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务

广东省深圳广播电影电视集团刘助翔李新

摘要

本文简要介绍了虚拟现实技术的定义，分析了虚拟现

实技术的主要特征，阐述了虚拟现实技术的关键技术，概

要介绍了虚拟现实系统的分类，并结合广电行业的实践，

对VR在虚拟演播室、大型活动和体育赛事转播、综艺节

目和纪录片制作等方面的应用进行了探讨。最后，对VR

在广电行业的应用前景进行了展望。

关键词

虚拟现实VR沉浸360度全景

2016年被称为虚拟现实（VirtualReality，简称

VR，下同）爆发元年。独角兽OCULUS公司宣布新一

代的OCULUSRIFT头盔正式预售，三星展示VR头盔

+摄像机，HTC推出Vive消费级产品，华为发布其首款

VR眼镜，经过数十年的等待和梦想，虚拟现实产品终于

实现。

能看片的VR设备凭借着独特的观影方式以及震撼的

体验，使VR有了颠覆传统观影方式的资本。这将对传统

内容制作产生巨大影响。

4月16日，优酷土豆、乐视和芒果TV三大视频内容

平台首次公布其VR战略。在前不久的《国民美少女》真

人秀节目总决赛中，优酷土豆采用了VR技术对总决赛进

行现场直播，让广大网友第一次通过互联网看节目的同时

体验到堪比现场的震撼视觉效果。这一举动可谓是开创了

综艺VR直播的先河，也再次掀起了整个国内市场的VR技

术热潮。可以预见，越来越多的视频内容和电视节目将开

始尝试使用VR技术进行制作。

一虚拟现实技术（VR）的概念

虚拟现实技术（VR），由美国人杰伦·拉尼尔在20世纪

80年代提出，主要是综合利用计算机图形系统和各种显示

及控制等接口设备，在计算机生成的、可交互的三维环境

中提供沉浸感受的技术。虚拟现实技术是以计算机图形学、

控制理论、电子技术、数据库设计、实时分布式系统及多

媒体技术等为基础的交叉技术。

技术的定义

虚拟现实狭义上可定义为一种具有人机交互特性的人

机界面。在这样的环境中，用户看到的是全彩色场景，听

到虚拟环境中的声音，手（或）脚能够感受到虚拟环境反

馈给他的作用力，从而使其产生一种如临其境的感觉。

广义上，虚拟现实可定义为对虚拟想象或真实三维世

界的模拟。对特定的环境真实再现后，用户通过接受和响

应不同的感官刺激，并和虚拟的人和事物交互，从而产生

如临其境的感觉。

技术的主要特征

虚拟现实技术具备沉浸性、交互性和构想性等三大特征。

沉浸性，就是要使用户感受到，他们是计算机系统创1VR视频内容生产流程图

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造的虚拟世界的一部分，以及自己在其中的主动性，突破

被动的旁观者的视角，沉浸在虚拟世界中，并参与其中的

各种活动。沉浸性与用户感知密切相关，用户通过头盔显

示器、数据手套等传感设备，使自己置身于虚拟环境中，

并参与其中，成为虚拟环境中的一员。

交互性，是指用户与虚拟环境之间以一种近乎自然的

方式进行交互。用户可使用键盘、鼠标，以及数据手套、

头盔显示器等三维交互设备进行交互。参与者通过语言、

身体动作等对虚拟环境中的对象进行观察或操作。计算机

可根据参与者语言和身体的运动变化，对系统呈现的图像、

声音进行调整。

构想性，指的是用户在虚拟环境中，根据所获得的信

息和反馈，通过联想、逻辑推理等过程，对系统运动的发

展变化进行想象，进一步获取知识，认识系统运动的原理

和规律。

的关键技术

实物虚化技术，包括建模、空间追踪、声音定位和视

角感应等关键技术，这些技术使得人们可以完成对虚拟现

实世界的构建、虚拟环境对用户操作的感知和交互信息的

获取。

虚物实化技术，是根据虚拟环境生成人可以直接感知

的声、光、电等信号，这些信号以近乎自然的方式反馈给

用户，是确保用户从虚拟环境中获取真实感的听觉、视觉、

力觉和触觉等感官认知的关键技术。

高性能计算处理技术，是影响虚拟现实系统性能的关

键技术，主要包括数据转换和数据预处理技术；实时、逼

真图形图像生成与显示技术；多种声音合成及声音空间化

技术；多维信息数据的融合、数据压缩及数据库的生成技术；

模式识别技术；高级计算模型的研究；分布式与并行计算，

及高速、大规模的远程网络技术。

360度全景拼接技术，包括鱼眼图像矫正、图片匹配、

图片拼接、图像融合和全景图像投射等技术。完成360度

的全景素材采集后，通过计算机图形算法拼接成一个完整

的全景视频。

虚拟环绕声技术。5.1声道是环绕声的一个代表性标准。

录音方式主要有听觉传输立体声系统、3D“准”虚拟环绕

声系统、多通道虚拟环绕声系统等。

实时直播技术，包括全景采集、视频拼接（包括合成、

渲染）、内容传输（包括云端处理和分发）、终端输出等技术。

如内容传输方面，和传统直播不同的地方在于，720P的虚

拟现实视频直播流要求2Mbps以上的带宽，1080P的直播

流则要求在3.5Mbps以上的带宽，需要很多节省带宽的技

术进行处理。

4.虚拟现实系统的分类

虚拟现实系统按其功能不同，可分成沉浸式虚拟现实

系统（ImmersiveVR）、增强式虚拟现实系统（Augmented

VR）、桌面式虚拟现实系统（DesktopVR）和分布式虚拟现

实系统（DistributedVR）等四种类型。

沉浸式虚拟现实系统是一种较高级的虚拟现实系统。

用户使用头盔、数据手套等三维交互设备把听觉、视觉

和其他感觉封闭起来，与外界隔离，从而使用户成为虚拟

现实系统内部的参与者，利用交互设备与虚拟环境进行交

互，产生一种身临其境的感觉。常见的沉浸式系统包括头

盔式虚拟现实系统、投影式虚拟现实系统等。

增强式虚拟现实系统，是指利用VR技术来模拟、仿

真真实世界，并利用它来增强用户在现实中无法感知或不

方便的对真实环境的感受。常见应用包括战斗机飞行员的

平视显示器、虚拟演播室等。

桌面式虚拟现实系统利用个人计算机生成三维空间

的交互场景，将计算机屏幕作为用户观察虚拟世界的窗

口。用户需要通过鼠标、键盘等各种输入设备对虚拟环

境中的物体进行操作。常见桌面虚拟现实技术有：基于

静态图像的虚拟现实QuickTimeVR、虚拟现实造型语

言等。

2虚拟现实的“3I”特性

3虚拟现实头盔图

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分布式虚拟现实系统是基于网络构建的虚拟环境。它

将物理位置不同的用户通过网络连接起来，共享数据和信

息，从而进行协同工作。常见应用包括远程教育、远程虚

拟手术等。

二VR在广电节目制作中的应用探索

随着计算机网络和三维图形软件等先进信息技术的发

展，电视节目制作方式发生了很大的变化。视觉和听觉效

果以及人类的思维都可以通过虚拟现实技术来实现。虚拟

演播室、大型活动和体育赛事转播、综艺节目制作、纪录

片拍摄等方面都是VR在电视节目制作中的具体应用。

1.虚拟演播室

虚拟演播室是虚拟现实技术与人类思维相结合在电视

节目制作中的具体体现。虚拟演播室系统应用摄像机跟踪

技术，获得真实摄像机数据，并与计算机生成的背景结合

在一起，背景成像依据的是真实的摄像机拍摄所得到的镜

头参数，因而和主持人的三维透视关系完全一致，避免了

不真实、不自然的感觉。

虚拟演播室技术是在传统色键抠像技术的基础上，

充分利用了计算机三维图形技术和视频合成技术，根据

摄像机的位置与参数，使三维虚拟场景的透视关系与前

景保持一致，经过色键合成后，使得前景中的主持人看

起来完全浸尽于计算机所产生的三维虚拟场景中，而且

能在其中运动，从而创造出逼真的、立体感很强的电视

演播室效果。

虚拟演播系统的主要优点是它能够更有效地表达新闻

信息，增强信息的感染力和交互性。传统的演播室对节目

制作的限制较多。虚拟演播系统制作的布景是合乎比例的

立体设计，当摄像机移动时，虚拟的布景与前景画面都会

出现相应的变化，从而增加了节目的真实感。它可以充分

发挥创作人员的艺术创造力与想象力，利用现有的多种三

维动画软件，创作出高质量的背景。

如报道2015年9·3阅兵时，电视台采用虚拟演播室技

术，观众可以看到，主持人一边解说，虚拟的武器装备就

会在他身边出现，生动形象地向观众展示了军队装备的威

武雄壮，而不是干巴巴的文字或者图片描述。

近年来，深圳广播电影电视集团在《直播港澳台》《军

情直播间》《决胜制高点》

《关键洞察力》等栏目均启用了

虚拟演播室，使用三维实时包装技术进行节目制作，取得

了良好的效果，收视率始终保持省级卫视同时段同类节目

的前列。

2.大型活动、体育赛事转播

“两会”等大型活动，可以采用全景（Panorama）技

术进行融媒体转播，会议现场全方位无死角，大大增强

了观众的参与感。也是将内容、技术、资源优势进一步

整合并向新媒体方向融合延伸，实现媒体融合发展的具

体体现。

全景技术是一种基于图像技术生成真实感图形的虚拟

现实技术，是一种基于图像处理的全景摄影技术，把相机

环绕四周进行360度拍摄的一组照片拼接成一个全景图像，

可以在单机或因特网上显示展示。一般来说，全景技术主

要是通过图片或照片的拼合，实现了对场景环视和对物体

的三维拖动显示。

目前全景技术的种类，已经从简单的柱形全景，发

展到球形全景、立方体全景、对象全景、球形视频等。球

形视频是全景摄影的发展方向，生成的是动态全景视频，

观众甚至可以在一些网站上看到带音响效果的全景体育比

4虚拟演播室节目制作画面图

5“两会”VR拍摄画面图

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新媒体新业务NewMedia&Business赛，观众的视角可以随意转动。

和传统的碎片化拍摄不同，全景相机能通过更先进的

摄像头、处理器和拼接技术，逼真地拍下360度无死角的

照片和视频，产生优质的VR内容，可以在手机、平板上

滑动观看，或配合VR眼镜观看，使用户获得身临其境的

酷炫体验。VR的沉浸感可以给人带来更真实的现场感，这

被用于还原新闻现场具有极大的帮助。如“两会”VR视频，

配合VR眼镜的使用，观众能够720°全景观看通过VR摄

像机摄录下的场景，头部任意摆动，四处观看，仿若置身

两会现场，可以更真实地感受“两会”。

3.综艺节目制作

综艺节目内容丰富、形式多样、结构规模庞大、时间

跨度长，在内容方面除了吸取各家艺术之长，还融合了很

多亚艺术类形式，如游戏、杂技、魔术等等，既保持了原

有歌舞类节目、曲艺类节目、音乐类节目、戏曲类节目的

艺术审美价值，又增加了欣赏性、娱乐性、通俗性、可视性、

参与性、互动性等多种风格，而且这种不同门类、不同派

别的多种艺术形式的有机结合，又会给人耳目一新、喜闻

乐见的感觉，是多种艺术门类的综合体现。

同新闻节目不同，综艺节目非常注重同观众的互动与

参与。这和VR设备带给观众的超炫画面体验感是统一的。

从优酷土豆联合推出的VR《国民美少女》真人秀节目的火

爆，也印证了这一点。

以往的综艺节目由电视台在现场安排能随时旋转缩

放的摄像机，然后编辑根据需要剪辑不同摄像机的画面。

而现在的VR摄像要求同时准确捕捉所有现场活动，让用

户自己挑选观看内容。录制180度或360度影片并不只

是简单地在场馆放置VR专用摄像机，还要让摄像机一直

保持正常工作。理想状态下，电视台会在现场最佳位置

设置不同的摄像机，让观众有多种不同的视角。所有的

摄像机需要实时接收多镜头拍摄视频，然后剪辑拼接起

来成为高清的现场画面。观众能够自由选择不同区域的

VR摄像机，电视台不会为了给观众找到“最佳”视角而

随便切换镜头。

深圳卫视《极速前进》第3季以及2016年新一季《年

代秀》已尝试采用VR技术进行拍摄，采用

7台GoPro组

合进行全景拍摄，从样片效果来看，确实给人一种身临其

境的现场感。

4.纪录片拍摄

VR与纪录片都要求叙述的完整性、真实性。VR纪录

片扩展了视觉和听觉的领域，更为重要的是，现实场景不

再任人肢解，VR技术维护了物质世界的完整性，大大增强

了真实感和临场感，让影像与物质世界无缝对接。360度的

视角使VR纪录片的观众获得了前所未有的选择权。在录

音方面，VR纪录片也面临着革新：过去只是将话筒对准拍

摄对象，但VR灵活多变的视角则要求有多方位、多层次

的录音配备，否则将直接影响观众的沉浸感。

VR纪录片与传统影像的区别主要体现在景别、镜头时

空、声音和画框等方面。

传统电影在想要表达强烈情感的时候可以给角色特写。

比如，当演员哈哈大笑时，镜头可以给他一个面部特写去

强化情感。也可以通过镜头变换来展现某个复杂的环境，

在拍摄演出时，还需要不时切入观众反应的画面来衬托效

果。

VR从开始拍摄的时候给的就是全景，全程没有景别的

6《极速前进》第3季VR拍摄画面图

7《年代秀》VR拍摄画面图

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问题，使纪录片最大程度上接近真实，传达情感只能尝试

用画面构成影像等方式去探索。

传统电影往往会用一些空镜头去展示当前的环境变

化，并且也会运用空镜头表达一些人物的感情，做一些时

空的变化。而在特写和场景方面，现在的VR几乎全是长

镜头，长镜头的语言与VR的节奏能够把观众带到现场，

如临其境。

传统电影是声画的结合，我们听到声音的同时也会看

到画面。在VR里，可以用声音去引导画面，用声音引导

情节，从而去引导观众观影。比如在VR片子中有一只小

狗从观众后面跑出来，声音团队便会先从观众后面收音。

听到声音后观众就会随着小狗的动作而扭头。下一个视频

就会把想让观众看到的东西放在观众的正前方，声音随即

从正前方传来。可以尝试把此时的视觉中心点和上一个画

面的视觉中心点结合，去引导观众的观影。

传统电影跟VR有一个很不一样的地方，就是传统电

影是在隐藏摄像机的存在，而VR是在暴露摄像机的存

在。在传统电影里，观众很少看到主人公眼睛直接对着

摄像机，因为工作人员一直在隐藏摄像机，隐藏剪辑。

但是VR不一样。VR拍摄的点就是观众关注的视角，

VR一开始就在暴露摄像机的存在。每个戴上VR眼镜的

人都能意识到拍摄的点即是个人所站的位置，相当于摄

像机即是观众。

三总结和展望

从虚拟演播室、大型活动和体育赛事转播、综艺节目

和纪录片制作等VR应用探索所获得的反响来看，用户对于

VR的娱乐、体育、纪录片等节目都喜爱有加。实时多维的

数据挖掘与呈现，深度的大众思想分析以及直观易懂的可

视化呈现，使新闻报道更直观、更生动，360度全景视角使

观众获得了超越以往的现场感受，观众能够自由选择不同

视角，大大增强了电视节目的互动性。同时，应该看到，

360度全景视频并不等同于虚拟现实，关键是要使观众建立

身临其境式的沉浸体验。

当前，VR电视内容仍然极度缺乏，对于VR电视内容

行业来说，这是一个空白的市场机会。不少设备厂商在推

出VR眼镜的同时，也附带开发了基于VR的内容服务。可

以预见，使用

VR捕捉镜头的前沿技术会在未来几年、甚

至几个月内持续进步。如同手机应用会超过手机本身一样，

最终基于VR内容的服务也会超过VR设备本身。随着VR

技术的发展，VR内容制作的范围将逐步扩展到到脱口秀、

电视剧等节目。深圳广电也正在策划VR专题片的拍摄。

对于广电行业来说，如何利用VR技术和自身内容制作的

优势，并使两者有机地结合起来，做大VR内容产业，是

未来需要面对的一个重要课题。

伴随着VR电视内容的还有VR电视应用。今天应用分

发渠道正在成为智能手机的重要入口，同样它也能够成为

VR电视的重要入口。在媒体融合发展的趋势下，传统媒体

可以利用VR等新技术，在传播方式和方法上进行尝试和

探索，促进全媒体融合发展。

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8纪录片《流离失所（TheDisplaced）》画面图

9深圳广播电影电视集团VR宣传片画面图