增强现实技术在新闻节目中的应用

赵子剑

（河南广播电视台，河南 郑州 450000）

0 引 言

增强现实（Augmented Reality，AR）技术是一种将虚拟信息与真实世界相结合的技术。通过智能设备如手机、平板或AR 眼镜，用户可以在看到真实世界的同时，看到叠加在上面的虚拟信息。近年来，随着AR 技术的不断发展，其在各个领域的应用逐渐受到关注。在新闻节目中，AR 技术可以为观众提供更直观、生动的新闻报道，提升新闻的传播效果和观众的观看体验。

1 AR 技术概述

1.1 AR 的概念

AR是一种融合虚拟与现实世界的计算机技术，通过手机、头戴设备或平板电脑等显示屏，在用户的真实感知环境中叠加虚拟对象、信息或交互元素。AR 通过实时感知、跟踪和计算，使用户能够与现实世界互动，并为用户提供丰富的增强信息和体验[1]。

1.2 AR 的关键技术

AR 的关键技术包括近眼显示、内容制作、网络通信、渲染计算及感知交互等。

（1）近眼显示。近眼显示技术将虚拟信息以逼真的方式叠加到用户的视野中，通常通过头戴式显示设备、智能眼镜或手机应用实现。近眼显示在现实路径技术方面的代表有有源矩阵有机发光二极体（Active-Matrix Organic Light Emitting Diode，AMOLED）、硅基液晶（Liquid Crystal on Silicon，LCOS）、硅基有机薄膜电致发光器件（OLED on Silicon，OLEDOS）、数字式光处理（Digital Light Processing，DLP）、Micro-LER。光波导主要技术路径有阵列光波导、表面浮雕光栅波导、全息体光栅波导。焦面显示主要技术路径有双焦平面显示、双焦面切换显示、连续可变焦显示、多焦平面显示、曲面焦面显示、光场显示及全息显示等。

（2）内容制作。从用户与内容的交互程度划分，可以把AR 业务分为弱交互和强交互两大类。弱交互业务主要以用户被动地观看全景视频、直播等形式为主，强交互业务主要体现在游戏、互动教育等领域，需要根据用户实际需求设置个性化的交互信息，进而获得更加沉浸式的交互体验。内容制作方面的技术包括WebXR、OS、OpenXR 等。这些技术的发展推动了内容制作与各终端平台、操作系统之间的深度融合。

（3）网络通信。实时AR 应用通常需要在云端服务器和终端设备之间进行大量的数据交换，以获得实时的信息更新和内容传递。高速稳定的网络通信是AR 技术成功的关键，确保用户能够获得准确、及时的增强信息。第五代固定网络（F5G）千兆宽带与5G 网络构建的双千兆接入网络连接，为AR 业务应用场景提供传输推流、编解码、最低时延路径、高宽带低时延等技术支持，增强现实承载网络向IP 架构简化、全光网络、端网协同等方向发展。

（4）渲染计算。将虚拟对象融入现实世界，需要复杂的计算，包括虚拟对象的位置、光照、阴影和物理交互等。随着云渲染、人工智能与注视点技术的发展，渲染技术在AR 领域得到更深入的应用。云渲染支持云网边端协同渲染，能够有效降低终端配置成本，基于人工智能的深度学习渲染能够有效平衡渲染质量、速度、能耗、成本等多维度指标，基于眼球追踪的注视点渲染与注视点光学成为渲染计算的热点框架。

（5）感知交互。AR 技术需要感知用户的环境和动作，以实现互动性和逼真感。追踪定位、沉浸声场、手势追踪、三维重建、语音识别、气味模拟、虚拟移动及脑机接口等感知交互技术的发展，推动感知交互向自然化、情景化与智能化方向发展[2]。

1.3 AR 产业发展情况

当前，我国AR 产业在核心技术领域处在研发待攻克阶段，应用领域处在试探性阶段。AR 产业链涉及核心技术、硬件设备、软件相关及应用场景等诸多方面，产业链较长。在整机厂商方面的代表企业有杭州灵伴科技、亮亮视野、雷鸟、联想、华为及小米等。在光学模组方面的代表企业有慧牛科技、鸿蚁光电、三级光电及呈格等。在微显示屏方面的代表企业有三安光电、视涯科技及芯视元等。在感知交互方面的代表企业有科大讯飞、杭州灵伴科技、云知音及七鑫易维等。在主控芯片方面的代表企业有紫光展锐、安谋科技及瑞芯微电子等。未来，我国AR 产业有望朝着硬件、软件、内容三方面螺旋促进模式发展[3]。

2 AR 技术在新闻节目中的应用

2.1 AR 演播室在新闻节目中的应用

AR 演播室由多个关键组成部分构成。第一，虚拟背景。使用AR 技术，演播室可以创建虚拟背景，使新闻主持人和记者仿佛置身于新闻事件的现场。第二，实时数据可视化。借助AR，演播室可以实时显示数据、图表和图形，以解释复杂的信息和趋势。第三，互动元素。观众可以与AR 元素互动，如通过手势或触摸屏幕与虚拟对象进行互动。第四，多摄像头设置。摄像头安置在不同的角度，以便捕捉虚拟和真实世界的元素，使其无缝融合。

以北京广播电视台的AR 演播室为例，在构建AR 演播室过程中，技术人员将计算机图形图像技术、摄像机跟踪技术、实时引擎渲染技术融合AR 虚拟植入系统，使演播室在材质渲染、粒子系统、实时摄像机和光线追踪等方面的性能大幅度提升。北京广播电视台的在线包装和虚拟植入系统实现跨设备、跨类别统一操作，扩大操作空间，极大提升北京广播电视台的AR 新闻节目制作能力。在2019 年第二届“一带一路”国际合作高峰论坛期间，北京广播电视台通过AR 演播室制作了特别新闻直播节目《新时代 新思路 新篇章》，通过基础建模、贴图绘制和丰富细节三个流程，使用Viz Artist（3D 制作软件）构建陆路丝路、海上丝路、羊皮纸路线图、沿线国家国旗以及中欧班列等5 个三维场景。在中欧班列重点场景构建过程中，制作团队打造了虚拟AR 场景与Virtual Window 虚拟窗口场景，通过Clipper 插件、Live 信号和虚拟摄像机构建演播室大屏内草原蓝天白云的远景、列车三维场景以及AR 植入模式列车三维场景。此外，北京广播电视台还运用AR 演播室制作了《美丽北京 缤纷世园》《金环日食大直播》等新闻直播活动[4]。

2.2 基于AR 技术的AR 新闻应用场景

与传统的文字、图片、视频新闻内容相比，AR 新闻拓展空间的表现力更强。AR 与虚拟现实（Virtual Reality，VR）相比，硬件要求低，在新闻领域的应用赋予新闻虚实结合、实时交互、多样化信息传播等特点。AR 新闻的应用包括如下场景。

（1）实时报道。AR 可用于实时新闻报道，如自然灾害、社会事件或突发新闻等。通过AR，新闻机构为观众提供实时的信息、地图和可视化数据，帮助他们更好地理解和应对当前事件。

（2）体育报道。AR 技术可用于改善体育新闻报道。观众通过AR 应用程序观看比赛时的实时统计数据、战术分析和3D 模拟重播，提高了观众对比赛的理解和参与感。

（3）历史场景重现。AR 技术可将历史事件和场景重现在观众眼前。这种应用使得观众可以亲身体验历史事件，增进其对历史的理解和教育效果。

（4）互动故事。新闻机构可利用AR 技术创建互动性强的新闻故事，观众通过触摸屏幕或手势控制来浏览和参与新闻故事，使他们成为新闻报道的一部分。

（5）文化报道。在文化新闻中，AR 技术可用于艺术品展览、博物馆导览和历史遗址讲解，观众使用AR 应用程序来获得关于文化和艺术的深入信息。

以2018 年新华社客户端发布的增强现实新闻报道《AR 看两会｜政府工作报告中的民生福利》为例，这是全国首次运用AR 技术进行两会新闻报道。新华社客户端5.0 版本支持AR 呈现，用户通过扫描相关物体和图像，可在手机上观看AR 新闻报道。新华社客户端设置了交互场景和新闻彩蛋，提升了AR新闻的交互性，带给观众全新的新闻观看体验[5]。

2.3 AR 云平台助力新闻制作

AR 云平台（AR Cloud Platform）是一种基于云计算和AR 技术的创新平台，旨在构建虚拟与现实世界的连接和交互环境。AR 云平台具有以下关键特点。

（1）环境感知。AR 云平台能够实时感知用户的环境，包括位置、场景及物体等，从而为用户提供与其周围环境相关联的虚拟信息。

（2）共享和协作。用户可以在AR 云平台上创建、编辑和分享AR内容，从而实现协作和信息共享。这对于教育、娱乐和企业应用具有潜力。

（3）实时更新。AR 云平台可以不断更新和改进虚拟内容，以反映现实世界的变化，如商店的库存、天气条件等。

（4）位置服务。AR 云平台还可以提供高精度的位置服务，帮助用户在室内和室外环境中进行导航和定位。

AR 云平台已经在游戏、导航、社交媒体、传媒和工业维护等领域得到广泛应用。在新闻制作方面，新闻媒体单位AR 新闻的制作通常是与AR 技术公司合作完成，依托AR 技术公司的AR 云平台完成新闻节目的制作。

以亮风台AR 云服务平台HiAR Cloud 为例，其提供AI/AR 算法服务、BigData 数据服务、Connection 通信服务三大核心云服务，推动GIS-BIM-Object 三级物理世界数字孪生的建立[6]。亮风台AR 云服务平台为新闻媒体单位提供了AR新闻制作平台与技术，如为人民网、人民视频、山西日报等提供AR 新闻制作方案，协助《陕西日报》完成“植树节”“两会”AR新闻制作。

3 结 语

本文深入探讨了AR 技术在新闻节目中的应用，突出了AR 的创新潜力，如虚拟新闻演播室、AR 新闻应用场景以及AR 云平台新闻制作等。随着AR 技术的不断发展，新闻行业将继续受益于其各种应用，以提高新闻报道的质量和吸引力，同时满足观众的需求。