5G、元宇宙背景下廣播電視媒體技術(shù)演進(jìn)與方向研究

李 彤，李德兵

（西安工程大學(xué) 新媒體藝術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710043）

0 引 言

5G商用發(fā)展對(duì)中國(guó)數(shù)字化進(jìn)程發(fā)展有深遠(yuǎn)的影響。2021年，“十四五”規(guī)劃綱要將5G發(fā)展放在了重要位置。2022年是我國(guó)5G商用的第三年，5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋已從城市拓展到縣城與鄉(xiāng)鎮(zhèn)。截止2021年9月，5G終端連接數(shù)超過(guò)4.5億。5G在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大類(lèi)里有超過(guò)39類(lèi)應(yīng)用，在廣播電視媒體行業(yè)的應(yīng)用也逐漸深入。全國(guó)多地啟動(dòng)廣電5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)試運(yùn)營(yíng)，廣電網(wǎng)絡(luò)初步形成“有線(xiàn)+5G”的融合發(fā)展新格局。2021年被行業(yè)稱(chēng)為“元宇宙”元年。2021年10月，扎克伯格宣布進(jìn)軍元宇宙，并將Facebook改名為Meta。2021年11月，微軟旗下平臺(tái)進(jìn)軍元宇宙。國(guó)內(nèi)科技與互聯(lián)網(wǎng)巨頭也紛紛入局元宇宙，中國(guó)移動(dòng)、字節(jié)跳動(dòng)、騰訊等企業(yè)開(kāi)始布局元宇宙，由此引發(fā)各行業(yè)的革新發(fā)展。目前，元宇宙技術(shù)除了在游戲、教育行業(yè)得以應(yīng)用，與廣播電視媒體行業(yè)的結(jié)合也逐漸展開(kāi)。2022年，湖南廣播影視集團(tuán)新型主流媒體建設(shè)“芒果元宇宙”，在全國(guó)率先開(kāi)展5G頻道試點(diǎn)。福建省廣播影視集團(tuán)推出全國(guó)兩會(huì)“元宇宙”訪(fǎng)談，推動(dòng)“智慧廣電+”建設(shè)。從5G到元宇宙，技術(shù)的變遷與發(fā)展對(duì)廣播電視媒體行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，推動(dòng)廣播電視媒體行業(yè)的創(chuàng)新、變革與發(fā)展。

1 5G、元宇宙技術(shù)的疊加與融合應(yīng)用

1.1 元宇宙的發(fā)展歷程

元宇宙（Metaverse）是概念也是技術(shù)。它融合了混合現(xiàn)實(shí)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、人工智能以及物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)，是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新階段[1]。元宇宙的概念首次提出是在1992年，美國(guó)小說(shuō)家斯蒂芬森的科幻小說(shuō)《雪崩》，創(chuàng)造了一個(gè)不同于以往互聯(lián)網(wǎng)的空間、與現(xiàn)實(shí)世界平行的三維數(shù)字空間。

元宇宙的概念在公眾中的傳播與科幻電影有密切關(guān)系。2018年，科幻電影《頭號(hào)玩家》向人們清晰地介紹了元宇宙的內(nèi)涵。電影中的角色通過(guò)佩戴相關(guān)設(shè)備，能夠進(jìn)入一個(gè)虛擬世界，在虛擬世界完成一系列行為。2021年，清華大學(xué)沈陽(yáng)教授團(tuán)隊(duì)發(fā)布《2020年—2021年元宇宙發(fā)展研究報(bào)告》，從理念、產(chǎn)業(yè)、風(fēng)險(xiǎn)等模塊對(duì)當(dāng)前元宇宙的發(fā)展作出全面介紹。

2020年是人類(lèi)社會(huì)虛擬化的重要臨界點(diǎn)。新冠疫情在全球的肆虐加速了社會(huì)虛擬化發(fā)展，對(duì)人們認(rèn)知的轉(zhuǎn)變也造成重要影響。人們生活、工作大規(guī)模從線(xiàn)下向線(xiàn)上轉(zhuǎn)移。2021年是元宇宙元年，元宇宙在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)井噴式發(fā)展。美國(guó)是元宇宙產(chǎn)業(yè)發(fā)展大國(guó)，Roblox、Facebook、Epic games、Microsoft、Decentraland等企業(yè)的元宇宙布局已全面展開(kāi)。我國(guó)企業(yè)也在向元宇宙資本布局，以騰訊、字節(jié)跳動(dòng)、網(wǎng)易、莉莉絲及米哈游等企業(yè)為代表，在元宇宙社交平臺(tái)、元宇宙游戲、虛擬演出服務(wù)及VR設(shè)備等領(lǐng)域進(jìn)行投資布局。

1.2 元宇宙的通信基礎(chǔ)5G

5G憑借高速率、低延時(shí)、低能耗、大規(guī)模設(shè)備連接等優(yōu)勢(shì)成為元宇宙通信的基礎(chǔ)。拓展現(xiàn)實(shí)（Extended Reality，XR）設(shè)備想要為用戶(hù)帶來(lái)高度沉浸式體驗(yàn)，需要高分辨率與幀率的支持。5G、6G技術(shù)是解決虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界連接的關(guān)鍵技術(shù)[2]。5G商用的推進(jìn)，使中國(guó)進(jìn)入數(shù)字科技時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)覆蓋擴(kuò)展延伸，覆蓋范圍拓展至縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域，獨(dú)立組網(wǎng)連接成為主流模式，虛擬專(zhuān)網(wǎng)在行業(yè)廣泛落地。在未來(lái)6G時(shí)代，通信技術(shù)會(huì)迎來(lái)新發(fā)展，沉浸化、智慧化、全域化的特點(diǎn)會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)元宇宙技術(shù)體系的發(fā)展。

1.3 元宇宙的算力基礎(chǔ)——云計(jì)算

元宇宙有大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算，需要云存儲(chǔ)、云計(jì)算、云渲染等算力支持。以當(dāng)前元宇宙的大型游戲?yàn)槔?，其多采用客?hù)端+服務(wù)器的形式運(yùn)行，客戶(hù)端和服務(wù)器的性能、承載力對(duì)游戲最終沉浸式效果有直接的影響。云計(jì)算系統(tǒng)是支撐元宇宙的重要基礎(chǔ)設(shè)施，云端圖形設(shè)計(jì)和計(jì)算會(huì)實(shí)現(xiàn)運(yùn)算與顯示的分離[3]。

1.4 元宇宙的虛實(shí)界面——拓展現(xiàn)實(shí)

元宇宙構(gòu)建了真實(shí)世界與虛擬世界聯(lián)通的界面，其中實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)連接的關(guān)鍵包括擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)、機(jī)器人、腦機(jī)接口等，XR融合了虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）、混合現(xiàn)實(shí)（Mixed Reality，MR）等技術(shù)，是目前人機(jī)交互的重要形態(tài)，帶給用戶(hù)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)及味覺(jué)等方面的沉浸式體驗(yàn)[4]。

1.5 元宇宙的生成邏輯——人工智能

元宇宙最終效果的呈現(xiàn)離不開(kāi)人工智能（Artificial Intelligence，AI）的支持。AI技術(shù)能夠讓元宇宙擺脫人工腳本限制，使游戲玩家能夠在元宇宙中自由探索與創(chuàng)造。AI技術(shù)能夠極大提升元宇宙的運(yùn)算能力，在內(nèi)容生產(chǎn)、內(nèi)容呈現(xiàn)、內(nèi)容審查方面提高效率。內(nèi)容生產(chǎn)方面，AI技術(shù)能夠自動(dòng)生成更多不重復(fù)的內(nèi)容。內(nèi)容呈現(xiàn)方面，在A(yíng)I技術(shù)支持下，元宇宙的內(nèi)容呈現(xiàn)更有組織針對(duì)性。內(nèi)容審查方面，AI技術(shù)的支持，使元宇宙能夠完成海量?jī)?nèi)容審查[5]。

1.6 元宇宙的認(rèn)證機(jī)制——區(qū)塊鏈

在元宇宙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，區(qū)塊鏈去中心化的虛擬貨幣能夠使元宇宙經(jīng)濟(jì)體系得以健全，支持?jǐn)?shù)字商品的交易行為。區(qū)塊鏈憑借其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全性、不可篡改性等優(yōu)勢(shì)，保證元宇宙數(shù)字資產(chǎn)與數(shù)字交易的安全性。在國(guó)內(nèi)，騰訊、阿里、網(wǎng)易等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也都陸續(xù)推出了數(shù)字藏品項(xiàng)目。

2 5G、元宇宙背景下廣播電視媒體技術(shù)演進(jìn)與方向

2.1 虛擬主播與虛擬偶像

人工智能的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了與媒體行業(yè)的深度融合，推動(dòng)虛擬主播、虛擬偶像的發(fā)展。2014年是我國(guó)人工智能興起的元年，2017年是人工智能與各行業(yè)結(jié)合應(yīng)用的元年。人工智能在廣播電視媒體領(lǐng)域有更多的應(yīng)用。人工智能在廣播電視媒體行業(yè)中顯著的應(yīng)用就是虛擬主播、虛擬偶像。以微軟小冰、新華社人工智能合成主播、百度人工智能解說(shuō)為代表，人工智能虛擬主播體現(xiàn)了各項(xiàng)新技能的結(jié)合應(yīng)用，隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬主播、虛擬偶像在形象、語(yǔ)言、人性化神態(tài)等方面都有顯著提升。

虛擬主播、虛擬偶像的發(fā)展經(jīng)歷了5個(gè)階段。2000年是誕生萌芽時(shí)期，2001—2005年是蓬勃發(fā)展時(shí)期，2006—2010年是發(fā)展停滯時(shí)期，2011—2014年是技能提升時(shí)期，2015年至今是智能轉(zhuǎn)型時(shí)期。2021年，《廣播電視和網(wǎng)絡(luò)視聽(tīng)“十四五”科技發(fā)展規(guī)劃》明確提出要推動(dòng)虛擬主播應(yīng)用于新聞播報(bào)、天氣預(yù)報(bào)、綜藝科教等節(jié)目生產(chǎn)，提高制播效率和智能化水平。2021年，黑龍江廣播電視臺(tái)啟動(dòng)“凱小淇”虛擬主播對(duì)話(huà)機(jī)器人研發(fā)及應(yīng)用項(xiàng)目。2021年12月，安徽廣播電視臺(tái)與文化科技公司共同推出數(shù)字虛擬主播，運(yùn)營(yíng)虛擬IP，不斷完善元宇宙技術(shù)生態(tài)。除了虛擬主播，虛擬偶像也不斷發(fā)展，2007年，日本虛擬歌姬初音未來(lái)憑借幾首歌曲爆火；2012年7月12日，洛天依作為中文虛擬歌手正式出道；雅馬哈公司的中國(guó)內(nèi)地女虛擬歌手，于2017年在上海舉辦第一場(chǎng)個(gè)人演唱會(huì)。虛擬偶像在廣播電視媒體中的應(yīng)用增強(qiáng)了與觀(guān)眾的互動(dòng)，提升了節(jié)目趣味性。

當(dāng)前，虛擬主播、虛擬偶像的發(fā)展還處在初級(jí)階段，成本問(wèn)題、虛擬人物表情、技術(shù)故障問(wèn)題等還需要進(jìn)一步改善。在廣播電視媒體行業(yè)，虛擬主播與虛擬偶像有廣泛的應(yīng)用空間，會(huì)成為未來(lái)視頻內(nèi)容的主要提供者。虛擬主播、虛擬偶像與元宇宙的結(jié)合，有助于提升用戶(hù)在虛擬世界的付費(fèi)意愿，構(gòu)建元宇宙的經(jīng)濟(jì)邏輯。

2.2 無(wú)人機(jī)新聞

在廣播電視媒體領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)新聞的應(yīng)用與普及給人們帶來(lái)新的視聽(tīng)體驗(yàn)。元宇宙世界中，無(wú)人機(jī)新聞播報(bào)也會(huì)成為主流趨勢(shì)。2016年，美國(guó)有線(xiàn)電視新聞網(wǎng)開(kāi)創(chuàng)了無(wú)人機(jī)新聞采訪(fǎng)先河，提高了新聞采訪(fǎng)的效率，同時(shí)也保障了一線(xiàn)新聞采訪(fǎng)的安全性。我國(guó)無(wú)人機(jī)新聞集中出現(xiàn)2012年左右。2015年，我國(guó)首支無(wú)人機(jī)新聞播報(bào)隊(duì)伍成立。2017年，中央廣播電視總臺(tái)完成金磚國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人廈門(mén)會(huì)晤宣傳報(bào)道，首次使用系留無(wú)人機(jī)，創(chuàng)新了時(shí)政直播開(kāi)篇報(bào)道模式。

隨著人工智能技術(shù)的不斷革新，無(wú)人機(jī)新聞會(huì)有更廣闊的發(fā)展空間，從現(xiàn)階段的無(wú)人機(jī)新聞拍攝，到未來(lái)無(wú)人機(jī)新聞的智能處理，會(huì)減少工作人員的工作負(fù)擔(dān)。無(wú)人機(jī)新聞在元宇宙領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)經(jīng)歷弱元宇宙、強(qiáng)元宇宙、超元宇宙階段。超元宇宙發(fā)展階段是無(wú)人駕駛高度發(fā)展、腦機(jī)接口機(jī)器人技術(shù)高度成熟階段，無(wú)人機(jī)新聞報(bào)道會(huì)更加成熟，豐富元宇宙世界的文化內(nèi)涵。

2.3 沉浸式、互動(dòng)式傳播

隨著擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，元宇宙世界的社會(huì)體系會(huì)更加完善，人們借助手機(jī)、電腦等設(shè)備就能夠?qū)崿F(xiàn)VR/AR短片、視頻、新聞、電影及電視劇的拍攝、制作、觀(guān)看，廣播電視媒體的沉浸式與互動(dòng)式體驗(yàn)感增強(qiáng)。以紀(jì)錄片為例，虛擬現(xiàn)實(shí)、三維動(dòng)畫(huà)及人工智能等技術(shù)的應(yīng)用，拓展了紀(jì)錄片的邊界，催生了VR紀(jì)錄片、交互式紀(jì)錄片及動(dòng)畫(huà)紀(jì)錄片等新形式。例如，紀(jì)錄片《生命之滇》通過(guò)5G、8K、虛擬現(xiàn)實(shí)、多軌全景聲采集和擬音等技術(shù)，為觀(guān)眾帶來(lái)了沉浸式的紀(jì)錄片觀(guān)看體驗(yàn)。又如，近十年的春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)舞臺(tái)都有用到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，提升了春晚舞臺(tái)的節(jié)目效果。

當(dāng)前，我國(guó)廣播電視媒體與VR、AR等技術(shù)的融合應(yīng)用還處在初級(jí)探索階段。未來(lái)，5G應(yīng)用逐漸成熟，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、VR、AR等新技術(shù)會(huì)在廣播電視媒體行業(yè)有更廣泛的應(yīng)用，打造智慧廣電新業(yè)態(tài)。

3 結(jié) 語(yǔ)

5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)推動(dòng)廣播電視節(jié)目拍攝、后期制作、內(nèi)容存儲(chǔ)、分發(fā)傳輸、終端呈現(xiàn)等環(huán)節(jié)的創(chuàng)新發(fā)展，元宇宙有廣闊的發(fā)展空間。廣播電視媒體行業(yè)作為元宇宙的主要應(yīng)用場(chǎng)景之一，混合現(xiàn)實(shí)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，有助于推動(dòng)廣播電視媒體行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。