增強現實技術在新聞節目中的應用

趙子劍

（河南廣播電視臺，河南 鄭州 450000）

0 引 言

增強現實（Augmented Reality，AR）技術是一種將虛擬信息與真實世界相結合的技術。通過智能設備如手機、平板或AR 眼鏡，用戶可以在看到真實世界的同時，看到疊加在上面的虛擬信息。近年來，隨著AR 技術的不斷發展，其在各個領域的應用逐漸受到關注。在新聞節目中，AR 技術可以為觀眾提供更直觀、生動的新聞報道，提升新聞的傳播效果和觀眾的觀看體驗。

1 AR 技術概述

1.1 AR 的概念

AR是一種融合虛擬與現實世界的計算機技術，通過手機、頭戴設備或平板電腦等顯示屏，在用戶的真實感知環境中疊加虛擬對象、信息或交互元素。AR 通過實時感知、跟蹤和計算，使用戶能夠與現實世界互動，并為用戶提供豐富的增強信息和體驗[1]。

1.2 AR 的關鍵技術

AR 的關鍵技術包括近眼顯示、內容制作、網絡通信、渲染計算及感知交互等。

（1）近眼顯示。近眼顯示技術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備、智能眼鏡或手機應用實現。近眼顯示在現實路徑技術方面的代表有有源矩陣有機發光二極體（Active-Matrix Organic Light Emitting Diode，AMOLED）、硅基液晶（Liquid Crystal on Silicon，LCOS）、硅基有機薄膜電致發光器件（OLED on Silicon，OLEDOS）、數字式光處理（Digital Light Processing，DLP）、Micro-LER。光波導主要技術路徑有陣列光波導、表面浮雕光柵波導、全息體光柵波導。焦面顯示主要技術路徑有雙焦平面顯示、雙焦面切換顯示、連續可變焦顯示、多焦平面顯示、曲面焦面顯示、光場顯示及全息顯示等。

（2）內容制作。從用戶與內容的交互程度劃分，可以把AR 業務分為弱交互和強交互兩大類。弱交互業務主要以用戶被動地觀看全景視頻、直播等形式為主，強交互業務主要體現在游戲、互動教育等領域，需要根據用戶實際需求設置個性化的交互信息，進而獲得更加沉浸式的交互體驗。內容制作方面的技術包括WebXR、OS、OpenXR 等。這些技術的發展推動了內容制作與各終端平臺、操作系統之間的深度融合。

（3）網絡通信。實時AR 應用通常需要在云端服務器和終端設備之間進行大量的數據交換，以獲得實時的信息更新和內容傳遞。高速穩定的網絡通信是AR 技術成功的關鍵，確保用戶能夠獲得準確、及時的增強信息。第五代固定網絡（F5G）千兆寬帶與5G 網絡構建的雙千兆接入網絡連接，為AR 業務應用場景提供傳輸推流、編解碼、最低時延路徑、高寬帶低時延等技術支持，增強現實承載網絡向IP 架構簡化、全光網絡、端網協同等方向發展。

（4）渲染計算。將虛擬對象融入現實世界，需要復雜的計算，包括虛擬對象的位置、光照、陰影和物理交互等。隨著云渲染、人工智能與注視點技術的發展，渲染技術在AR 領域得到更深入的應用。云渲染支持云網邊端協同渲染，能夠有效降低終端配置成本，基于人工智能的深度學習渲染能夠有效平衡渲染質量、速度、能耗、成本等多維度指標，基于眼球追蹤的注視點渲染與注視點光學成為渲染計算的熱點框架。

（5）感知交互。AR 技術需要感知用戶的環境和動作，以實現互動性和逼真感。追蹤定位、沉浸聲場、手勢追蹤、三維重建、語音識別、氣味模擬、虛擬移動及腦機接口等感知交互技術的發展，推動感知交互向自然化、情景化與智能化方向發展[2]。

1.3 AR 產業發展情況

當前，我國AR 產業在核心技術領域處在研發待攻克階段，應用領域處在試探性階段。AR 產業鏈涉及核心技術、硬件設備、軟件相關及應用場景等諸多方面，產業鏈較長。在整機廠商方面的代表企業有杭州靈伴科技、亮亮視野、雷鳥、聯想、華為及小米等。在光學模組方面的代表企業有慧?？萍?、鴻蟻光電、三級光電及呈格等。在微顯示屏方面的代表企業有三安光電、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有紫光展銳、安謀科技及瑞芯微電子等。未來，我國AR 產業有望朝著硬件、軟件、內容三方面螺旋促進模式發展[3]。

2 AR 技術在新聞節目中的應用

2.1 AR 演播室在新聞節目中的應用

AR 演播室由多個關鍵組成部分構成。第一，虛擬背景。使用AR 技術，演播室可以創建虛擬背景，使新聞主持人和記者仿佛置身于新聞事件的現場。第二，實時數據可視化。借助AR，演播室可以實時顯示數據、圖表和圖形，以解釋復雜的信息和趨勢。第三，互動元素。觀眾可以與AR 元素互動，如通過手勢或觸摸屏幕與虛擬對象進行互動。第四，多攝像頭設置。攝像頭安置在不同的角度，以便捕捉虛擬和真實世界的元素，使其無縫融合。

以北京廣播電視臺的AR 演播室為例，在構建AR 演播室過程中，技術人員將計算機圖形圖像技術、攝像機跟蹤技術、實時引擎渲染技術融合AR 虛擬植入系統，使演播室在材質渲染、粒子系統、實時攝像機和光線追蹤等方面的性能大幅度提升。北京廣播電視臺的在線包裝和虛擬植入系統實現跨設備、跨類別統一操作，擴大操作空間，極大提升北京廣播電視臺的AR 新聞節目制作能力。在2019 年第二屆“一帶一路”國際合作高峰論壇期間，北京廣播電視臺通過AR 演播室制作了特別新聞直播節目《新時代 新思路 新篇章》，通過基礎建模、貼圖繪制和豐富細節三個流程，使用Viz Artist（3D 制作軟件）構建陸路絲路、海上絲路、羊皮紙路線圖、沿線國家國旗以及中歐班列等5 個三維場景。在中歐班列重點場景構建過程中，制作團隊打造了虛擬AR 場景與Virtual Window 虛擬窗口場景，通過Clipper 插件、Live 信號和虛擬攝像機構建演播室大屏內草原藍天白云的遠景、列車三維場景以及AR 植入模式列車三維場景。此外，北京廣播電視臺還運用AR 演播室制作了《美麗北京 繽紛世園》《金環日食大直播》等新聞直播活動[4]。

2.2 基于AR 技術的AR 新聞應用場景

與傳統的文字、圖片、視頻新聞內容相比，AR 新聞拓展空間的表現力更強。AR 與虛擬現實（Virtual Reality，VR）相比，硬件要求低，在新聞領域的應用賦予新聞虛實結合、實時交互、多樣化信息傳播等特點。AR 新聞的應用包括如下場景。

（1）實時報道。AR 可用于實時新聞報道，如自然災害、社會事件或突發新聞等。通過AR，新聞機構為觀眾提供實時的信息、地圖和可視化數據，幫助他們更好地理解和應對當前事件。

（2）體育報道。AR 技術可用于改善體育新聞報道。觀眾通過AR 應用程序觀看比賽時的實時統計數據、戰術分析和3D 模擬重播，提高了觀眾對比賽的理解和參與感。

（3）歷史場景重現。AR 技術可將歷史事件和場景重現在觀眾眼前。這種應用使得觀眾可以親身體驗歷史事件，增進其對歷史的理解和教育效果。

（4）互動故事。新聞機構可利用AR 技術創建互動性強的新聞故事，觀眾通過觸摸屏幕或手勢控制來瀏覽和參與新聞故事，使他們成為新聞報道的一部分。

（5）文化報道。在文化新聞中，AR 技術可用于藝術品展覽、博物館導覽和歷史遺址講解，觀眾使用AR 應用程序來獲得關于文化和藝術的深入信息。

以2018 年新華社客戶端發布的增強現實新聞報道《AR 看兩會｜政府工作報告中的民生福利》為例，這是全國首次運用AR 技術進行兩會新聞報道。新華社客戶端5.0 版本支持AR 呈現，用戶通過掃描相關物體和圖像，可在手機上觀看AR 新聞報道。新華社客戶端設置了交互場景和新聞彩蛋，提升了AR新聞的交互性，帶給觀眾全新的新聞觀看體驗[5]。

2.3 AR 云平臺助力新聞制作

AR 云平臺（AR Cloud Platform）是一種基于云計算和AR 技術的創新平臺，旨在構建虛擬與現實世界的連接和交互環境。AR 云平臺具有以下關鍵特點。

（1）環境感知。AR 云平臺能夠實時感知用戶的環境，包括位置、場景及物體等，從而為用戶提供與其周圍環境相關聯的虛擬信息。

（2）共享和協作。用戶可以在AR 云平臺上創建、編輯和分享AR內容，從而實現協作和信息共享。這對于教育、娛樂和企業應用具有潛力。

（3）實時更新。AR 云平臺可以不斷更新和改進虛擬內容，以反映現實世界的變化，如商店的庫存、天氣條件等。

（4）位置服務。AR 云平臺還可以提供高精度的位置服務，幫助用戶在室內和室外環境中進行導航和定位。

AR 云平臺已經在游戲、導航、社交媒體、傳媒和工業維護等領域得到廣泛應用。在新聞制作方面，新聞媒體單位AR 新聞的制作通常是與AR 技術公司合作完成，依托AR 技術公司的AR 云平臺完成新聞節目的制作。

以亮風臺AR 云服務平臺HiAR Cloud 為例，其提供AI/AR 算法服務、BigData 數據服務、Connection 通信服務三大核心云服務，推動GIS-BIM-Object 三級物理世界數字孿生的建立[6]。亮風臺AR 云服務平臺為新聞媒體單位提供了AR新聞制作平臺與技術，如為人民網、人民視頻、山西日報等提供AR 新聞制作方案，協助《陜西日報》完成“植樹節”“兩會”AR新聞制作。

3 結 語

本文深入探討了AR 技術在新聞節目中的應用，突出了AR 的創新潛力，如虛擬新聞演播室、AR 新聞應用場景以及AR 云平臺新聞制作等。隨著AR 技術的不斷發展，新聞行業將繼續受益于其各種應用，以提高新聞報道的質量和吸引力，同時滿足觀眾的需求。