增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在新聞節(jié)目中的應(yīng)用

趙子劍

（河南廣播電視臺(tái)，河南 鄭州 450000）

0 引 言

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）技術(shù)是一種將虛擬信息與真實(shí)世界相結(jié)合的技術(shù)。通過智能設(shè)備如手機(jī)、平板或AR 眼鏡，用戶可以在看到真實(shí)世界的同時(shí)，看到疊加在上面的虛擬信息。近年來，隨著AR 技術(shù)的不斷發(fā)展，其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注。在新聞節(jié)目中，AR 技術(shù)可以為觀眾提供更直觀、生動(dòng)的新聞報(bào)道，提升新聞的傳播效果和觀眾的觀看體驗(yàn)。

1 AR 技術(shù)概述

1.1 AR 的概念

AR是一種融合虛擬與現(xiàn)實(shí)世界的計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過手機(jī)、頭戴設(shè)備或平板電腦等顯示屏，在用戶的真實(shí)感知環(huán)境中疊加虛擬對(duì)象、信息或交互元素。AR 通過實(shí)時(shí)感知、跟蹤和計(jì)算，使用戶能夠與現(xiàn)實(shí)世界互動(dòng)，并為用戶提供豐富的增強(qiáng)信息和體驗(yàn)[1]。

1.2 AR 的關(guān)鍵技術(shù)

AR 的關(guān)鍵技術(shù)包括近眼顯示、內(nèi)容制作、網(wǎng)絡(luò)通信、渲染計(jì)算及感知交互等。

（1）近眼顯示。近眼顯示技術(shù)將虛擬信息以逼真的方式疊加到用戶的視野中，通常通過頭戴式顯示設(shè)備、智能眼鏡或手機(jī)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。近眼顯示在現(xiàn)實(shí)路徑技術(shù)方面的代表有有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極體（Active-Matrix Organic Light Emitting Diode，AMOLED）、硅基液晶（Liquid Crystal on Silicon，LCOS）、硅基有機(jī)薄膜電致發(fā)光器件（OLED on Silicon，OLEDOS）、數(shù)字式光處理（Digital Light Processing，DLP）、Micro-LER。光波導(dǎo)主要技術(shù)路徑有陣列光波導(dǎo)、表面浮雕光柵波導(dǎo)、全息體光柵波導(dǎo)。焦面顯示主要技術(shù)路徑有雙焦平面顯示、雙焦面切換顯示、連續(xù)可變焦顯示、多焦平面顯示、曲面焦面顯示、光場(chǎng)顯示及全息顯示等。

（2）內(nèi)容制作。從用戶與內(nèi)容的交互程度劃分，可以把AR 業(yè)務(wù)分為弱交互和強(qiáng)交互兩大類。弱交互業(yè)務(wù)主要以用戶被動(dòng)地觀看全景視頻、直播等形式為主，強(qiáng)交互業(yè)務(wù)主要體現(xiàn)在游戲、互動(dòng)教育等領(lǐng)域，需要根據(jù)用戶實(shí)際需求設(shè)置個(gè)性化的交互信息，進(jìn)而獲得更加沉浸式的交互體驗(yàn)。內(nèi)容制作方面的技術(shù)包括WebXR、OS、OpenXR 等。這些技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了內(nèi)容制作與各終端平臺(tái)、操作系統(tǒng)之間的深度融合。

（3）網(wǎng)絡(luò)通信。實(shí)時(shí)AR 應(yīng)用通常需要在云端服務(wù)器和終端設(shè)備之間進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)交換，以獲得實(shí)時(shí)的信息更新和內(nèi)容傳遞。高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通信是AR 技術(shù)成功的關(guān)鍵，確保用戶能夠獲得準(zhǔn)確、及時(shí)的增強(qiáng)信息。第五代固定網(wǎng)絡(luò)（F5G）千兆寬帶與5G 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的雙千兆接入網(wǎng)絡(luò)連接，為AR 業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景提供傳輸推流、編解碼、最低時(shí)延路徑、高寬帶低時(shí)延等技術(shù)支持，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)承載網(wǎng)絡(luò)向IP 架構(gòu)簡(jiǎn)化、全光網(wǎng)絡(luò)、端網(wǎng)協(xié)同等方向發(fā)展。

（4）渲染計(jì)算。將虛擬對(duì)象融入現(xiàn)實(shí)世界，需要復(fù)雜的計(jì)算，包括虛擬對(duì)象的位置、光照、陰影和物理交互等。隨著云渲染、人工智能與注視點(diǎn)技術(shù)的發(fā)展，渲染技術(shù)在AR 領(lǐng)域得到更深入的應(yīng)用。云渲染支持云網(wǎng)邊端協(xié)同渲染，能夠有效降低終端配置成本，基于人工智能的深度學(xué)習(xí)渲染能夠有效平衡渲染質(zhì)量、速度、能耗、成本等多維度指標(biāo)，基于眼球追蹤的注視點(diǎn)渲染與注視點(diǎn)光學(xué)成為渲染計(jì)算的熱點(diǎn)框架。

（5）感知交互。AR 技術(shù)需要感知用戶的環(huán)境和動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)互動(dòng)性和逼真感。追蹤定位、沉浸聲場(chǎng)、手勢(shì)追蹤、三維重建、語音識(shí)別、氣味模擬、虛擬移動(dòng)及腦機(jī)接口等感知交互技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)感知交互向自然化、情景化與智能化方向發(fā)展[2]。

1.3 AR 產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

當(dāng)前，我國AR 產(chǎn)業(yè)在核心技術(shù)領(lǐng)域處在研發(fā)待攻克階段，應(yīng)用領(lǐng)域處在試探性階段。AR 產(chǎn)業(yè)鏈涉及核心技術(shù)、硬件設(shè)備、軟件相關(guān)及應(yīng)用場(chǎng)景等諸多方面，產(chǎn)業(yè)鏈較長。在整機(jī)廠商方面的代表企業(yè)有杭州靈伴科技、亮亮視野、雷鳥、聯(lián)想、華為及小米等。在光學(xué)模組方面的代表企業(yè)有慧?？萍肌Ⅷ櫹伖怆?、三級(jí)光電及呈格等。在微顯示屏方面的代表企業(yè)有三安光電、視涯科技及芯視元等。在感知交互方面的代表企業(yè)有科大訊飛、杭州靈伴科技、云知音及七鑫易維等。在主控芯片方面的代表企業(yè)有紫光展銳、安謀科技及瑞芯微電子等。未來，我國AR 產(chǎn)業(yè)有望朝著硬件、軟件、內(nèi)容三方面螺旋促進(jìn)模式發(fā)展[3]。

2 AR 技術(shù)在新聞節(jié)目中的應(yīng)用

2.1 AR 演播室在新聞節(jié)目中的應(yīng)用

AR 演播室由多個(gè)關(guān)鍵組成部分構(gòu)成。第一，虛擬背景。使用AR 技術(shù)，演播室可以創(chuàng)建虛擬背景，使新聞主持人和記者仿佛置身于新聞事件的現(xiàn)場(chǎng)。第二，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化。借助AR，演播室可以實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)、圖表和圖形，以解釋復(fù)雜的信息和趨勢(shì)。第三，互動(dòng)元素。觀眾可以與AR 元素互動(dòng)，如通過手勢(shì)或觸摸屏幕與虛擬對(duì)象進(jìn)行互動(dòng)。第四，多攝像頭設(shè)置。攝像頭安置在不同的角度，以便捕捉虛擬和真實(shí)世界的元素，使其無縫融合。

以北京廣播電視臺(tái)的AR 演播室為例，在構(gòu)建AR 演播室過程中，技術(shù)人員將計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)、攝像機(jī)跟蹤技術(shù)、實(shí)時(shí)引擎渲染技術(shù)融合AR 虛擬植入系統(tǒng)，使演播室在材質(zhì)渲染、粒子系統(tǒng)、實(shí)時(shí)攝像機(jī)和光線追蹤等方面的性能大幅度提升。北京廣播電視臺(tái)的在線包裝和虛擬植入系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)跨設(shè)備、跨類別統(tǒng)一操作，擴(kuò)大操作空間，極大提升北京廣播電視臺(tái)的AR 新聞節(jié)目制作能力。在2019 年第二屆“一帶一路”國際合作高峰論壇期間，北京廣播電視臺(tái)通過AR 演播室制作了特別新聞直播節(jié)目《新時(shí)代 新思路 新篇章》，通過基礎(chǔ)建模、貼圖繪制和豐富細(xì)節(jié)三個(gè)流程，使用Viz Artist（3D 制作軟件）構(gòu)建陸路絲路、海上絲路、羊皮紙路線圖、沿線國家國旗以及中歐班列等5 個(gè)三維場(chǎng)景。在中歐班列重點(diǎn)場(chǎng)景構(gòu)建過程中，制作團(tuán)隊(duì)打造了虛擬AR 場(chǎng)景與Virtual Window 虛擬窗口場(chǎng)景，通過Clipper 插件、Live 信號(hào)和虛擬攝像機(jī)構(gòu)建演播室大屏內(nèi)草原藍(lán)天白云的遠(yuǎn)景、列車三維場(chǎng)景以及AR 植入模式列車三維場(chǎng)景。此外，北京廣播電視臺(tái)還運(yùn)用AR 演播室制作了《美麗北京 繽紛世園》《金環(huán)日食大直播》等新聞直播活動(dòng)[4]。

2.2 基于AR 技術(shù)的AR 新聞應(yīng)用場(chǎng)景

與傳統(tǒng)的文字、圖片、視頻新聞內(nèi)容相比，AR 新聞拓展空間的表現(xiàn)力更強(qiáng)。AR 與虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）相比，硬件要求低，在新聞?lì)I(lǐng)域的應(yīng)用賦予新聞虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互、多樣化信息傳播等特點(diǎn)。AR 新聞的應(yīng)用包括如下場(chǎng)景。

（1）實(shí)時(shí)報(bào)道。AR 可用于實(shí)時(shí)新聞報(bào)道，如自然災(zāi)害、社會(huì)事件或突發(fā)新聞等。通過AR，新聞機(jī)構(gòu)為觀眾提供實(shí)時(shí)的信息、地圖和可視化數(shù)據(jù)，幫助他們更好地理解和應(yīng)對(duì)當(dāng)前事件。

（2）體育報(bào)道。AR 技術(shù)可用于改善體育新聞報(bào)道。觀眾通過AR 應(yīng)用程序觀看比賽時(shí)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、戰(zhàn)術(shù)分析和3D 模擬重播，提高了觀眾對(duì)比賽的理解和參與感。

（3）歷史場(chǎng)景重現(xiàn)。AR 技術(shù)可將歷史事件和場(chǎng)景重現(xiàn)在觀眾眼前。這種應(yīng)用使得觀眾可以親身體驗(yàn)歷史事件，增進(jìn)其對(duì)歷史的理解和教育效果。

（4）互動(dòng)故事。新聞機(jī)構(gòu)可利用AR 技術(shù)創(chuàng)建互動(dòng)性強(qiáng)的新聞故事，觀眾通過觸摸屏幕或手勢(shì)控制來瀏覽和參與新聞故事，使他們成為新聞報(bào)道的一部分。

（5）文化報(bào)道。在文化新聞中，AR 技術(shù)可用于藝術(shù)品展覽、博物館導(dǎo)覽和歷史遺址講解，觀眾使用AR 應(yīng)用程序來獲得關(guān)于文化和藝術(shù)的深入信息。

以2018 年新華社客戶端發(fā)布的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)新聞報(bào)道《AR 看兩會(huì)｜政府工作報(bào)告中的民生福利》為例，這是全國首次運(yùn)用AR 技術(shù)進(jìn)行兩會(huì)新聞報(bào)道。新華社客戶端5.0 版本支持AR 呈現(xiàn)，用戶通過掃描相關(guān)物體和圖像，可在手機(jī)上觀看AR 新聞報(bào)道。新華社客戶端設(shè)置了交互場(chǎng)景和新聞彩蛋，提升了AR新聞的交互性，帶給觀眾全新的新聞?dòng)^看體驗(yàn)[5]。

2.3 AR 云平臺(tái)助力新聞制作

AR 云平臺(tái)（AR Cloud Platform）是一種基于云計(jì)算和AR 技術(shù)的創(chuàng)新平臺(tái)，旨在構(gòu)建虛擬與現(xiàn)實(shí)世界的連接和交互環(huán)境。AR 云平臺(tái)具有以下關(guān)鍵特點(diǎn)。

（1）環(huán)境感知。AR 云平臺(tái)能夠?qū)崟r(shí)感知用戶的環(huán)境，包括位置、場(chǎng)景及物體等，從而為用戶提供與其周圍環(huán)境相關(guān)聯(lián)的虛擬信息。

（2）共享和協(xié)作。用戶可以在AR 云平臺(tái)上創(chuàng)建、編輯和分享AR內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)作和信息共享。這對(duì)于教育、娛樂和企業(yè)應(yīng)用具有潛力。

（3）實(shí)時(shí)更新。AR 云平臺(tái)可以不斷更新和改進(jìn)虛擬內(nèi)容，以反映現(xiàn)實(shí)世界的變化，如商店的庫存、天氣條件等。

（4）位置服務(wù)。AR 云平臺(tái)還可以提供高精度的位置服務(wù)，幫助用戶在室內(nèi)和室外環(huán)境中進(jìn)行導(dǎo)航和定位。

AR 云平臺(tái)已經(jīng)在游戲、導(dǎo)航、社交媒體、傳媒和工業(yè)維護(hù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在新聞制作方面，新聞媒體單位AR 新聞的制作通常是與AR 技術(shù)公司合作完成，依托AR 技術(shù)公司的AR 云平臺(tái)完成新聞節(jié)目的制作。

以亮風(fēng)臺(tái)AR 云服務(wù)平臺(tái)HiAR Cloud 為例，其提供AI/AR 算法服務(wù)、BigData 數(shù)據(jù)服務(wù)、Connection 通信服務(wù)三大核心云服務(wù)，推動(dòng)GIS-BIM-Object 三級(jí)物理世界數(shù)字孿生的建立[6]。亮風(fēng)臺(tái)AR 云服務(wù)平臺(tái)為新聞媒體單位提供了AR新聞制作平臺(tái)與技術(shù)，如為人民網(wǎng)、人民視頻、山西日?qǐng)?bào)等提供AR 新聞制作方案，協(xié)助《陜西日?qǐng)?bào)》完成“植樹節(jié)”“兩會(huì)”AR新聞制作。

3 結(jié) 語

本文深入探討了AR 技術(shù)在新聞節(jié)目中的應(yīng)用，突出了AR 的創(chuàng)新潛力，如虛擬新聞演播室、AR 新聞應(yīng)用場(chǎng)景以及AR 云平臺(tái)新聞制作等。隨著AR 技術(shù)的不斷發(fā)展，新聞行業(yè)將繼續(xù)受益于其各種應(yīng)用，以提高新聞報(bào)道的質(zhì)量和吸引力，同時(shí)滿足觀眾的需求。