新闻纪实类节目不管是影像新闻、访谈新闻还是现场报道，其主要是通过节目阐述正在发生的热点新闻事件，或者是阐述特定时代背景的典型人物故事，使社会人民对该人物产生关注。新闻纪实类节目的播报具有真实性与实效性的客观要求，为了满足之一点，XR 技术的植入不但使传统新闻节目突破了时间的限制，其表现形式更加丰富多彩，内容更加生动有趣。例如，江苏卫视的《新闻眼》栏目。该栏目主要采取的新闻事件是从故事、调查等犀利的视角提取的，精准分析事件背后所反映的道德准则，透过事件的表象突出背后的价值观念，所呈现的内容效果是传统新闻纪实节目阐述式播报所不能比拟的。在虚拟演播室内将正在发生的场景模拟出来，展现出身临其境的视觉效果，从贴近民生的角度很自然的将观众带入其中，并从新闻播报、最新资讯和真实故事等各个方面挖掘新闻事件背后所反映的本质道理，通过生活化的语言风格与犀利的点评语言，增强节目特色，使观众更加直观的了解事件发生全过程，并对事件本身做出评价和对生活有所领悟。

（二）娱乐晚会类节目的应用

进入科技蓬勃发展的新时代以后，在央视的春节联欢晚会以及跨年演唱会节目的制作中，都导入了虚拟植入技术。为了实现完美的画面效果，在央视联欢晚会的现场，舞台全部升级为可升降的阵列模块，目的是保证舞台的完整性，避免画面穿帮，并采取远景位拍摄方式，通过虚拟植入将观众以及舞台通过广角镜头全部展现出来，并利用虚拟植入中的渲染引擎技术，将画面渲染出绚丽多彩的效果[4]。例如，河南2021 年春晚舞蹈节目《唐宫夜宴》，大年初一在微博荣登第一榜位。其舞蹈现场背景就是将5G 与XR 技术有机的结合起来设计的，虚拟场景和现实舞台有机结合制造出一种博物馆奇妙夜的感觉，当场景切换至正式表演时，婀娜多姿的舞步仿佛从古画中走出来一般，将观众们瞬间带入到唐朝时代，并且通过艺术手法将唐代舞者的生活场景与情感元素深度的融入舞蹈之中，使观众通过这种身临其境的场景增强对中国历史文化的理解。这个舞蹈的成功所在是高效运用了XR 技术，通过对LED 大屏幕影像与虚拟植入技术的结合应用，使宫女们与虚拟场景、现实舞台之间产生交互，并通过投影设计使舞台呈现出最佳的舞美效果，让虚拟世界与整个舞台浑然天成地融为一体，节目质量大大提高。