淺談XR沉浸式演播室

張 浩 王雪瑩

1.2.內蒙古廣播電視臺 內蒙古 呼和浩特市 010050

1 XR沉浸式演播室簡介

XR 沉浸式演播室是將XR虛擬拍攝技術應用于演播室中，XR 虛擬技術是集合了AR（增強現實）、VR（虛擬現實）、MR（混合現實）于一體的視覺特效拍攝技術，實現從現實環境到虛擬環境的融合和轉換。XR 虛擬拍攝有著3D 視覺逼真、仿真效果突出、虛實結合、置景靈活、虛擬無限拓展的特點。技術人員可以通過結合XR技術、攝像機動態跟蹤和實時渲染技術，在LED 顯示舞臺上創造一個沉浸式全方位的環境，打造3D 視覺效果，所需場景可以在拍攝過程中直接呈現出來。XR 沉浸式演播室需搭建地屏和立屏，立屏通常選用曲面屏、兩塊屏拼接或三塊屏拼接組合。地屏通常用于模擬地面特效，要求地屏可承受大型設備的重量以及尖銳物體的劃蹭，通常為節目的效果更加豐富逼真會對地屏做延伸。立屏用于播放圖片或視頻。在XR 制作中，高質量的LED 屏幕會同時顯示由圖形引擎預先載入的3D 虛擬環境，運行的計算機需要擁有強大的圖形渲染能力，LED 地屏和立屏同時構成了節目錄制或直播活動的背景。在攝像機上加裝追蹤系統，攝像機圍繞著LED 環境內被無縫結合起來的真實與虛擬元素進行運動，讓通過攝影機視角觀看的觀眾產生融合沉浸式的視覺效果。XR 沉浸式演播系統由以下幾個系統組成：媒體服務器系統、視覺特效軟件、跟蹤定位與動作捕捉系統、同步系統、LED 顯示系統、全光譜燈具系統、可移動吊掛系統如圖1所示。

圖1 XR 演播系統圖

2 XR沉浸式演播室的應用

XR 虛擬演播室可代替傳統綠箱演播室，傳統綠箱拍攝環境下，節目錄制完成后需要花費大量的時間進行精細的摳像處理，而XR 虛擬演播室不需要摳像，在錄制時通過渲染引擎播放3D 虛擬場景，工作人員可以在現場看到虛擬環境，還可以在現場進行錄制的調整與指導，錄制畫面即為節目播出畫面，減少了后期摳像處理制作耗費的時間和工作量，相比較傳統綠箱演播室，XR 虛擬演播室不僅節約了工作時間，而且還將節目的后期制作前置化。

XR 虛擬演播室比傳統實景演播室有更高的利用率，傳統實景演播室一套實景只能運用于一檔節目，演播室背景利用率低，XR 沉浸式演播室3D 視覺逼真，仿真效果突出，用仿真效果代替實景，也可以虛實結合，不僅更加完美呈現節目，而且可隨時更換不同的場景，置景隨心所欲，一個演播室可以為不同的節目錄制提供服務，不僅提高了演播室的利用率，還可以小空間完成大場景的拍攝。解決了變換實體背景需耗費大量人力、物力和財力的情況，降低節目制作成本，豐富多彩的演播室場景設計可以用非常經濟的手段來實現。在一些大型晚會錄制時，XR 虛擬演播室可以讓晚會更加的精彩紛呈。2021 年央視春晚中用到的XR 技術，讓虛擬世界和現實世界無縫銜接，讓身處兩地的人可以同屏出現。將現實舞臺上無法完成的效果精彩呈現，融通虛擬空間與現實世界。

XR 沉浸式演播室相比現有交互式演播室為主持人提供了便捷，而且可以幫助主持人更好的發揮，傳統交互式演播室只能播放圖片和視頻供主持人講解，而XR 虛擬演播室主持人在逼真的虛擬場景或者虛實結合的場景中，利用渲染引擎播放虛擬場景打造出豐富場景與人物交互感，前景與背景搭配層次分明。實時呈現的內容可以讓主持人更好地與虛擬環境進行交流互動，仿佛在真實環境中完成節目錄制，而在傳統交互式演播室需要進行盲猜或者踩點。

XR 沉浸式演播室生動逼真的虛擬場景可以讓觀眾通過鏡頭更好的理解節目內容，例如在體育賽事直播時，主持人置身于三維虛擬場景中，而且能在其中運動，虛擬場景的呈現和實時接入的外來信號接入從而創造出逼真的、立體感很強的電視播出效果，給觀眾更好的收看效果，XR 虛擬演播室還可以配置超脫現實的科幻場景，在紀錄片節目或者科普節目中為觀眾帶來身臨其境的體驗，用虛擬環境將LED 屏幕之外的現實環境實時覆蓋，并完成虛擬環境拓展的處理。提升節目的感染力。并讓觀眾感受到超越LED 范圍的美妙世界。可以讓節目更加的精彩紛呈，將視覺效果的傳遞提升到一個新的維度，提高了節目的科技感。

3 XR沉浸式演播室現有不足

XR 虛擬演播室LED 屏的色彩、亮度對演播室的布燈的影響較大，要求精準布光，需要用靈活的燈具，傳統固定安裝的燈具在XR 虛擬演播室錄制節目燈光效果不佳。

XR 虛擬演播室的LED 屏幕增大，分辨率都很大，由于算力的限制，小的渲染引擎不夠用，需要有足夠大的渲染引擎支持，對渲染引擎都有極大的考驗力。

結束語

科技的飛速發展為電視節目的制作提供極大的便捷，提升了電視節目的視覺效果，節約了節目后期包裝所需時間，提高節目的科技感。XR 虛擬演播室真實場景和虛擬技術結合，虛擬技術補充現實，虛擬世界的代入感和設備的體驗感讓人感受到身臨其境的感覺。給觀眾帶來前所未有的視覺盛宴，并且隨著5G 網絡的進一步落地，XR 技術知名度的持續提升，XR 虛擬技術在游戲、電影領域已經得到廣泛的應用，在電視領域也將被越來越廣泛的應用。