人工智能技術(shù)在科普視頻創(chuàng)作中的應(yīng)用研究

劉 波

（作者單位：國家林業(yè)和草原局林草調(diào)查規(guī)劃院）

有效的科學(xué)普及和科技傳播可以實現(xiàn)提高公民科學(xué)素養(yǎng)的重要目標(biāo)，并促進(jìn)創(chuàng)新型現(xiàn)代化國家的建立。我國通過加大各類媒體的科技傳播力度、打造科技傳媒媒體品牌和發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)等新型媒體的科技傳播功能，實現(xiàn)提升科技傳播能力的目的?，F(xiàn)階段，視頻已經(jīng)成為用戶獲取信息的重要渠道，截至2021年6月，我國網(wǎng)民總體規(guī)模超過10億[1]。視頻具有單一圖文傳播不具備的獨特的優(yōu)勢，通過視頻方式進(jìn)行科學(xué)的普及和傳播，能大幅提高科學(xué)普及的效率和效果，促進(jìn)科學(xué)普及和傳播的發(fā)展。通過應(yīng)用人工智能技術(shù)，能夠多方式多角度呈現(xiàn)科學(xué)內(nèi)容，且智能編輯有效提高了創(chuàng)作效率，為科普視頻的創(chuàng)作提供了更多的途徑和方法，給科普視頻創(chuàng)作帶來了新的發(fā)展機遇，對視頻編輯提供了更多便利，能有效降低視頻編輯的難度，減少視頻編輯的工作量，縮短視頻編輯的時間，提高視頻制作效率，提升視頻制作的質(zhì)量。

1 科普視頻的特點

科普視頻是指用視頻的形式進(jìn)行科學(xué)精神、科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)知識的傳播[2]?？破找曨l形象、直觀、生動地呈現(xiàn)自然科學(xué)現(xiàn)象和事件，將一些人們難于理解和無法憑眼睛看到的現(xiàn)象，用集聲音、圖像、文字等多種形式為一體的表達(dá)方式呈現(xiàn)在人們眼前，幫助人們理解大自然的奧秘，并向人們普及科學(xué)技術(shù)知識。科普視頻主要包括以科學(xué)為主要內(nèi)容的專題片、演講視頻、訪談視頻、微視頻、微電影和動畫等。作為科學(xué)傳播的有效形式，無論是科普電影、科普電視節(jié)目，還是近年來出現(xiàn)的科普短視頻，都以易于理解且生動形象的呈現(xiàn)方式而深受人們喜愛。但是，科普視頻講述的科學(xué)內(nèi)容含有非常多的專業(yè)術(shù)語，通常比較深奧，不易于理解，因此在視頻制作中要選擇幽默、通俗易懂的表達(dá)方式，通過設(shè)置懸念和沖突等故事性的敘事方式，增強視頻節(jié)目的趣味性，從而達(dá)到吸引觀眾的目的?？破找曨l講述的對象以科學(xué)事件為主，與其他類型的視頻相比，具有科學(xué)性、專業(yè)性、趣味性等特點?？破找曨l的主要目的是向大眾傳播科學(xué)信息和傳遞科學(xué)知識，與其他視頻節(jié)目相比，具有更高的科學(xué)性和更強的知識性?？破找曨l涉及醫(yī)學(xué)、航天、天文等高科技領(lǐng)域，涵蓋眾多領(lǐng)域的專業(yè)知識，要求視頻創(chuàng)作人員具備很強的專業(yè)領(lǐng)域知識理解能力和綜合素養(yǎng)。

2 人工智能技術(shù)與視頻編輯制作

人工智能技術(shù)與視頻編輯制作的結(jié)合可分為人工智能技術(shù)在視頻作品中的呈現(xiàn)、人工智能技術(shù)在視頻特效制作中的應(yīng)用和人工智能技術(shù)與視頻制作的融合發(fā)展三個階段。

第一階段是人工智能技術(shù)在視頻作品中的呈現(xiàn)。在20世紀(jì)20年代末，人工智能就作為呈現(xiàn)對象出現(xiàn)在科幻電影中。此后人們開始不斷創(chuàng)作人工智能與電影結(jié)合的影視作品，2001年出現(xiàn)了以人工智能命題的電影[3]。

第二階段是人工智能在視頻特效制作中的應(yīng)用?？苹秒娪拜^早使用人工智能技術(shù)進(jìn)行視頻特效制，1968年上映的影片《2001太空漫游》是典型代表。人工智能技術(shù)與電腦生成圖像技術(shù)的有機結(jié)合，為影視特效制作的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)，從而使得人工智能在視頻特效制作中的應(yīng)用真正進(jìn)入發(fā)展期。在這個階段，通過數(shù)字技術(shù)合成影像的一大批影片相繼出現(xiàn)。

第三階段是人工智能技術(shù)與視頻制作的深度融合。進(jìn)入21世紀(jì)后，影視創(chuàng)作人員逐步在創(chuàng)作的各個階段引入人工智能技術(shù)進(jìn)行探索，實現(xiàn)了智能創(chuàng)作、智能編劇和智能制作，甚至實現(xiàn)了一些經(jīng)典視頻作品的智能修復(fù)[4]。

3 人工智能技術(shù)在視頻編輯制作中的應(yīng)用研究

隨著人工智能技術(shù)與視頻制作的融合發(fā)展，將人工智能技術(shù)應(yīng)用在視頻編輯制作中，能有效地簡化視頻編輯制作流程，縮短視頻編輯的時間，減少視頻編輯的工作量，提高視頻制作效率，提升視頻制作的質(zhì)量。可以說，人工智能技術(shù)能應(yīng)用在視頻選題策劃、視頻拍攝、視頻剪輯和視頻后期合成等視頻編輯制作的各個階段。

3.1 人工智能技術(shù)在選題策劃中的應(yīng)用

選題策劃是視頻創(chuàng)作的第一步，選題策劃需要查閱大量資料，工作量大。利用人工智能可以實現(xiàn)資料自動搜集與分類整理，還可以通過設(shè)定關(guān)鍵詞等進(jìn)行簡單的解說詞撰寫。此外，還能利用人工智能技術(shù)對解說詞進(jìn)行文字識別和分析，將解說詞分解成拍攝所需的腳本。

3.2 人工智能技術(shù)在視頻拍攝中的應(yīng)用

在視頻拍攝過程中，將人工智能技術(shù)應(yīng)用于虛擬演播室拍攝，通過智能摳像將主持人和背景融合在一起，就不需要另外進(jìn)行實景搭建，既節(jié)約了成本，又提高了效率。近年來，一些設(shè)備研制者憑借深度視覺追蹤等人工智能算法和技術(shù)，對拍攝主體進(jìn)行姿態(tài)估計和行為分析，推出了具有智能追蹤、智能構(gòu)圖和智能手勢感應(yīng)等功能的攝像機。

3.3 人工智能技術(shù)在視頻剪輯中的應(yīng)用

在視頻剪輯制作過程中，人工智能技術(shù)可以實現(xiàn)對視頻素材數(shù)據(jù)庫的智能管理，通過算法實現(xiàn)自動匹配和智能視頻檢索等，一些輔助功能也可以自動實現(xiàn)，如主播智能播報、智能采編、智能撰稿、智能配音、智能添加字幕和智能剪輯等。具體來說，在視頻剪輯過程中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用可以使視頻素材按照視頻腳本自動剪輯成完整視頻，并能按照構(gòu)圖要求對畫面進(jìn)行自適應(yīng)裁剪，自動調(diào)整彩飽和度，自動設(shè)置字體樣式添加字幕。自動剪輯可以減少視頻創(chuàng)作人員大量的重復(fù)性勞動，不僅能夠節(jié)約時間、提高效率，更重要的是能使視頻創(chuàng)作人員將更多的精力放在視頻的表達(dá)方式等創(chuàng)造性工作上。

3.4 人工智能技術(shù)在后期制作中的應(yīng)用

在視頻拍攝的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些意想不到的小瑕疵，如在一些場景中出現(xiàn)的多余字符或者物品等，在不重新拍攝的情況下，基于傳統(tǒng)的視頻處理方法，只能靠人工一幀一幀手動處理，工作量巨大。人工智能技術(shù)的智能化處理能夠有效減少人們的工作量，大幅提升修復(fù)速度。此外，利用人工智能技術(shù)還能實現(xiàn)對一些珍貴歷史影像視頻資料的修復(fù)，如修復(fù)后的《開國大典》分辨率達(dá)到4K，帶給受眾一種完全不同的視覺體驗。

4 人工智能技術(shù)應(yīng)用在科普視頻創(chuàng)作中的制約因素與解決對策

與其他視頻節(jié)目相比，科普視頻需要呈現(xiàn)的科學(xué)過程不易拍攝，科學(xué)事件不易表達(dá)。人工智能技術(shù)的應(yīng)用為科普視頻創(chuàng)作帶來了新的機遇，為科普視頻提供了更好的表達(dá)和呈現(xiàn)方式，如可以利用虛擬現(xiàn)實和動畫制作展現(xiàn)無法拍攝的科學(xué)現(xiàn)象。但人工智能技術(shù)與視頻制作的融合還處在發(fā)展階段，科普視頻創(chuàng)作隊伍人才也相對短缺，這些問題制約了人工智能技術(shù)在科普視頻創(chuàng)作中的應(yīng)用。

4.1 人工智能應(yīng)用在科普視頻創(chuàng)作中的制約因素

4.1.1 通用視頻編輯軟件智能功能的局限性

目前的視頻編輯軟件對于人工智能技術(shù)的應(yīng)用還不成熟，僅能提供一些簡單的智能編輯功能，還不具備全過程多角度系統(tǒng)性的智能編輯功能。如Adobe公司的Premiere Pro視頻編輯軟件，之前需要大量的手動設(shè)定才能實現(xiàn)的功能被自動裁剪功能取代。該軟件可以根據(jù)使用者的需要，自動完成畫面比例和視頻內(nèi)容的調(diào)整，以適應(yīng)不同播放平臺的要求。Premiere Pro提供的場景編輯檢測功能也是人工智能技術(shù)的全新應(yīng)用，該功能可以把合成好的視頻素材準(zhǔn)確地還原成獨立的鏡頭，自動完成視頻或者音頻的同步拆分，為使用視頻素材做好準(zhǔn)備。值得注意的是，這些單一的智能視頻處理功能雖然在某一方面提高了視頻編輯的效率和質(zhì)量，但離自動完成視頻編輯還存在較大的差距。

4.1.2 智能自動視頻編輯功能平臺的短缺

為實現(xiàn)自動視頻編輯，國內(nèi)外專家學(xué)者和專業(yè)的視頻制作機構(gòu)進(jìn)行了相關(guān)的研究和嘗試，但真正能夠達(dá)到應(yīng)用級的自動視頻編輯平臺為數(shù)不多。目前很多人工智能自動編輯系統(tǒng)均是針對特定功能而開發(fā)的，缺乏普適性。如斯坦福大學(xué)和Adobe的研究人員共同開發(fā)出了一種全新的人工智能程序，該程序可以根據(jù)人們設(shè)定的編輯環(huán)境和風(fēng)格等要求，按照自己的意愿選擇剪輯風(fēng)格，完成視頻的自動剪輯。但是這套系統(tǒng)還存在很多不足之處，如不能防止出現(xiàn)連續(xù)性的剪輯錯誤等。新華社和中央廣播電視總臺也在智能視頻編輯領(lǐng)域取得了重大突破，新華社推出的AI視頻編輯工具，就是運用人工智能技術(shù)實現(xiàn)多種智能視頻編輯輔助功能。這個視頻編輯工具通過運用自然語言處理、語音和視頻內(nèi)容識別合成、智能翻譯和虛擬主播等人工智能技術(shù)，能實現(xiàn)根據(jù)解說詞字幕自動配音、視頻字幕的自動提取、多語種翻譯字幕的加載和智能編目與檢索等[5]。同時，中央廣播電視總臺將人工智能及融合媒體技術(shù)引入綜合節(jié)目制播中，自主研發(fā)了綜合演播室節(jié)目信息互動管理系統(tǒng)和綜合節(jié)目云生產(chǎn)平臺[6]。該云生成平臺通過在非線性編輯軟件中引入處理引擎，達(dá)到對不同主題的視頻進(jìn)行壓縮編輯的效果，并制作節(jié)目片段集錦，大幅減少了送播時間；在內(nèi)容生產(chǎn)階段，通過引入人工智能技術(shù)合成語音，實現(xiàn)了大量新媒體制作時的自動配音，還實現(xiàn)了AI仿真主持人的智能播報，央視頻推出的AI手語數(shù)智人主播就是成功的應(yīng)用實踐。

4.1.3 高層次科普視頻創(chuàng)作人員的缺乏

我國從事科普事業(yè)的專業(yè)人才較為短缺，從業(yè)者多為新聞媒體記者、科技館和博物館工作人員、科技期刊編輯、科普講解員、科普影視制作者和政府部門科技工作者，從事科普視頻創(chuàng)作的人員占的比例更少。近年來，隨著短視頻的發(fā)展，抖音、嗶哩嗶哩等視頻平臺涌現(xiàn)出越來越多的科普視頻制作者，他們從不同的領(lǐng)域、不同的角度發(fā)揮自己的專長通過視頻傳遞科學(xué)知識。但由于科普視頻制作的特殊性，創(chuàng)作者要同時具備電視創(chuàng)作表達(dá)能力和科學(xué)專業(yè)領(lǐng)域知識?？破找曨l創(chuàng)作人員大多數(shù)為非專業(yè)技術(shù)人員，制作視頻時通常采用的是現(xiàn)有的非線性編輯軟件，將人工智能等新技術(shù)應(yīng)用到科普視頻創(chuàng)作中，對于制作高質(zhì)量的科普視頻提出了更高的挑戰(zhàn)。

4.2 人工智能在科普視頻創(chuàng)作中應(yīng)用的策略

人工智能技術(shù)為科普視頻創(chuàng)作提供了新的發(fā)展機遇，但是歸根結(jié)底，科普視頻的創(chuàng)作是以人為主題的創(chuàng)造性勞動，技術(shù)只是輔助工具，只有技術(shù)和創(chuàng)造性勞動有機結(jié)合，才能推動科普視頻的高質(zhì)量發(fā)展。首先，建立科普視頻數(shù)據(jù)庫。我國科普視頻創(chuàng)作領(lǐng)域積累了大量的作品，通過建立數(shù)據(jù)庫，不僅可以提高視頻檢索的效率，也可以使用大數(shù)據(jù)和人工智能等分析方法，對作品的領(lǐng)域、內(nèi)容、創(chuàng)作手法和收視情況等進(jìn)行分析，從而提高歷史資源的利用率，為未來科普視頻的創(chuàng)作和選題提供依據(jù)。其次，探索人工智能在科普視頻創(chuàng)作中的應(yīng)用模式。分析判斷適合由人工智能完成的科普視頻創(chuàng)作工作，是使人工智能技術(shù)應(yīng)用于科普視頻創(chuàng)作的關(guān)鍵?？破找曨l創(chuàng)作包括選題策劃、文案撰寫、素材拍攝、視頻剪輯、配樂、配音、特效制作等多個環(huán)節(jié)，每一個環(huán)節(jié)的制作對人工智能技術(shù)的需求和難易程度不同。鑒于此，應(yīng)積極探索人工智能在科普視頻創(chuàng)作中的應(yīng)用模式，如在選題策劃環(huán)節(jié)可以通過人工智能技術(shù)實現(xiàn)信息資料的自動搜集和分析整理，以提高信息分析篩選的效率；在配音環(huán)節(jié)，可以自動匹配多種風(fēng)格，協(xié)助創(chuàng)作者選取更適宜的風(fēng)格。明確人工智能技術(shù)在科普視頻創(chuàng)作各個環(huán)節(jié)的需求和實現(xiàn)的可行性是有效應(yīng)用人工智能技術(shù)開展科普視頻創(chuàng)作的前提。再次，開發(fā)適合科普視頻的人工智能視頻編輯平臺?？筛鶕?jù)科普視頻的創(chuàng)作特點確定由人工智能完成的工作，并將這些功能嵌入視頻編輯平臺，如相似科學(xué)場景的自動模擬，科學(xué)解說風(fēng)格的自動配音。此外，還可以通過人工智能的自動學(xué)習(xí)分析功能，對相似風(fēng)格的科普視頻進(jìn)行分析訓(xùn)練和相應(yīng)的特征提取，并按風(fēng)格進(jìn)行分類標(biāo)識，實現(xiàn)自動按事先設(shè)定的風(fēng)格進(jìn)行剪輯。最后，提升科普視頻創(chuàng)作人才隊伍的專業(yè)素養(yǎng)。在把科學(xué)技術(shù)傳播出去及普及科學(xué)知識的過程中，人才是關(guān)鍵?？茖W(xué)傳播與其他學(xué)科相比是相對較晚才形成的一個學(xué)科，科普視頻涉及科學(xué)傳播和影視制作等多個專業(yè)領(lǐng)域，因此必須探索科普視頻領(lǐng)域的人才培養(yǎng)模式，提高科普視頻創(chuàng)作人才隊伍的專業(yè)素養(yǎng)。

5 結(jié)語

將人工智能技術(shù)應(yīng)用在視頻編輯制作中，為視頻編輯提供了很多便利，能有效地減少視頻編輯的工作量，簡化視頻編輯制作流程，縮短視頻編輯的時間，提高視頻制作效率，提升視頻制作的質(zhì)量。雖然一些視頻制作機構(gòu)在利用人工智能技術(shù)制作視頻領(lǐng)域做了一些研究，但是人工智能在視頻制作尤其是在科普視頻制作中的應(yīng)用還處于發(fā)展階段，需要科學(xué)傳播視頻創(chuàng)作者在利用好現(xiàn)有智能編輯平臺的基礎(chǔ)上，開發(fā)適合科學(xué)傳播視頻的人工智能視頻編輯平臺，并結(jié)合科學(xué)傳播視頻創(chuàng)作的特點，分析適合由人工智能技術(shù)來完成的工作，從而將這些功能嵌入視頻編輯平臺，如相似科學(xué)場景的自動模擬、科學(xué)解說風(fēng)格的自動配音等，使人工智能技術(shù)成為協(xié)助科普視頻創(chuàng)作的有效工具。