5G、元宇宙背景下广播电视媒体技术演进与方向研究

李 彤，李德兵

（西安工程大学 新媒体艺术学院，陕西 西安 710043）

0 引 言

5G商用发展对中国数字化进程发展有深远的影响。2021年，“十四五”规划纲要将5G发展放在了重要位置。2022年是我国5G商用的第三年，5G网络覆盖已从城市拓展到县城与乡镇。截止2021年9月，5G终端连接数超过4.5亿。5G在我国国民经济大类里有超过39类应用，在广播电视媒体行业的应用也逐渐深入。全国多地启动广电5G网络服务试运营，广电网络初步形成“有线+5G”的融合发展新格局。2021年被行业称为“元宇宙”元年。2021年10月，扎克伯格宣布进军元宇宙，并将Facebook改名为Meta。2021年11月，微软旗下平台进军元宇宙。国内科技与互联网巨头也纷纷入局元宇宙，中国移动、字节跳动、腾讯等企业开始布局元宇宙，由此引发各行业的革新发展。目前，元宇宙技术除了在游戏、教育行业得以应用，与广播电视媒体行业的结合也逐渐展开。2022年，湖南广播影视集团新型主流媒体建设“芒果元宇宙”，在全国率先开展5G频道试点。福建省广播影视集团推出全国两会“元宇宙”访谈，推动“智慧广电+”建设。从5G到元宇宙，技术的变迁与发展对广播电视媒体行业产生深远影响，推动广播电视媒体行业的创新、变革与发展。

1 5G、元宇宙技术的叠加与融合应用

1.1 元宇宙的发展历程

元宇宙（Metaverse）是概念也是技术。它融合了混合现实、云计算、区块链、人工智能以及物联网等数字技术，是互联网发展的新阶段[1]。元宇宙的概念首次提出是在1992年，美国小说家斯蒂芬森的科幻小说《雪崩》，创造了一个不同于以往互联网的空间、与现实世界平行的三维数字空间。

元宇宙的概念在公众中的传播与科幻电影有密切关系。2018年，科幻电影《头号玩家》向人们清晰地介绍了元宇宙的内涵。电影中的角色通过佩戴相关设备，能够进入一个虚拟世界，在虚拟世界完成一系列行为。2021年，清华大学沈阳教授团队发布《2020年—2021年元宇宙发展研究报告》，从理念、产业、风险等模块对当前元宇宙的发展作出全面介绍。

2020年是人类社会虚拟化的重要临界点。新冠疫情在全球的肆虐加速了社会虚拟化发展，对人们认知的转变也造成重要影响。人们生活、工作大规模从线下向线上转移。2021年是元宇宙元年，元宇宙在全球范围内呈现井喷式发展。美国是元宇宙产业发展大国，Roblox、Facebook、Epic games、Microsoft、Decentraland等企业的元宇宙布局已全面展开。我国企业也在向元宇宙资本布局，以腾讯、字节跳动、网易、莉莉丝及米哈游等企业为代表，在元宇宙社交平台、元宇宙游戏、虚拟演出服务及VR设备等领域进行投资布局。

1.2 元宇宙的通信基础5G

5G凭借高速率、低延时、低能耗、大规模设备连接等优势成为元宇宙通信的基础。拓展现实（Extended Reality，XR）设备想要为用户带来高度沉浸式体验，需要高分辨率与帧率的支持。5G、6G技术是解决虚拟世界与现实世界连接的关键技术[2]。5G商用的推进，使中国进入数字科技时代，网络覆盖扩展延伸，覆盖范围拓展至县乡镇区域，独立组网连接成为主流模式，虚拟专网在行业广泛落地。在未来6G时代，通信技术会迎来新发展，沉浸化、智慧化、全域化的特点会进一步推动元宇宙技术体系的发展。

1.3 元宇宙的算力基础——云计算

元宇宙有大量的数据运算，需要云存储、云计算、云渲染等算力支持。以当前元宇宙的大型游戏为例，其多采用客户端+服务器的形式运行，客户端和服务器的性能、承载力对游戏最终沉浸式效果有直接的影响。云计算系统是支撑元宇宙的重要基础设施，云端图形设计和计算会实现运算与显示的分离[3]。

1.4 元宇宙的虚实界面——拓展现实

元宇宙构建了真实世界与虚拟世界联通的界面，其中实现虚拟与现实连接的关键包括扩展现实、机器人、脑机接口等，XR融合了虚拟现实（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augmented Reality，AR）、混合现实（Mixed Reality，MR）等技术，是目前人机交互的重要形态，带给用户视觉、听觉、触觉、嗅觉及味觉等方面的沉浸式体验[4]。

1.5 元宇宙的生成逻辑——人工智能

元宇宙最终效果的呈现离不开人工智能（Artificial Intelligence，AI）的支持。AI技术能够让元宇宙摆脱人工脚本限制，使游戏玩家能够在元宇宙中自由探索与创造。AI技术能够极大提升元宇宙的运算能力，在内容生产、内容呈现、内容审查方面提高效率。内容生产方面，AI技术能够自动生成更多不重复的内容。内容呈现方面，在AI技术支持下，元宇宙的内容呈现更有组织针对性。内容审查方面，AI技术的支持，使元宇宙能够完成海量内容审查[5]。

1.6 元宇宙的认证机制——区块链

在元宇宙产业的发展过程中，区块链去中心化的虚拟货币能够使元宇宙经济体系得以健全，支持数字商品的交易行为。区块链凭借其数据存储安全性、不可篡改性等优势，保证元宇宙数字资产与数字交易的安全性。在国内，腾讯、阿里、网易等互联网企业也都陆续推出了数字藏品项目。

2 5G、元宇宙背景下广播电视媒体技术演进与方向

2.1 虚拟主播与虚拟偶像

人工智能的发展，实现了与媒体行业的深度融合，推动虚拟主播、虚拟偶像的发展。2014年是我国人工智能兴起的元年，2017年是人工智能与各行业结合应用的元年。人工智能在广播电视媒体领域有更多的应用。人工智能在广播电视媒体行业中显著的应用就是虚拟主播、虚拟偶像。以微软小冰、新华社人工智能合成主播、百度人工智能解说为代表，人工智能虚拟主播体现了各项新技能的结合应用，随着新技术的不断发展，虚拟主播、虚拟偶像在形象、语言、人性化神态等方面都有显著提升。

虚拟主播、虚拟偶像的发展经历了5个阶段。2000年是诞生萌芽时期，2001—2005年是蓬勃发展时期，2006—2010年是发展停滞时期，2011—2014年是技能提升时期，2015年至今是智能转型时期。2021年，《广播电视和网络视听“十四五”科技发展规划》明确提出要推动虚拟主播应用于新闻播报、天气预报、综艺科教等节目生产，提高制播效率和智能化水平。2021年，黑龙江广播电视台启动“凯小淇”虚拟主播对话机器人研发及应用项目。2021年12月，安徽广播电视台与文化科技公司共同推出数字虚拟主播，运营虚拟IP，不断完善元宇宙技术生态。除了虚拟主播，虚拟偶像也不断发展，2007年，日本虚拟歌姬初音未来凭借几首歌曲爆火；2012年7月12日，洛天依作为中文虚拟歌手正式出道；雅马哈公司的中国内地女虚拟歌手，于2017年在上海举办第一场个人演唱会。虚拟偶像在广播电视媒体中的应用增强了与观众的互动，提升了节目趣味性。

当前，虚拟主播、虚拟偶像的发展还处在初级阶段，成本问题、虚拟人物表情、技术故障问题等还需要进一步改善。在广播电视媒体行业，虚拟主播与虚拟偶像有广泛的应用空间，会成为未来视频内容的主要提供者。虚拟主播、虚拟偶像与元宇宙的结合，有助于提升用户在虚拟世界的付费意愿，构建元宇宙的经济逻辑。

2.2 无人机新闻

在广播电视媒体领域，无人机新闻的应用与普及给人们带来新的视听体验。元宇宙世界中，无人机新闻播报也会成为主流趋势。2016年，美国有线电视新闻网开创了无人机新闻采访先河，提高了新闻采访的效率，同时也保障了一线新闻采访的安全性。我国无人机新闻集中出现2012年左右。2015年，我国首支无人机新闻播报队伍成立。2017年，中央广播电视总台完成金砖国家领导人厦门会晤宣传报道，首次使用系留无人机，创新了时政直播开篇报道模式。

随着人工智能技术的不断革新，无人机新闻会有更广阔的发展空间，从现阶段的无人机新闻拍摄，到未来无人机新闻的智能处理，会减少工作人员的工作负担。无人机新闻在元宇宙领域的应用会经历弱元宇宙、强元宇宙、超元宇宙阶段。超元宇宙发展阶段是无人驾驶高度发展、脑机接口机器人技术高度成熟阶段，无人机新闻报道会更加成熟，丰富元宇宙世界的文化内涵。

2.3 沉浸式、互动式传播

随着扩展现实技术的发展，元宇宙世界的社会体系会更加完善，人们借助手机、电脑等设备就能够实现VR/AR短片、视频、新闻、电影及电视剧的拍摄、制作、观看，广播电视媒体的沉浸式与互动式体验感增强。以纪录片为例，虚拟现实、三维动画及人工智能等技术的应用，拓展了纪录片的边界，催生了VR纪录片、交互式纪录片及动画纪录片等新形式。例如，纪录片《生命之滇》通过5G、8K、虚拟现实、多轨全景声采集和拟音等技术，为观众带来了沉浸式的纪录片观看体验。又如，近十年的春节联欢晚会舞台都有用到增强现实技术，提升了春晚舞台的节目效果。

当前，我国广播电视媒体与VR、AR等技术的融合应用还处在初级探索阶段。未来，5G应用逐渐成熟，大数据、云计算、区块链、VR、AR等新技术会在广播电视媒体行业有更广泛的应用，打造智慧广电新业态。

3 结 语

5G、人工智能、物联网等新技术推动广播电视节目拍摄、后期制作、内容存储、分发传输、终端呈现等环节的创新发展，元宇宙有广阔的发展空间。广播电视媒体行业作为元宇宙的主要应用场景之一，混合现实、云计算、区块链、人工智能、物联网等技术的发展，有助于推动广播电视媒体行业的转型升级。