淺談XR沉浸式演播室

張 浩 王雪瑩

1.2.內(nèi)蒙古廣播電視臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

1 XR沉浸式演播室簡介

XR 沉浸式演播室是將XR虛擬拍攝技術(shù)應(yīng)用于演播室中，XR 虛擬技術(shù)是集合了AR（增強(qiáng)現(xiàn)實）、VR（虛擬現(xiàn)實）、MR（混合現(xiàn)實）于一體的視覺特效拍攝技術(shù)，實現(xiàn)從現(xiàn)實環(huán)境到虛擬環(huán)境的融合和轉(zhuǎn)換。XR 虛擬拍攝有著3D 視覺逼真、仿真效果突出、虛實結(jié)合、置景靈活、虛擬無限拓展的特點(diǎn)。技術(shù)人員可以通過結(jié)合XR技術(shù)、攝像機(jī)動態(tài)跟蹤和實時渲染技術(shù)，在LED 顯示舞臺上創(chuàng)造一個沉浸式全方位的環(huán)境，打造3D 視覺效果，所需場景可以在拍攝過程中直接呈現(xiàn)出來。XR 沉浸式演播室需搭建地屏和立屏，立屏通常選用曲面屏、兩塊屏拼接或三塊屏拼接組合。地屏通常用于模擬地面特效，要求地屏可承受大型設(shè)備的重量以及尖銳物體的劃蹭，通常為節(jié)目的效果更加豐富逼真會對地屏做延伸。立屏用于播放圖片或視頻。在XR 制作中，高質(zhì)量的LED 屏幕會同時顯示由圖形引擎預(yù)先載入的3D 虛擬環(huán)境，運(yùn)行的計算機(jī)需要擁有強(qiáng)大的圖形渲染能力，LED 地屏和立屏同時構(gòu)成了節(jié)目錄制或直播活動的背景。在攝像機(jī)上加裝追蹤系統(tǒng)，攝像機(jī)圍繞著LED 環(huán)境內(nèi)被無縫結(jié)合起來的真實與虛擬元素進(jìn)行運(yùn)動，讓通過攝影機(jī)視角觀看的觀眾產(chǎn)生融合沉浸式的視覺效果。XR 沉浸式演播系統(tǒng)由以下幾個系統(tǒng)組成：媒體服務(wù)器系統(tǒng)、視覺特效軟件、跟蹤定位與動作捕捉系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、LED 顯示系統(tǒng)、全光譜燈具系統(tǒng)、可移動吊掛系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 XR 演播系統(tǒng)圖

2 XR沉浸式演播室的應(yīng)用

XR 虛擬演播室可代替?zhèn)鹘y(tǒng)綠箱演播室，傳統(tǒng)綠箱拍攝環(huán)境下，節(jié)目錄制完成后需要花費(fèi)大量的時間進(jìn)行精細(xì)的摳像處理，而XR 虛擬演播室不需要摳像，在錄制時通過渲染引擎播放3D 虛擬場景，工作人員可以在現(xiàn)場看到虛擬環(huán)境，還可以在現(xiàn)場進(jìn)行錄制的調(diào)整與指導(dǎo)，錄制畫面即為節(jié)目播出畫面，減少了后期摳像處理制作耗費(fèi)的時間和工作量，相比較傳統(tǒng)綠箱演播室，XR 虛擬演播室不僅節(jié)約了工作時間，而且還將節(jié)目的后期制作前置化。

XR 虛擬演播室比傳統(tǒng)實景演播室有更高的利用率，傳統(tǒng)實景演播室一套實景只能運(yùn)用于一檔節(jié)目，演播室背景利用率低，XR 沉浸式演播室3D 視覺逼真，仿真效果突出，用仿真效果代替實景，也可以虛實結(jié)合，不僅更加完美呈現(xiàn)節(jié)目，而且可隨時更換不同的場景，置景隨心所欲，一個演播室可以為不同的節(jié)目錄制提供服務(wù)，不僅提高了演播室的利用率，還可以小空間完成大場景的拍攝。解決了變換實體背景需耗費(fèi)大量人力、物力和財力的情況，降低節(jié)目制作成本，豐富多彩的演播室場景設(shè)計可以用非常經(jīng)濟(jì)的手段來實現(xiàn)。在一些大型晚會錄制時，XR 虛擬演播室可以讓晚會更加的精彩紛呈。2021 年央視春晚中用到的XR 技術(shù)，讓虛擬世界和現(xiàn)實世界無縫銜接，讓身處兩地的人可以同屏出現(xiàn)。將現(xiàn)實舞臺上無法完成的效果精彩呈現(xiàn)，融通虛擬空間與現(xiàn)實世界。

XR 沉浸式演播室相比現(xiàn)有交互式演播室為主持人提供了便捷，而且可以幫助主持人更好的發(fā)揮，傳統(tǒng)交互式演播室只能播放圖片和視頻供主持人講解，而XR 虛擬演播室主持人在逼真的虛擬場景或者虛實結(jié)合的場景中，利用渲染引擎播放虛擬場景打造出豐富場景與人物交互感，前景與背景搭配層次分明。實時呈現(xiàn)的內(nèi)容可以讓主持人更好地與虛擬環(huán)境進(jìn)行交流互動，仿佛在真實環(huán)境中完成節(jié)目錄制，而在傳統(tǒng)交互式演播室需要進(jìn)行盲猜或者踩點(diǎn)。

XR 沉浸式演播室生動逼真的虛擬場景可以讓觀眾通過鏡頭更好的理解節(jié)目內(nèi)容，例如在體育賽事直播時，主持人置身于三維虛擬場景中，而且能在其中運(yùn)動，虛擬場景的呈現(xiàn)和實時接入的外來信號接入從而創(chuàng)造出逼真的、立體感很強(qiáng)的電視播出效果，給觀眾更好的收看效果，XR 虛擬演播室還可以配置超脫現(xiàn)實的科幻場景，在紀(jì)錄片節(jié)目或者科普節(jié)目中為觀眾帶來身臨其境的體驗，用虛擬環(huán)境將LED 屏幕之外的現(xiàn)實環(huán)境實時覆蓋，并完成虛擬環(huán)境拓展的處理。提升節(jié)目的感染力。并讓觀眾感受到超越LED 范圍的美妙世界?？梢宰尮?jié)目更加的精彩紛呈，將視覺效果的傳遞提升到一個新的維度，提高了節(jié)目的科技感。

3 XR沉浸式演播室現(xiàn)有不足

XR 虛擬演播室LED 屏的色彩、亮度對演播室的布燈的影響較大，要求精準(zhǔn)布光，需要用靈活的燈具，傳統(tǒng)固定安裝的燈具在XR 虛擬演播室錄制節(jié)目燈光效果不佳。

XR 虛擬演播室的LED 屏幕增大，分辨率都很大，由于算力的限制，小的渲染引擎不夠用，需要有足夠大的渲染引擎支持，對渲染引擎都有極大的考驗力。

結(jié)束語

科技的飛速發(fā)展為電視節(jié)目的制作提供極大的便捷，提升了電視節(jié)目的視覺效果，節(jié)約了節(jié)目后期包裝所需時間，提高節(jié)目的科技感。XR 虛擬演播室真實場景和虛擬技術(shù)結(jié)合，虛擬技術(shù)補(bǔ)充現(xiàn)實，虛擬世界的代入感和設(shè)備的體驗感讓人感受到身臨其境的感覺。給觀眾帶來前所未有的視覺盛宴，并且隨著5G 網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步落地，XR 技術(shù)知名度的持續(xù)提升，XR 虛擬技術(shù)在游戲、電影領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，在電視領(lǐng)域也將被越來越廣泛的應(yīng)用。