虛擬現(xiàn)實技術(shù)在音樂節(jié)目中的應(yīng)用

賈 琦

（山西應(yīng)用科技學(xué)院，山西 太原 030062）

0 引言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)正在以前所未有的方式改變音樂表演領(lǐng)域。本文將深入探究虛擬現(xiàn)實技術(shù)在音樂節(jié)目中的應(yīng)用，分析虛擬化身、虛擬演播室、360°全景音樂演出及虛擬音樂會等創(chuàng)新應(yīng)用的影響，探討這些技術(shù)如何提供身臨其境的音樂體驗，創(chuàng)造更多創(chuàng)新的音樂制作和演出方式，以及如何擴大音樂的全球范圍和社交互動性。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

1.1 虛擬現(xiàn)實的概念

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）是一種計算機技術(shù)，通過模擬和模仿現(xiàn)實世界，使用戶能夠沉浸在虛構(gòu)的環(huán)境中。用戶通過頭戴式設(shè)備、手套及控制器等硬件，可與計算機生成的三維環(huán)境進行互動。VR 技術(shù)旨在創(chuàng)造一種身臨其境的感覺，用戶可以在虛擬世界中自由移動、感知、聽見和互動，仿佛真正存在于虛擬的環(huán)境中[1]。這種技術(shù)在娛樂、教育、醫(yī)療、軍事及工業(yè)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，提供了全新的沉浸式體驗和互動方式。

1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成包括3 個關(guān)鍵組成部分，分別是攝像機定位跟蹤系統(tǒng)、虛擬場景生成系統(tǒng)以及視頻色鍵合成系統(tǒng)，它們協(xié)同工作，以創(chuàng)造沉浸式的虛擬體驗[2]。

攝像機定位跟蹤系統(tǒng)使用攝像機和傳感器技術(shù)來追蹤用戶在虛擬環(huán)境中的位置和動作。頭戴式設(shè)備通常包含內(nèi)置攝像機和傳感器，能夠?qū)崟r監(jiān)測用戶的頭部和身體運動。這些數(shù)據(jù)被傳送到計算機中，以便調(diào)整虛擬環(huán)境中的視角和視點，使用戶感覺自己身臨其境。攝像機定位跟蹤系統(tǒng)對于創(chuàng)造逼真的虛擬體驗至關(guān)重要，讓虛擬世界與用戶的動作保持同步。

虛擬場景生成系統(tǒng)負責(zé)創(chuàng)建和呈現(xiàn)虛擬環(huán)境，包括圖形引擎和計算機生成圖形技術(shù)，用于設(shè)計和渲染虛擬世界中的物體、場景、聲音和效果。這個系統(tǒng)需要高度的計算能力，以實時生成逼真的三維圖像和音效，以響應(yīng)用戶的交互。虛擬場景生成系統(tǒng)的性能直接影響虛擬現(xiàn)實體驗的真實感和沉浸感[3]。

視頻色鍵合成系統(tǒng)用于將真實世界的圖像與虛擬環(huán)境相結(jié)合，以便用戶可以看到和感知虛擬對象和場景。這一過程涉及將攝像頭捕獲的視頻流與計算機生成的虛擬圖像進行融合，通常使用色鍵技術(shù)來實現(xiàn)這一目標(biāo)。通過去除或透明化背景，將虛擬元素?zé)o縫地嵌入到真實世界中。視頻色鍵合成系統(tǒng)確保用戶在戴上頭戴式顯示設(shè)備時可以看到虛擬環(huán)境，而不是完全隔離于外部世界。

1.3 虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實全產(chǎn)業(yè)鏈包括關(guān)鍵器件、終端外設(shè)、業(yè)務(wù)運營平臺、內(nèi)容生產(chǎn)工具以及專用信息基礎(chǔ)設(shè)施等方面。虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵器件包括高性能低功耗專用處理芯片、超高清新型微顯示器件、自由曲面與光導(dǎo)波等光學(xué)器件[4]。虛擬現(xiàn)實終端外設(shè)向一體式、分體式、車載式及云化終端等多形態(tài)發(fā)展，在體積、續(xù)航、散熱、畫面質(zhì)量及智能感知等指標(biāo)方面有明顯提升。虛擬現(xiàn)實操作系統(tǒng)向3D 化、實時性及多任務(wù)等方面發(fā)展，視音頻系統(tǒng)裝置向裸眼觀看、沉浸式還音方向發(fā)展。虛擬現(xiàn)實業(yè)務(wù)運營平臺向線下、云化線上兩方面發(fā)展，線下以沉浸式劇場、主題樂園等形式為主，云化線上以服務(wù)平臺、運營平臺為主。線上云化虛擬現(xiàn)實運營與服務(wù)平臺具備內(nèi)容聚合、分發(fā)、支付等能力。虛擬現(xiàn)實的內(nèi)容生產(chǎn)工具離不開內(nèi)容生產(chǎn)軟件、內(nèi)容影音采集設(shè)備、內(nèi)容編輯與傳輸工具的支持。虛擬現(xiàn)實內(nèi)容生產(chǎn)軟件以三維場景編輯器、高精度云端實時渲染處理、虛擬現(xiàn)實視頻融合制播及沉浸式音頻編輯制作等為主，內(nèi)容影音采集設(shè)備以3D 超高清全景攝像機、三維掃描儀、動作捕捉外設(shè)及聲場麥克風(fēng)等為主，內(nèi)容編輯與傳輸工具以云化算力資源池、網(wǎng)絡(luò)直播平臺及高性能傳輸網(wǎng)絡(luò)等為主。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在音樂節(jié)目中的應(yīng)用

2.1 虛擬化身在音樂節(jié)目中的應(yīng)用

虛擬化身指的是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將藝術(shù)家或音樂家的表演變成數(shù)字化的虛擬形象，讓其在虛擬環(huán)境中進行音樂演出[5]。虛擬化身可以讓音樂家或藝術(shù)家在虛擬環(huán)境中進行創(chuàng)意的音樂表演。他們可以通過虛擬角色展示自己，改變外貌和服飾，創(chuàng)造出與音樂作品情感、主題相契合的視覺效果。虛擬化身提供了對藝術(shù)家的親密觀察機會。觀眾可以近距離欣賞虛擬藝術(shù)家的表演，而不受地理位置的限制。這種近距離互動使觀眾更加深度地參與音樂表演，從而增強了音樂會的沉浸感和參與度。虛擬化身還能在音樂節(jié)目中擴大音樂家的創(chuàng)造空間。他們可以探索虛擬環(huán)境中的無限可能性，設(shè)計與音樂作品完美配合的虛擬舞臺和視覺元素，以提供獨特的音樂演出體驗。

元宇宙活動公司RLTY 與虛擬化身平臺Ready Player Me 合作，提高虛擬化身和可穿戴設(shè)備的互操作性，用于RLTY 沉浸式平臺建設(shè)。RLTY 沉浸式平臺可容納20 000 個虛擬化身，其高性能的沉浸式體驗與虛擬世界為音樂會開展提供技術(shù)與平臺支持。以2022 年江蘇衛(wèi)視跨年晚會為例，依托虛擬現(xiàn)實技術(shù)和虛擬化身技術(shù)，實現(xiàn)了周深與鄧麗君的同臺演唱。

2.2 虛擬演播室在音樂節(jié)目中的應(yīng)用

虛擬演播室利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，模擬出虛擬的演播室或音樂制作環(huán)境，使得音樂家、制作人和觀眾以前所未有的方式互動[6]。虛擬演播室為音樂制作提供了創(chuàng)新的工作環(huán)境。音樂制作人可以進入虛擬演播室，使用虛擬樂器和工具來創(chuàng)作音樂，而無須實際的樂器或硬件，大大擴展了音樂制作的可能性，使創(chuàng)作者可以更自由地嘗試不同的音樂元素和效果。虛擬演播室使得音樂家和制作人可以進行遠程協(xié)作。他們可以分布在不同的地理位置，但在虛擬環(huán)境中一起制作音樂。這種遠程協(xié)作加強了音樂團隊之間的聯(lián)系，促進了創(chuàng)造力和創(chuàng)新。虛擬演播室可以模擬各種音樂場地和演出場景，音樂家和觀眾可以選擇虛擬的演出地點。這種自定義的音樂場景提供了更豐富的視覺和聲音體驗，使音樂演出更加多樣化和引人入勝。

以世優(yōu)科技公司的虛擬演播室為例，其在綠幕影棚內(nèi)拍攝，采用攝像機跟蹤傳感系統(tǒng)，將虛擬三維場景與現(xiàn)場綠箱實現(xiàn)1 ∶1 精準定位匹配，與表演者進行實時合成，形成豐富多變和沉浸真實的直播畫面，虛擬演播室搭載了3D 虛幻引擎，實現(xiàn)真實質(zhì)感、視覺特效、虛實互動等視覺感官效果，被廣泛應(yīng)用于虛擬演唱會、音樂會等音樂節(jié)目中。2022 年，由世優(yōu)科技公司虛擬演播室、虛擬數(shù)字人等技術(shù)支持的Wonders靈境系列虛擬演唱會，在酷狗音樂、酷狗直播、咪咕視頻及抖音直播等多平臺線上播放演出。

2.3 360°全景音樂演出

360°全景音樂演出將觀眾帶入一個全方位的音樂演出環(huán)境中，提供了沉浸式和身臨其境的音樂體驗。360°全景音樂演出通過虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備，如頭盔和眼鏡，使觀眾能夠在虛擬環(huán)境中自由移動頭部，觀賞音樂會的每個角度。觀眾可以感受到音樂會現(xiàn)場的每一個細節(jié)，從音樂家的表演到舞臺設(shè)計，營造出一種身臨其境的感覺。這種應(yīng)用拓展了音樂會的參與度。觀眾不再僅僅是坐在座位上被動地觀看演出，而是可以自由選擇自己的位置，與音樂家和其他觀眾互動，更深入地參與到音樂會中。這種互動性使得音樂會更具社交性和個性化。360°全景音樂演出可以在各種虛擬環(huán)境中進行，如音樂廳、戶外音樂節(jié)、奇幻場景等。觀眾可以選擇他們喜歡的音樂場地，使音樂會變得更富多樣性和具有創(chuàng)意。

以2021—2022 樂響巴渝·舞動山城“中國廣電之夜”跨年音樂會為例，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)、人工智能技術(shù)及子彈時間技術(shù)等，打造360°自由視角，讓觀眾能夠多角度、多場景、超高清觀看舞臺全景和演員的微妙表情變化，帶給用戶沉浸式體驗。

2.4 虛擬音樂會

虛擬音樂會重新定義了音樂演出的形式和體驗，將音樂會搬到虛擬世界中，創(chuàng)造了一個數(shù)字化的音樂演出環(huán)境，提供了一系列獨特的體驗。虛擬音樂會可以在虛擬環(huán)境中模擬各種音樂場地，從經(jīng)典的音樂廳到奇幻的幻想世界。觀眾可以在虛擬空間中選擇他們喜歡的音樂會場地，使音樂體驗更具多樣性和個性化。虛擬音樂會使觀眾可以從世界各地參與，而不受地理位置的限制。無論身在何處，觀眾只需戴上虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備，就可以與其他觀眾一起欣賞音樂會，與音樂家互動，創(chuàng)造了全球性的音樂社群。虛擬音樂會還提供了互動性機會，觀眾可以在虛擬環(huán)境中與音樂家和其他觀眾互動，參與音樂演出，甚至在虛擬世界中結(jié)識新朋友，使音樂會變得更富社交性。

2020 年，音樂人Travis Scott 在《堡壘之夜》舉辦“ASTRONOMICAL”虛擬演唱會，是基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的音樂與游戲等多元素跨界融合。音樂制作人Marshmello 以全息人物投影的形式進入《堡壘之夜》中搭建的虛擬舞臺，玩家們紛紛入場，可以和舞臺上藝人的虛擬形象進行近距離互動。該演唱會實時在線人數(shù)超過1 200 萬。以2021 年3 月愛奇藝THE9“虛實之城”沉浸式虛擬演唱會為例，充分運用各種虛擬沉浸技術(shù)，打造了原始叢林、埃及金字塔等16 個虛擬場景，并支持百人大屏互動、多機位自由切換及互動舞臺投票等功能，帶給觀眾極其震撼的超高清、沉浸式、臨場感虛擬音樂會體驗。

3 結(jié)語

在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的引領(lǐng)下，音樂表演領(lǐng)域正經(jīng)歷著前所未有的革命。虛擬化身、虛擬演播室、360°全景音樂演出和虛擬音樂會等應(yīng)用為音樂家、制作人和觀眾帶來了全新的音樂體驗，打破了地理和物理的界限。虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅為音樂創(chuàng)作和演出提供了更多創(chuàng)意和互動性，還為音樂產(chǎn)業(yè)開辟了新的商機。這個領(lǐng)域的不斷演進將繼續(xù)塑造未來的音樂體驗，為音樂愛好者帶來更多驚喜和樂趣。