孫 濤，特古斯，水 軍

（1.蕭山區(qū)融媒體中心，浙江 杭州 311201；2.阿拉善盟融媒體中心，內蒙古 阿拉善 750306；3.濱海縣融媒體中心，江蘇 鹽城 224500）

0 引言

隨著拓展現(xiàn)實（Extended Reality，XR）技術的快速發(fā)展，廣播電視領域正逐漸探索其在演播室的應用潛力。文中將深入探討XR 演播室的定義和技術組成，追溯其發(fā)展歷史，剖析主要的應用場景，并以新聞、體育、綜藝節(jié)目為例，闡述其在廣播電視行業(yè)的創(chuàng)新應用。

1 XR 演播室概述

1.1 XR 的定義與技術組成

XR 是一種綜合了虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）、增強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）和混合現(xiàn)實（Mixed Reality，MR）的技術，以打造更為豐富、立體的交互體驗[1]。VR 通過全新構建的數(shù)字環(huán)境使用戶完全沉浸其中，AR 是在真實環(huán)境中融入虛擬元素，而MR 則是二者的結合，可以在虛構環(huán)境中實現(xiàn)與真實環(huán)境的交互。XR 技術主要包括用于生成虛擬元素并實現(xiàn)環(huán)境感知的計算平臺、顯微器件（如頭戴設備、智能眼鏡等），用于跟蹤用戶行為和位置的傳感技術，以及用于實現(xiàn)物理虛擬交互的相應算法等。

1.2 XR 的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀

XR 技術的發(fā)展歷程是一種從概念到實踐、從基礎設施到應用的演變過程。早在20 世紀60 年代，伊凡·薩瑟蘭就提出了“全息虛擬現(xiàn)實”的理念，這被認為是XR 的起源。此后的幾十年，VR、AR、MR技術逐步發(fā)展，為XR 奠定了基礎。隨著互聯(lián)網(wǎng)和計算設備的進步，上述3 種技術在21 世紀初開始得到實質性的推進，特別是智能手機的普及，使得AR技術逐步走入大眾視野[2]。目前，XR 發(fā)展至全息投影和空間映射技術，并且已經(jīng)開始在游戲、教育、醫(yī)療、娛樂等多個領域嶄露頭角。有些研究機構預估，到2025 年全球XR 市場規(guī)模有望達到2 000 億美元。目前，XR技術處于快速發(fā)展和廣泛應用階段，其影響延伸到日常生活的許多方面。

1.3 XR 的主要應用場景

XR 技術的應用非常廣泛，已經(jīng)初步滲透到人們生活的各個角落。首先，在娛樂行業(yè)，XR 技術在游戲、電影等領域取得了顯著的成效。例如，通過VR 設備提供更真實的游戲體驗，或者在電影中使用AR 技術增加觀看效果。其次，在教育及培訓領域，通過XR 技術模擬現(xiàn)實場景進行教育訓練，增強學習的趣味性和有效性，如模擬醫(yī)學手術訓練、歷史事件重現(xiàn)等。最后，XR 技術在醫(yī)療、軍事、房地產(chǎn)、旅游等領域都有著豐富的應用。例如：在醫(yī)療領域，XR 用于疾病診斷、治療方案模擬等；在軍事領域，XR 可以提供模擬戰(zhàn)場環(huán)境的訓練；在房地產(chǎn)領域，XR 為人們帶來虛擬的房屋參觀體驗。隨著技術的不斷進步，更多的應用場景將被挖掘出來，深刻地改變人們的工作和生活方式。

1.4 演播室發(fā)展歷程

演播室是廣播電視節(jié)目制作的重要場所，其發(fā)展歷程反映了廣播電視技術的進步。在電視出現(xiàn)的初期，演播室基本上只是一個為電視錄制提供環(huán)境條件的空間，錄制過程全程采用實景，背景和道具都相對簡樸。自20 世紀70 年代起，隨著彩色電視的普及、攝像及照明設備的改進，演播室開始了專業(yè)化的建設。進入21 世紀，隨著計算機技術和網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，數(shù)字化、網(wǎng)絡化和虛擬性成為演播室的新特點[3]。綠幕技術、實時圖像合成、3D 渲染等技術開始廣泛應用，使得節(jié)目呈現(xiàn)的內容和形式越來越豐富，為觀眾帶來更加精彩的視覺效果。近年來，利用VR、AR、MR 等拓展現(xiàn)實技術，虛擬演播室成為一個新的發(fā)展趨勢，不僅極大地豐富了節(jié)目攝制的多樣性，還提高了工作效率，降低了成本。

1.5 XR 演播室組成

XR 演播室是迎合現(xiàn)代數(shù)字化、網(wǎng)絡化以及虛擬化需求的產(chǎn)物，它主要包括發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）顯示屏、渲染服務器、合成服務器、相機追蹤系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)以及音響系統(tǒng)等核心設備。LED 顯示屏通常用作虛擬背景或地板，提供高清晰度、高對比度的顯示效果，幫助實現(xiàn)真實與虛擬的無縫融合[4]。渲染服務器與合成服務器負責生成并處理虛擬場景和實時圖像，以實現(xiàn)現(xiàn)實與虛擬的精確疊加。相機追蹤系統(tǒng)是保證虛擬內容與實際相機動作同步的關鍵，通過跟蹤實時攝像機的運動和參數(shù)，制作出逼真的虛擬場景。燈光系統(tǒng)提供專業(yè)的照明效果，確保真實場景與虛擬場景的光照統(tǒng)一，增加逼真感。而攝像系統(tǒng)和音響系統(tǒng)則負責捕捉并記錄現(xiàn)場的圖像和聲音。

1.6 XR 演播室生產(chǎn)流程

XR 演播室的生產(chǎn)流程一般從設計開始，設計團隊會依據(jù)節(jié)目要求和實際演播情況，利用專業(yè)軟件構建出適應演播室的三維虛擬場景。如果情節(jié)需要，還可以為虛擬場景增加互動特性或設計接口以便與外部數(shù)據(jù)實現(xiàn)互聯(lián)。在設計完成后，相關人員會對攝像機的跟蹤設置進行處理，確保實體攝像機與虛擬場景中的攝影機保持一致。經(jīng)過審查后，所設計的場景會導入渲染引擎中。當節(jié)目播出時，攝像機的傳感器將通過捕捉其位置信息，將該數(shù)據(jù)傳輸至渲染引擎，用于位置定位，再輸出已混合的畫面。最后，監(jiān)控的導播會通過切換各機位的鏡頭，完成錄制。在整個播出過程中，播放控制人員會負責場景的切換和操作互動元素。在需要更新數(shù)據(jù)時，手動錄入或連接到外部數(shù)據(jù)源實現(xiàn)自動更新，確保內容的實時更新與節(jié)目的連貫性。

2 XR 演播室在廣播電視行業(yè)的應用

2.1 XR 演播室在新聞節(jié)目中的應用

XR 在新聞節(jié)目中的應用，讓新聞報道變得更加直觀、生動和具有沉浸感。利用XR 構建的虛擬演播室，無縫融合真實的新聞主播和虛擬的新聞背景或內容，根據(jù)新聞主題定制虛擬背景，包含復雜的三維數(shù)據(jù)可視化、實時動態(tài)信息更新等[5]。例如，在報道天氣新聞時，主播可以直接身處模擬的天氣情況中，使觀眾更直觀地感知對應的天氣情況。

以遼寧廣播電視臺為例，2022 年開展演播室改造升級，在9 號演播室打造XR 沉浸式演播室。遼寧廣播電視臺XR 沉浸式演播室由視頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)、大屏顯示系統(tǒng)和圖文制作系統(tǒng)等組成，結合虛擬渲染服務器，為新聞播報、專訪、點評等提供現(xiàn)場直播與錄播服務。XR 沉浸式演播室支持3 訊道直播制作，視頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)支持融媒體制作、新媒體發(fā)布等功能，其三維場景渲染制作功能可根據(jù)不同的新聞主題打造個性化的新聞節(jié)目背景，極大地提升了新聞節(jié)目的制作與傳播效率。

以2022 年全國兩會新聞報道為例，新華網(wǎng)運用虛擬空間、XR 等技術打造XR 沉浸式演播室，根據(jù)不同的新聞內容打造切合主題的虛擬演播室，并以“真人主播+虛擬數(shù)字人”形式，向大眾播報兩會熱點話題?！秲蓵白h事界”》正是在XR 演播室環(huán)境下完成的，新華網(wǎng)新人主播柔一與虛擬主播小闖合作完成多檔兩會新聞節(jié)目的主持工作。央視網(wǎng)在兩會期間打造XR 演播室，運用動作捕捉、虛擬演播室、XR 等智能化技術構建虛實融合的新聞場景，打造了沉浸式融媒體制播節(jié)目《兩會C+時刻》，虛擬主播小C 與代表委員、專家學者進行訪談互動，向觀眾講解兩會熱點話題。

2.2 XR 演播室在體育節(jié)目中的應用

XR 技術在體育節(jié)目中的使用，使得比賽的解讀和篇章的編排更具創(chuàng)新性和觀賞性。借助虛擬演播室，主播可以在一個仿真的場地內進行比賽解說，把抽象的戰(zhàn)術布置、運動員動作解析等具象化，使觀眾能夠更加直觀地理解比賽情景[6]。例如：在足球賽前解說時，主播在虛擬的足球場中模擬戰(zhàn)術布置，或者剖析球員的運動軌跡；在籃球比賽的解讀中，主播模擬球員的投籃動作，解析籃球的彈道運動。通過XR 技術，數(shù)據(jù)可視化得以大展身手。例如，在解說過程中，主播通過現(xiàn)場生成的三維圖表來顯示球員的得分、助攻、籃板等數(shù)據(jù)變化，使觀眾能夠得到更加詳細和直觀的比賽信息。

2.3 XR 演播室在體綜藝節(jié)目中的應用

在綜藝節(jié)目中，XR 技術的應用正在開啟新的觀看體驗。借助虛擬演播室，節(jié)目制作團隊能夠構建各種富有創(chuàng)意和趣味性的虛擬環(huán)境，無論是大型舞臺、異域景色還是魔幻空間，都能輕松實現(xiàn)。在歌唱或舞蹈類的綜藝節(jié)目中，運用XR 技術可以營造出炫麗的虛擬舞臺效果，通過3D 動畫和特效增強觀眾的視覺美感。在一些答題類或冒險類的綜藝節(jié)目中，可以設計各類虛擬挑戰(zhàn)場景，增加觀眾的代入感與趣味性。XR 與真實畫面的無縫整合，使得虛擬角色或物件可以與真實人物自由互動，大大增強了節(jié)目的觀賞性和娛樂性。

2021 年3 月，愛奇藝發(fā)布云演出產(chǎn)品“虛實之城”沉浸式虛擬演唱會，全程使用XR 技術呈現(xiàn)表演，實現(xiàn)沉浸式的虛擬舞臺演出。在這次沉浸式虛擬演唱會中，虛擬演播室與主題相關的3D 場景，如壯麗的城市、燈火閃爍的天空等，為觀眾構建了一個虛擬的舞臺空間，使人們仿佛置身其中。演唱會分為“晝·造夢”和“夜·閃耀”兩場，打造飛沙走石、熱帶雨林、科幻現(xiàn)代等十余個虛實變幻的舞臺場景。歌手在虛擬空間中進行表演，通過背景的變化和特效的渲染，讓每一首歌曲都展現(xiàn)出一個動人的故事。此次“虛實之城”沉浸式虛擬演唱會布置3 個XR 虛擬機位、10 個直拍機位的多視角切換，在直播過程中完成部分場景的實時渲染工作，帶給觀眾沉浸式多維度的觀看體驗。

3 結語

XR 演播室的興起標志著廣播電視領域的創(chuàng)新浪潮，通過深入剖析其技術組成、發(fā)展歷史及主要應用場景，探討了其在新聞、體育、綜藝等領域的成功案例。XR 為節(jié)目制作注入新的活力，提升了觀眾體驗，促使廣播電視行業(yè)更具創(chuàng)新性和多元性。未來，隨著技術不斷演進，XR演播室將繼續(xù)引領行業(yè)潮流，推動廣播電視節(jié)目制播的智能化與虛擬化。