混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域的應(yīng)用

楊 龍

（武山縣文體廣電和旅游局，甘肅 天水 741300）

0 引言

隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，混合現(xiàn)實(shí)（Mixed Reality，MR）已成為廣播電視領(lǐng)域的重要?jiǎng)?chuàng)新和變革因素。本文旨在探討MR 技術(shù)在廣播電視中的應(yīng)用，揭示其潛在機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)。首先，深入研究MR 技術(shù)的基本概念、硬件和軟件組成以及與虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的關(guān)系。其次，詳細(xì)討論MR 技術(shù)在不同類型電視節(jié)目中的實(shí)際應(yīng)用，包括體育、綜藝、新聞等，展望未來發(fā)展趨勢。

1 MR 技術(shù)概述

1.1 MR 基本介紹

MR 是一種新興的技術(shù)范疇，融合了虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）的元素，以創(chuàng)造融合虛擬和真實(shí)世界的交互體驗(yàn)。MR 技術(shù)定義為將數(shù)字虛擬信息與物理環(huán)境相互融合，使用戶能夠與虛擬物體和現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行互動(dòng)。其獨(dú)特特點(diǎn)包括環(huán)境感知、實(shí)時(shí)互動(dòng)、虛擬對(duì)象與現(xiàn)實(shí)物體的交互等。MR 的基本構(gòu)成通常包括頭戴式顯示設(shè)備、傳感器技術(shù)、計(jì)算設(shè)備以及相應(yīng)的軟件應(yīng)用。其工作原理是通過頭戴式顯示設(shè)備將虛擬對(duì)象疊加在用戶的真實(shí)視野中，同時(shí)通過傳感器技術(shù)捕捉用戶的動(dòng)作和環(huán)境信息，以實(shí)現(xiàn)用戶與虛擬世界的互動(dòng)。MR 技術(shù)在各領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力，從娛樂、教育到醫(yī)療保健和工業(yè)，為用戶提供了前所未有的沉浸式體驗(yàn)和實(shí)用性[1]。

I.2 MR 技術(shù)的硬件和軟件

MR 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)涉及硬件和軟件兩個(gè)關(guān)鍵要素，這兩者共同構(gòu)建了用戶與MR 環(huán)境的交互體驗(yàn)。

頭戴式顯示設(shè)備是MR 技術(shù)的核心硬件。這些設(shè)備包括頭戴式眼鏡、頭戴顯示器和其他形式的可穿戴設(shè)備，如HoloLens、Magic Leap 等。它們通常配備了內(nèi)置的顯示屏、傳感器、攝像頭和音頻輸出，以提供虛擬信息的實(shí)時(shí)顯示，并能夠與用戶的頭部運(yùn)動(dòng)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)虛擬和真實(shí)世界的疊加。

MR 應(yīng)用的開發(fā)需要專門的開發(fā)平臺(tái)和工具，包括用于創(chuàng)建虛擬場景、編寫交互代碼和測試應(yīng)用的軟件開發(fā)工具，如Unity3D、Unreal Engine 等。開發(fā)者還需要訪問MR 設(shè)備的軟件開發(fā)工具包（Software Development Kit，SDK），以充分利用設(shè)備的功能和傳感器。這些開發(fā)平臺(tái)和工具為開發(fā)者提供了構(gòu)建MR 應(yīng)用程序的關(guān)鍵資源，以滿足各種行業(yè)需求，從游戲和培訓(xùn)到醫(yī)療保健和建筑。綜合而言，MR 技術(shù)的硬件和軟件組成了其基礎(chǔ)架構(gòu)，為用戶提供了交互式、沉浸式的體驗(yàn)，并為開發(fā)者提供了創(chuàng)造各種創(chuàng)新應(yīng)用的工具。這兩個(gè)要素協(xié)同作用，推動(dòng)了MR 技術(shù)在不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和發(fā)展[2]。

1.3 AR、VR、MR 的關(guān)系

AR 是一種技術(shù)，將數(shù)字信息疊加在真實(shí)世界中，以擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)世界的感知和認(rèn)知。AR 通過頭戴設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備的攝像頭捕捉真實(shí)世界的圖像，然后通過計(jì)算機(jī)圖形處理將虛擬元素（如文字、圖像或3D 對(duì)象）疊加在這些圖像上，使用戶能夠看到虛擬內(nèi)容與真實(shí)環(huán)境的融合。VR 技術(shù)通過全沉浸式體驗(yàn)將用戶帶入虛擬世界，完全隔離他們于現(xiàn)實(shí)環(huán)境。用戶戴上VR 頭顯，被完全包圍在計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境中，以感知和與虛擬世界互動(dòng)。AR 與VR、MR 的主要區(qū)別在于用戶與真實(shí)世界的關(guān)聯(lián)。AR 融合虛擬元素和現(xiàn)實(shí)環(huán)境，VR 將用戶完全隔離于虛擬環(huán)境，而MR 將虛擬元素疊加在現(xiàn)實(shí)世界中，同時(shí)保持用戶與真實(shí)環(huán)境的聯(lián)系。AR、VR 和MR 之間存在相互聯(lián)系。AR 和VR 技術(shù)可以結(jié)合使用，創(chuàng)建MR 體驗(yàn)。例如，在AR 中使用VR 眼鏡，將虛擬元素與用戶的周圍環(huán)境融合，創(chuàng)造MR 體驗(yàn)。AR 側(cè)重于增強(qiáng)真實(shí)世界，VR 追求完全虛擬體驗(yàn)，而MR 是虛擬與真實(shí)的結(jié)合[3]。AR 保持了用戶與真實(shí)世界的聯(lián)系，而VR 將用戶從真實(shí)環(huán)境中隔離開來。MR 則在兩者之間尋找平衡，創(chuàng)造了虛擬和現(xiàn)實(shí)世界的融合，使用戶能夠在虛擬元素和真實(shí)環(huán)境之間互動(dòng)。這三者在不同應(yīng)用場景中各有獨(dú)特優(yōu)勢。

2 MR 技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 MR 技術(shù)在電視節(jié)目中的應(yīng)用

MR 技術(shù)在電視節(jié)目中的應(yīng)用，為觀眾帶來了沉浸式、互動(dòng)性和信息豐富的觀看體驗(yàn)。在體育節(jié)目中，MR 使觀眾能夠?qū)崟r(shí)查看比賽數(shù)據(jù)、虛擬標(biāo)記和視角切換，以更好地理解比賽進(jìn)程。在綜藝節(jié)目中，MR 可以用于創(chuàng)造交互游戲、虛擬景點(diǎn)和特效場景，增強(qiáng)觀眾的參與感。在新聞節(jié)目中，MR可以用于可視化數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、實(shí)時(shí)地理位置標(biāo)記以及虛擬演示，提供更生動(dòng)、詳細(xì)的新聞報(bào)道。這些應(yīng)用讓觀眾與內(nèi)容互動(dòng)，深化了他們對(duì)電視節(jié)目的理解和參與感，同時(shí)提高了電視節(jié)目的吸引力和教育價(jià)值。

以2022 年北京冬奧會(huì)為例，依托5G 和MR 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)5G 混合現(xiàn)實(shí)MR 智慧雪場、8K 視頻傳輸、5G 全視角賽事服務(wù)和自由視角賽事直播等，通過5G 網(wǎng)絡(luò)提供了實(shí)時(shí)、高清晰度的8K 視頻傳輸，讓觀眾無縫沉浸在賽事中。MR 技術(shù)將觀眾置于全景虛擬環(huán)境，提供自由視角賽事直播，讓他們自主選擇觀看角度，以獲得個(gè)性化的體驗(yàn)。5G 還支持全視角賽事服務(wù)，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和多維度信息。這一創(chuàng)新整合了技術(shù)和娛樂，為觀眾帶來前所未有的體育觀看體驗(yàn)。

以河南衛(wèi)視中國節(jié)日系列節(jié)目為例，《唐宮夜宴》《元宵奇妙夜》《清明時(shí)節(jié)奇妙游》《端午奇妙夜》《七夕奇妙游》《中秋奇妙游》等節(jié)目一經(jīng)播出便深受觀眾喜愛，是文化與科技的完美結(jié)合，通過AR、VR、MR、三維建模等技術(shù)，將不同節(jié)日的虛擬背景畫面與演員的實(shí)景演繹相融合，為觀眾帶來沉浸式、臨場感的觀看體驗(yàn)。以《七夕奇妙游》開場舞《龍門金剛》為例，通過AR、MR 與超高清視頻技術(shù)，以360°VR 攝影完成龍門石窟實(shí)景拍攝，并通過AR、MR 與4K 等技術(shù)實(shí)現(xiàn)古風(fēng)舞蹈與龍門石窟的完美融合。以《唐宮夜宴》為例，充分融合了5G、AR、MR 等技術(shù)，將盛唐文化以俏皮靈動(dòng)的舞姿與國寶國潮融合形式呈現(xiàn)，通過虛實(shí)相接的舞蹈藝術(shù)，生動(dòng)呈現(xiàn)唐朝少女化妝與演奏的過程[4]。

以2021 年全國兩會(huì)為例，人民日?qǐng)?bào)智慧媒體研究院提供MR 第一視角直播方案，充分融合了MR、人工智能（Artificial Intelligence，AI）和5G 等技術(shù)，使用杭州Rokid 科技公司自主研發(fā)的MR 眼鏡助力兩會(huì)新聞報(bào)道。MR 眼鏡集智能采訪、AI 輔助創(chuàng)作、新聞追蹤等多種功能于一身，助力新聞?dòng)浾叩男侣劜删幣c生產(chǎn)工作，在策劃、采訪、編輯及發(fā)布過程提升新聞生產(chǎn)力[5]。

2.2 MR 技術(shù)在電影中的應(yīng)用

在電影領(lǐng)域，MR 技術(shù)為電影制作者提供了創(chuàng)造性的視覺效果。在科幻片中，MR 可以用于創(chuàng)造虛擬世界、外星生物和未來科技，使電影更加震撼，使觀眾沉浸在影片的幻想世界中，增強(qiáng)了觀看體驗(yàn)。在紀(jì)錄片制作中，MR 可以用于可視化數(shù)據(jù)、虛擬重建歷史事件和提供生動(dòng)的信息呈現(xiàn)，豐富了教育和娛樂性。MR 還在電影后期制作中可用于特效合成和修圖，提高了視覺質(zhì)量和觀賞性。這些應(yīng)用使電影更具吸引力和創(chuàng)新性，為觀眾帶來了更深刻的電影體驗(yàn)。

以科幻電影為例，MR 技術(shù)在科幻電影中創(chuàng)造了引人入勝的虛擬世界。例如，在《阿凡達(dá)》中，導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆利用VR、MR 技術(shù)創(chuàng)造了潘多拉星球，讓觀眾沉浸在異星文化環(huán)境中。電影《頭號(hào)玩家》展示了MR 游戲的未來，將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界互動(dòng)，呈現(xiàn)了一個(gè)充滿冒險(xiǎn)和創(chuàng)意的未來。這些電影利用MR 技術(shù)拓展了電影體驗(yàn)的邊界，為觀眾提供了難以置信的視覺和情感冒險(xiǎn)[6]。

以中央電視臺(tái)科教頻道和國家航天局新聞宣傳中心聯(lián)合制作的大型紀(jì)錄片《飛向月球》為例，紀(jì)錄片采用4K 超高清分辨率，提供了出色的視覺質(zhì)量，細(xì)節(jié)清晰，使觀眾更好地感受太空的宏偉和細(xì)微之處[7]。全球首個(gè)4K MR 實(shí)時(shí)數(shù)字特效制作攝影棚結(jié)合了4K 超高清技術(shù)和MR 技術(shù)，通過實(shí)時(shí)數(shù)字特效，在拍攝過程中為場景增添虛擬元素，如太空船、行星表面等[8]。觀眾能夠身臨其境地看到這些虛擬元素與實(shí)際拍攝的環(huán)境相互作用，增強(qiáng)了紀(jì)錄片的沉浸感。紀(jì)錄片采用大量原創(chuàng)三維動(dòng)畫，以直觀、生動(dòng)的方式解釋科學(xué)原理和月球探索過程。MR 技術(shù)在紀(jì)錄片中的應(yīng)用，通過模擬月球的視覺和聲音效果，使觀眾感受到真實(shí)的月球環(huán)境，增加了情感共鳴和科學(xué)興趣，讓觀眾仿佛親臨現(xiàn)場[9]?！讹w向月球》紀(jì)錄片的制作中，MR 技術(shù)提供了全新的科學(xué)教育和娛樂體驗(yàn)，將科學(xué)主題與視覺沉浸性相結(jié)合，帶給觀眾前所未有的多維度、立體化的視聽享受。這是MR 技術(shù)在紀(jì)錄片制作中的杰出應(yīng)用范例，MR 為科學(xué)普及和娛樂產(chǎn)業(yè)帶來了有趣和富有教育性的創(chuàng)新[10]。

3 結(jié)語

MR 技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域展示了廣泛的創(chuàng)新和應(yīng)用潛力。從電視節(jié)目制作到電影制作，MR 豐富了觀眾的體驗(yàn)，增加了互動(dòng)性，為廣播電視單位提供了技術(shù)支持。MR 技術(shù)的不斷發(fā)展和廣播電視行業(yè)的接受，將在未來塑造媒體和娛樂的新格局。