文｜韩蕾

虚拟现实、增强现实的定义

虚拟现实技术（Virtual Reality），简称VR。是一种提供沉浸感觉，继互联网、智能手机之后可能改变人类生活方式的高新技术。它将计算机技术、人机交互技术与图形技术融于一体，用来满足人们对于虚拟世界的需求。利用图形技术、网络技术和人机传感技术进行结合，生成逼真的三维环境和仿现实性的人体行为，让不同的场景与事物能够以数据化的形式存在于虚拟的场景之中。而增强现实技术（Augmented Reality），是由计算机生成的虚拟场景以及各种素材叠加到实景中的技术，是在虚拟现实技术基础上创造的新技术，把空间进行虚实结合。目前除了商用之外，这两项技术更多的应用在消费级应用中。

虚拟现实技术的发展历史

虚拟现实技术是在上世纪80年代中后期所发展的一门数字信息科学技术。从20世界60年代提出理论到20世纪80年代理论形成以及开发，后于20世纪90年代开启了第一波全球性的虚拟现实发展。目前虚拟现实技术被广泛运用到了科研、航空、医学、军事等人类生活的各个领域中，广电也是其中一个比较应用比重比较大的领域。

5G的定义

5G是第五代移动通信技术，包含了2G、3G、4G网络技术的优点还拥有高带宽、低时延、高并发的特点，为通信技术带来新的发展方向和体系，2020年是5G大规模商用年，所以在当下，万物智联的生活来源于5G技术的推动。我们日常的生活、娱乐消费、教育、医疗以及工业生产，都与我们产生关联。

5G环境对虚拟现实技术带来的影响

与4G相比，5G带宽更高，频谱效率更高。不但可以减少延迟，提高传输速度，而且还能节约成本，让消费者对虚拟现实技术相关应用的体验感提高，更加精细化。随着5G网络技术的发展普及，虚拟现实技术将会取得长足发展，让其在更多领域得到商用。

5G环境下虚拟现实赋能新广电

近年来在5G环境的建设下，广电行业的科技创新带动广电级产品也在不断升级，推进着智慧广电的发展，成为全媒体生态体系建设重要的一环。广电行业在创造更多的消费级应用产生，满足消费者个性化的消费体验需求，每一个消费者都是独立的个体，越来越多样化的消费观念也因此产生，包括虚拟现实技术所应用的多种消费方式，离不开5G环境的支持，广电内容不断升级来创造新的生态。

虚拟现实技术赋予广电行业内容制作新形式

虚拟现实技术拥有多种应用手段，主要包括由计算机制作生成的动态或静态的三维模拟环境应用于各类节目制作、利用软硬件进行虚拟实验教学、利用虚拟植入技术进行广告的替换和植入、通过CAVE结构显示中高分辨虚拟场景展示现场沉浸式实景效果等等。在广电行业的已经是非常成熟的技术应用，由于广电大体量的内容需求，通过技术手段完成制作的形式也越来越多样化。

首先广电最普及应用的节目制作方式其一就是虚拟演播室技术，虚拟演播室是由蓝绿箱、跟踪技术、引擎渲染技术、色键技术、动捕技术等组成，每一期在虚拟演播室中完成制作的节目，首先要拥有一个包括每个分镜细节的制作方案，再提前做好节目所需要的虚拟场景，和根据节目流程需要配合出现的增强植入素材，接下来就是虚拟场景的调试和主持人的配合，利用支持亿级别三角面文件的渲染引擎可以轻松渲染何种复杂的虚拟场景，PBR材质可以把真实的物理材质和光效加在虚拟场景中，让虚拟场景呈现出物理真实感。主持人站在蓝箱或绿箱之中，往往在被色键技术抠像时人物和环境景物的投影会被抠掉，而利用优质的色键器可以完美的将前景主持人以及影子与后景的虚拟场景融合，构建一个虚拟的假想环境和真实人物的集成的节目场景。而演播室中比较常见的三种跟踪技术光电机械式传感跟踪、网格跟踪、红外跟踪可以保证前景与虚拟场景的“联动”。达到真实的节目录制状态。

在大型节目制作以及影视作品中，经常会有虚拟植入技术的身影出现，与虚拟演播室的虚拟场景一样，需要提前做出制作需要的植入素材，观众在屏幕前的观看效果，就是实景或虚拟场景和真实人物的结合之后再与虚拟植入等技术的呈现的交互。虚拟植入的呈现方式有多种，包括各类前、后景三维模型、视频植入、虚拟图文教程以及可视化数据，还有虚拟偶像也是虚拟植入的一种,在不同类型的节目中都有应用。虚拟素材可以通过主持人的动作识别进行互动,虚拟偶像可以通过演员的肢体动作捕捉和面部捕捉进行同步。

现在有一种新型的演播场景叫CAVE，它是通过多块LED屏进行三维缝合技术、红外跟踪定位技术、三维实时PBR渲染、多通道渲染同步显示、小间距LED屏显结合多种虚拟现实、增强现实、图像视频技术等众多高新技术应用于一体的新型演播方式，具有交互性和高沉浸感。PBR材质和多通道渲染技术可以将高逼真度的虚拟三维场景置身于主持人背面，在现实场景中就能裸眼感受真实的虚拟场景，区别于虚拟演播室只有从屏幕中才能看到最终的效果，可广泛应用于广播电视、新媒体传播、教育传播、工业设计、指控监控、主题场馆、虚拟仿真等多种领域。目前在广电和线下消费场景中的应用比较多，相信这类技术可以更多的成为公共视觉场景。

虚拟现实技术在广电内容制作中的创新应用

近两年，虚拟现实技术对于广电行业的应用已经不限于基本的制作，而是更加深入的与广电进行深度的合作提供更多的可交互性的体验，传播多样性内容可能，打开广电市场局面。

综艺、演唱会、发布会、节目制作现象级制作效果带来视听盛宴

目前有很多种电视节目类型已与虚拟现实技术进行的合作，例如各类综艺、演唱会、发布会，在全景的基础上还加入了VR/AR的植入，例如《大鱼海棠》现场发布会，利用VR头显可以看到现场的全景场景和叠加在空中游动的鱼；例如羊年春晚，与主持人撒贝宁共同登台与观众互动的虚拟植入偶像“阳阳”；例如汽车类企业的线上发布会，因为场地原因不足以摆放真车，就通过技术公司来实现线上实时植入虚拟车辆，线上用户可以通过主持人操作的环节来了解车辆形态、细节以及颜色的变化。不论是舞台效果还是虚拟偶像，都已是面对国家甚至世界级的节目制作需求，在这种体量级的平台之下，可以说现象级制作效果带来视听盛宴已经是受全球消费者认可的内容展示方式。

另一种比较特别的节目制作，就是天气预报以及赛事类解说的节目，由于节目的需要，会出现大量可视化数据以及配合主持人解说时出现的立体、三维的虚拟场景和元素，例如美国国家气象频道利用 "虚拟现实 " 技术，还原 " 佛罗伦斯 "飓风 过境时所造成的洪涝灾害现场。还有中国气象频道曾经做过一期高考主题气象节目，运用"虚拟现实 " 技术来展现很多天气灾害，增强了节目的互动性和教育意义。

全景直播成为大众常用的应用

除了节目制作之外，虚拟现实技术还有一个面对大众比较常用的应用就是全景直播。首先就是现在比较火热的数字文旅，所谓数字化的意义就是，消费者不在旅游场景中，一样可以感受旅游带来的文化输入以及自然观感，那就需要利用科技的手段，虚拟旅游就利用全景相机以及相关技术，让消费者能在移动端中近距离的领略到自然的美景。另外不仅仅是线上文旅的升级，线下的5G+AI智能化场馆也是文旅产业的发展趋势，集VR、MR、AR、AI等技术于一体，同时在5G的环境下，具备高科技、智慧化、未来化、数字化等特点。

演唱会还有活动直播作为全景内容输出也已经是成熟的应用，由于VR应用在移动端的展示非常普遍，而线上受众用户众多，在5G环境之下，来迎合时代发展，打开内容市场，吸引更多的消费者。

虚拟现实技术赋能广电新的应用场景

虚拟现实技术在近年来得到了高速的发展。有许多与虚拟现实技术相关的应用被研发了出来。我们常见的应用就是节目制作中的虚拟场景变换和直播中的虚拟植入，可以说广电是虚拟现实技术第一大的使用场景，这些场景应用在日常消费生活中早已变成了常规化的出现。

其实虚拟现实技术的应用面极其广泛，不仅仅是广电领域，在其他领域也有着很多重要的应用，涵盖在人们生活的方方面面。

医疗健康离不开虚拟现实技术的辅助

外科医生的培养离不开手术的观摩，但由于场地与视角的局限性，我国在2016年就开始了VR手术现场直播的计划。不仅能够达到一定程度的交流学习，还可以对及其罕见或复杂的病例进行反复的设计与研究，对于攻克医学难关提供了一道技术保障。

在了解疾病是如何发作的过程中，人体患病图就是一个强而有效的辅助工具。该图结合了VR技术，能对疾病的每一步情况得到一个具体的展现。像现在的新型冠状病毒，人体在感染病毒后的每个阶段都能通过人体患病图展现出来。

手术是一件严谨而又危险的事情，医生可以利用虚拟现实技术对人体进行手术模拟，能够有效的降低手术的风险，从而进一步保障患者的健康。预先发现手术中可能发生的危险或未知的情况，对手术方案进行不断地改良调整，从而找到更合理的治疗方案。

昆明医科大学第一附属医院在新冠疫情期间，通过应用5G通讯技术和虚拟视频技术，实现隔离病房了24小时的3D视频直播。利用智能手机登陆远程VR探视平台，就可以看到病房全景直播，满足家属不接触探视，实现异地专家远程指导的需求。

教育培训需要虚拟现实技术的加持

国内的许多高校，如清华大学、上海交通大学的一流大学根据现有的虚拟现实技术搭建属于自己校园的虚拟器材库、虚拟图书馆等。可以有效降低相关教育经费的投资规模，为教育教学实验资源的节约提供强而有力的保障。

早在2016年，英国就通过虚拟现实技术来对学生进行动物解剖的教育工作。通过虚拟现实技术的应用，可以有效地创新和拓展教学方式和教育内容，为学生提供不同的互动方式和学习方法，在实际的学习过程中，可以利用虚拟现实技术进行教学优化流程，将教育内容生动呈现。

虚拟现实技术在游戏行业的应用

虚拟现实技术的交互性则体现在虚拟环境操作下事物的可操作程度与真实环境下的程度相似，所以虚拟环境的真实性就能被大大的提高。虚拟现实技术利用了人机传感技术使玩家在游戏中获得的真实性大大提高，每一次动作都有着强烈的真实反馈感。例如HTC Vive平台的《Arizona Sunshine》和PSVR平台的《Rez infinite》都是此项技术的佼佼者。

而虚拟现实技术的浸没感是指用户能够完全融入于虚拟环境中，在这个高度真实的虚拟环境中，用户在这种环境下很难知道真伪，所以会很难感到不舒服。用户通过看、听、摸三种方式完全融入游戏角色身体，通过自身日常生活的经验和认知，从不同角度分析信息和数据，让用户对虚拟事物有一个新的认识。尽管用户知道虚拟环境是由计算机的数据模拟产生的，但他的潜意识认为他是真的，因为有着很强烈的现实感。HTC vive平台的《Overkill VR》就是浸没感的代表作。

5G环境下虚拟现实技术能否让广电重新成为社交新生态

在5G的环境下，内容终端一直是以实现“以用户为中心”的需求为目标，在广电系统中，个人终端的使用偏好已经变得越来越便捷和个性化，IPTV与OTT TV两大平台在经过广电业务延伸之后，为消费者提供了更多的选择。

IPTV与OTT TV都是作为内容资源的一种运营形式来提供内容服务，IPTV即交互式网络电视，也就是家庭用户安装的机顶盒，通过专用城域网络进行传播，显示的终端为电视机，覆盖央视、地方卫视等频道以及还有增值业务例如高清付费内容等，向家庭用户提供数字电视等电视增值业务。作为一个可以一次性传送近千个频道的频道来说，满足了消费者对电视节目的多选择性以及互动性。

OTT TV也是以电视盒的形态介入，但不限于电视为显示的终端而展示，还支持多种移动终端，通过互联网向用户提供各种除频道以外的应用服务，OTT的优势就是综合性比较强，业务覆盖面广，与更多的第三方视频网站合作，内容更加丰富，另外它的互联网电视业务扩展功能更加丰富，除了视频方面的内容提供，还可以提供线上娱乐、线上购物等线上营销体验的合作，以及一些虚拟现实服务，对于新型的服务体验有越来越多的用户加入进来，Level 3通信公司研究数据表明有三分之二的OTT服务提供商都认为虚拟现实技术可以不断地进行应用与开发。总而言之OTT TV成为一个非常大的互联网内容平台，聚合各种网络资源，同步各种形式的互联网内容，开放度更高，改变了节目线性传播的方式，满足移动化需求。

除此之外，在近几年虚拟现实技术还有一个比较火热的发展方向，那就是VR社交，高沉浸与高交互式的新型社交可以打破空间位置的距离以及场景大小的局限性，首先VR社交，每个用户虚拟形象的个性化设置变得越来越具体，从只有头像和VR手柄位置的手部位置到现在可选择的包括肤色、穿着以及脸部细节的各种搭配，在虚拟的空间利用虚拟形态去做真实的社交，为生活娱乐提供更多可能。但是内容的增多和VR社交的自由度移动，对网络的要求很高，在5G环境中，可以达到VR的极致体验，让VR动作捕捉、面部捕捉不会出现延迟的情况，因为5G 的传输速度非常快，峰值速度是4G的10倍，所以通过云处理的方式进行输入输出信号内容，让VR社交变得更加顺畅。

面向未来：机遇与挑战并存

相信在5G时代，可以有更多满足多种内容消费形式的应用出现，相信广电行业也会随着日新月异的变化而进行合理布局。虚拟现实技术目前正处于发展上升的阶段，应用涉及的领域虽还未涵盖在生活的所有方面，但随着日常体验以及市场需求的扩大，虚拟现实技术还可以创造更多的可能性，深入研究以及开发它在生活中的各个场景的应用，就可以满足公众的需求。

之所以广电与虚拟现实技术不断进行不同的尝试，首先因为广电有非常大的内容需求体量，需要各种不同技术去完成内容展示，来丰富内容类型。第二，广电行业的用户规模可观，有网络覆盖的地方，就拥有准用户和潜在用户，另外由于不同类型内容的二次传播，会吸引更多的用户关注。第三，在5G环境之下，用户的体验越来越打破传输限制，呈现最佳的内容体验。也许，未来的生活可以达到人类理想中最便捷的状态，达到目的缺少不了多方的支持，需求、研发、网络环境、设备等等缺一不可，共同努力才能达成具有里程碑的意义。

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