结合实例分析舞美设计中AR XR技术运用

王灵

【摘要】为了对舞美设计中AR技术的运用进行分析，本文以湖南卫视跨年演唱会和2021年湖南卫视的《我将青春献给你》为例进行了讨论，主要包括虚拟技术的组成以及关于虚拟场景的有关创意，同时还结合演唱会中具体的节目对其中的AR效果进行了说明，以期为业内工作者提供参考。

【关键词】舞美设计;AR技术;AR技术;运用分析

中图分类号：G212                文献标识码：A                     DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.16.079

1. 引言

湖南卫视的2019年跨年演唱会通过为虚拟技术的应用，为观众搭设除了一款无死角的全景式舞台，在能够更好地享受节目的同时还能享受一场虚拟与现实交互的视觉盛宴，当年的跨年演唱会博得了观众的一致好评。在这次跨年演唱会中，湖南卫视采用了国际最先进的AR虚拟技术系统，其不仅可以实现对2D/3D硬件的实时渲染，同时还能通过定位技术将AR与显示进行完美的融合，最终达到逼真的节目效果。另外，为了体现AR虚拟现实的真实性，湖南卫视首次引入了UNREAL游戏引擎，基于这一引擎而生成的自然环境更加贴近现实，特别是在《无与伦比的美丽》这首歌曲的演唱中借助虚拟现实技术将静谧优美的自然环境以及鹿的体态进行了淋漓尽致的体现和还原，在欣赏美的同时我们不禁感叹如今的科技已经如此强大。

2. 让现实世界充满可能的 AR  XR技术

AR技术全称为增强现实技术，通俗而言就是将虚拟的影响与现实进行巧妙地融合然后加以呈现，这是一种近年来依托计算机网络技术发展起来的新兴技术。AR技术将真实的环境与基于计算机生成的虚拟景象进行混合，从而达到让观众仿佛身临其境并能享受到强烈的视觉冲击体验。AR技术的亮点不仅是能够实现虚拟环境与现实环境的相互融合，同时还可以实现“虚”与“实”的交互、共存，从而能够为观众带来沉浸式的体验，如今AR技术在各个行业中已经得到了广泛的应用和推广，并带来了不错的效果和收益。

XR—扩展现实技术，是指通过计算机技术和可穿戴设备产生的一个真实与虚拟组合、可人机交互的环境，是AR、VR、MR等多种形式的统称，能真正做点虚、实的无缝连接，是最近两年各大晚会视觉表达的技术“新宠”。

3. 湖南卫视2018-2019跨年演唱会在舞美设计中AR技术的运用分析

3.1 虚拟技术部分

在湖南卫视的跨年演唱会中所设计的虚拟技术系统为4通道、4机位的虚拟技术系统。各个通道中摄像机都配置了单独的渲染引擎，并且其中一台渲染设备采用了4通道视频输入，这样一来工作人员就可以实现对各个通道中的画面效果进行监控。同时，由于此次跨年演唱会的场景切换较为复杂，因此为了保障对AR技术的完美运用，在本次跨年演唱会中选用了搭载NVIDIA P6000显卡和HPZ8主机的硬件平台进行性能支撑，这一强大的硬件平台使得虚拟现实的效果得到了大幅的增强，使得AR效果更加真实自然。图1所示为虚拟系统连接图。

此次的虚拟制作系统采用Viz Engine和UE4相结合的技术方案。Viz Engine系统，在湖南电视台有近10年的使用历史，台里虚拟技术团队，直播实战经验丰富，其数据跟踪系统，稳定、精确;UE4系统，材质还原度、光线跟踪效果、实时渲染能力等优势明显，使用两个系统结合使用，各取所长，是当年跨年晚会视觉效果能完美呈现的基石。也是湖南卫视首次采用双制作系统的一场直播晚会。4通道的虚拟引擎中有3个服务器架设了两个渲染引擎，分别是Viz Engine和UE4。这两台渲染引擎工作运行在同一台服务器设备上，跟踪系统通过Viz Engine中的Tracking Hub与其进行连接，渲染引擎正是借助Tracking Hub获取跟踪系统中所采集到的摄像机跟踪数据。Tracking Hub接收到来自跟踪系统中的摄像机跟踪数据后会将信息数据投射到两台Viz Engine摄像机中，分别是渲染摄像机和UE4中的Aux-Camera。工作人员可以通过TH对两个Engine中存在的延时进行调整。

3.2 虚拟制作部分

3.2.1 虚拟AR效果重现真实自然环境，效果亮眼

湖南卫视的跨年演唱会主要实现了包括开场虚拟航母、阵容介绍、火箭、歌曲《無与伦比的美丽》中的虚拟场景以及零点倒计时五个方面的AR技术应用。其中歌曲《无与伦比的美丽》中所应用的AR技术将小鹿在森林中进行玩耍嬉戏的场景进行了完美的展现，在这一虚拟场景中通过VIZRT与UNREAL技术的交互使用为观众呈现出了流动的水面、游动的鱼群、悬浮在半空中的水母以及两只欢呼雀跃的小鹿，特别是对于小鹿的体态、表情均通过AR技术进行了细致入微的刻画，在歌曲的高潮部分小鹿从光环中一跃而出的画面对观众的视觉造成了巨大的震撼和冲击力，令人印象深刻。图2、3所示《无与伦比的美丽》节目舞美效果图

演唱会的开场利用AR技术打造了一艘虚拟的航母，将全景式的舞台作为基础，然后添加空中升降舞台，从而实现多维度、沉浸式的舞台体验。晚会开场时舞台造型为3D吉他造型，随后舞台造型成为航空母舰最终逐步呈现出真实的舞台形状。虚拟航母的出现为观众带来了强烈的视觉冲击，观众在演唱会观看结束后纷纷表示航空母舰的出现为其呈现了一场无与伦比的视觉盛宴。

随着技术的不断发展，2021年湖南卫视的《我将青春献给你》晚会中引进了更为先进的XR扩展现实技术，通过XR技术强大的图形引擎+摄像机跟踪技术，将实时计算生成的4K信号输出至大屏幕上，形成XR背景视觉，使虚拟前景和大屏内容融为一体，如此一来，屏虚拟内容也可根据现场虚拟摄像机的运动产生真实的三维空间透视效果，完美解决了虚拟技术只能生成前景而无法制作背景内容的问题，从而能够在真正意义上为观众带来一场沉浸式的视听盛宴。图4、图5是晚会中《绒花》应用XR技术后的美轮美奂的效果。

值得一提的是，本次XR技术中使用的虚拟VIZRT系统是10年前的设备，虽然老旧，却承载了湖南广电的虚拟设计制作历史。技术调度中心的技术人员发挥高超的专业水平和操作能力，用“老”设备做出了“新”创意。

4. 结束语

综上所述，本文以2018-2019湖南卫视跨年演唱会、2021湖南卫视《我将青春献给你》为例对AR、XR技术在舞美设计中的应用进行了深入的分析，并结合实际的节目案例对AR、XR技术进行探讨。从近几年各大卫视的跨年演唱会的舞美设计可以看出，如今电视工作者越来越注重于为观众营造一种沉浸式的观赏氛围，而AR、XR则是能够实现这一目的的最直接手段，总而言之，AR、XR技术与舞美设计的交互融合必然会为观众带来更为极致的视听体验。

参考文献：

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[4]柳然.CCS乐田创意：江苏卫视跨年演唱会“电影级AR特效”揭秘[J].中国广播影视，2018（05）.