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摘 要：VR虚拟现实技术，从沉浸式游戏衍生出全景视频制播，带给受众全新的视觉体验。在5G赋能的时代，大数据处理、高宽带低延时传输、移动互联、智能手机等技术迅速发展，为VR制作、传输、播出和分发提供更好的解决方案，为受众带来更好的视觉体验，成为媒体创新中的新兴业态之一。
关键词：VR虚拟现实;全景视频;5G;VR制播
中图分类号：G206.2 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）01-060-02
DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.01.027
VR技术是信息化技术与互联网技术相互融合的系统产物。VR技术已在游戏、多媒体、电影电视制作等多行业进行了尝试与应用。随着5G时代通信技术的飞跃和通信资费的逐年下降，VR技术与5G技术的融合将会给广播电视制作播出带来新的发展空间，给受众带来不一样的体验。
1 虚拟现实技术概览
1.1 从皮影戏—电影—3D电影（动画）
虚拟世界是人类在满足物质需求的基础上对精神世界的一种美好追求。当温饱解决之后，人们对思想情感的追求也随之而来。皮影戏是中国人民发明创造出的一种虚拟场景表现形式，它利用制作剪纸、皮偶等道具，靠人工提线完成简单动作，运用灯光把这些道具投射到幕布上形成活动的影子，通过影子表现虚拟的人物和故事，给人们带来愉悦的视听体验。它就是最早的“电影”。
后来，西方人发明了电影，用摄影机镜头把现实场景逐格拍摄到胶片上，再借助灯光将胶片上的内容投射到银幕上，形成连贯的画面，述说简单的故事情节，当人们在幕布上看到那些虚拟的但又好像是现实的影像时惊奇不已，带来意识形态的巨大冲击。随着有声电影的出现和蒙太奇剪辑的发明应用，导演可以通过剪切和重新拼接胶片，把故事编排得更加合理、生动、有趣、感人，电影的表现力越来越强，吸引着一代又一代观众沉迷在电影的虚拟世界中流连忘返。
随着计算机技术的诞生和发展，动画游戏产业蓬勃兴起，成为自打出现之日起至今一直受到全球热捧的热门行业。完全由计算机制作的虚拟的、魔幻的、高仿真的3D场景以及动画层出不穷，吸引无数孩子和年轻人投入其中，废寝忘食。动画片中和电脑游戏里那些有趣的小精灵、魔幻的怪兽、奇骏的少年、美艳的少女，个个机智勇敢、身怀绝技、无所不能。
随后，3D电影进入影院，人们需要借助3D眼镜观看，眼前呈现的电影画面是立体的，更接近生活场景。但是由于3D眼镜并没有完全阻断人眼对周围环境的感知，所以这时电影里的虚拟世界还是局限在银幕上，无法完全融入受众周围的现实，难以完全达到沉浸式体验。
1.2 沉浸式体验
20世纪80年代，灵境技术即人工环境概念首次提出，人们幻想着佩戴一种眼镜就能进入像梦境一样的世界、一个虚幻的有沉浸感的场景。20世纪90年代，VR游戏设备上线，很快受到追捧并风靡至今天。玩家需要佩戴特制的VR眼镜、手套等设备，在眼镜里展现出的是电脑制作的逼真的三维立体场景，玩家可以走进这个场景，与高度仿真的人物、器械互动，完全沉浸在游戏世界里。由于VR眼镜把人的视觉与现实完全阻断，人的感觉是整个人被周围环境所包裹，思想意识完全沉浸在这个虚拟世界里，这就是VR虚拟现实技术的特别之处——沉浸式体验。
2 VR全景视频制作
2.1 全景照片—视频—3D电影
受VR游戏的启发，影视产业紧随其后，把VR游戏中电脑制作的虚拟场景换成视频，那么是否能给影视观众带来同样的沉浸式体验呢？首先，这个视频必须和游戏里的场景一样，是三维立体的、全景式的。全景视频怎么拍？
先看看全景照片的拍摄，将单反相机上架，选择广角（视场角），让相机沿轴心旋转并在不同时机按下快门，从而获得多张照片，后期进行照片拼接，形成一张全景照片。照片是静止的、平面的，我们观看照片时不会有沉浸感。
如果换一台摄影机，同样上架，连续旋转拍摄，那么随着相机的位移，所拍摄场景中的一切都随时间发生变化，录制下来的是一段视频。视频是动态的、延时的，虽然比照片更接近现实，但我们面对的是屏幕，同樣不会有沉浸感[1]。
电影技术在发展，人们为了追求更加逼真的体验，用两台摄影机模拟人的左右眼视觉分工同时拍摄一个场景，制作完成后的电影就是3D电影。观众佩戴特制的3D眼镜观看电影，眼镜的左右镜片分别过滤掉一个画面，把两台摄影机拍摄的画面分别呈现在左右眼前，这时观众看到的影片是立体的、有一定纵深感的、接近人眼直观效果的。配合超大屏幕（IIMX）放映和多声道环绕立体声渲染，观众在影院里可以体验到一定的沉浸感。
2.2 全景视频
借鉴上述的全景照片和3D电影的拍摄原理，我们来拍全景视频。
在我们身处的现实空间里，感官在同一时刻可以得到多方位的信息，但不是全方位的。人眼平视的最大视场角一般180°，上下视场角一般70°，看不到身后的东西。普通摄像机在17 ㎜焦段的视场角是104°，最大的8 ㎜焦段鱼眼镜头的视场角是180°，所以，要拍摄一个360°视场角的全景视频，至少要4台鱼眼镜头摄像机同时拍摄才能完成。
技术的发展和进步从未停歇，有需求就有动力就有新产品，全景摄像机横空出世。当前常见的全景摄像机镜头是由4～6个微镜头沿一个轴心组合而成，其可以全方位收摄景物，镜头本身具备很宽阔的视场角，相邻镜头拍到的画面之间会产生重合，通过计算机拼接技术，将重合的画面自动找齐、切割、缝合，处理好接缝处的视频，就可以得到一个完整的水平视场角360°、上下视场角约140°的接近球形的全景视频。随着技术的继续进步，全景摄像机可以集成得越来越小巧、便捷和精准，甚至可以搭载在手机、无人机上进行全景拍摄。
不同于传统视频，全景视频没有特写、没有景别变换，场景的大小靠更换不同焦段的镜头决定，场景的运动靠摄像机的位移实现。拍摄中没有分镜头剧本，没有蒙太奇剪辑，没有特定的情节，不是用镜头语言讲故事。其是全景别、全景深、全覆盖地呈现一个环境、一个场景，为受众呈现360°无死角的观看视野，让一切展示无余。这就是VR全景视频[2]。 在VR虚拟现实技术中，把全景视频植入VR眼镜，那么受众就可以享受与在VR游戏屋里一样的体验，身临其境并参与互动，自主选择想看什么、要去哪里，用自己的价值观判断事件真伪，用自己的逻辑推进剧情。
3 5G赋能VR视频制播
3.1 媒体新业态VR视频制播
5G的超大数据传输处理能力是实现VR全景视频制播的重要支撑。多个高清摄像机镜头同时采集视频，再实时拼接缝合，产生海量的数据，需要超大容量服务器运算解决。全景视频节目制播包括拍摄采集、实时拼接缝合、编码传输、制作协议转换、远程切换、信号收录、全景包装、视频分发传输等各个环节，如图1所示。这所有的制作和传输环节需要5G网络高带宽、低延时的技术支撑，保证高清视频无延时无丢失全码率到达用户端，给受众清晰逼真的、没有马赛克、没有眩晕感的完全沉浸式体验。
目前，VR虚拟现实技术已渐渐被应用在新媒体中，成为媒体新业态，包括央视在内的多家媒体已经在综艺晚会、体育赛事等节目中尝试运用这项新技术，给受众带来全新的视觉体验。2020年央视珠峰测量大直播就大量运用了VR全景视频，巍峨高耸的雪山现场令观众无比震撼。
5G移动互联网大大提高数据传输效能，使智能手机接收大数据、播放高质量视频成为可能。作为可移动终端，其功能越来越强大，也成为潜力巨大的用户体验市场。如果将手机嵌入VR眼镜，那么受众就可以看到手机播放的全景视频内容，可以随时随地享受这种沉浸式体验。同时，它还可以通过5G网络与新媒体融播平台无缝对接，与制作方实时互动，实时发表点评，实时点播收看内容。这种收视体验其乐无穷，有望成为未来新媒体成员中的全新业态[3]。
3.2 VR全景视频的其他应用场景
新闻和纪录片的现场。VR全景摄影可以做到全方位、无死角、真实客观地报道新闻事件的现场，它比传统视频信息量更庞大、内容更直观，没有镜头语言，无需剪辑，只用真实的现场说话，表达更迅速、更及时。在战争创伤、灾害救援、事故处置等突发事件现场，受众看到最真实最震撼的场景，无需解说和评论，自己判断是非自己评价。在美丽山川、古朴村落、文化都市等全景视频的巡游中，受众自主游览，自己选择想看的细节，自己体味足不出户却能游历世界的切身感受。
综艺节目和体育赛事直播。VR全景记录现场，同时记录每个演员、运动员的现场表现、运动轨迹、得失细节，受众可以自由选择心仪的观赏对象，用自己的视角评判节目和赛事的优劣以及进程，随时发表评论与节目互动。
教学培训类节目。教学示范更直观、更细致，学员可以进入课件仔细推敲，直到完全弄懂弄通，大大提高学习效率和学习兴趣。
广告及公益片。真人秀表演面對面甚至手拉手向受众推广产品宣扬理念，引领受众直观感受产品功能或是公益诉求。由被动地接受者转化为主动体验者。
特别说明，所有VR场景中的声音也是全声道立体声，和全景视频一起构成包裹现场的视听环境，给受众沉浸式视听体验。
4 结语
VR虚拟现实技术是新媒体发展的实践之一，在5G赋能下它能够更好地提升画质消除眩晕感，展现其强大的表现力，满足受众日益增长的收视需求，其市场价值和市场前景都不容小觑。创新是5G时代新媒体传播的出发点，各种跨界、跨行业、跨领域、跨技术的创新立意都成为可能，所以，要学会站在彼岸思考。当前，我们不光是想怎么用5G，更重要的是站在5G视角努力寻求和创立媒体新业态，VR就是其中之一。
参考文献
[1] 杨击.视觉技术与感知安全：新媒体语境中纪录片身份再聚焦[J].新闻大学，2017（06）：21-23.
[2] 罗茜，杨扬.美国VR纪录片的现状、特征及发展困境——以美国三大电影节展映的VR纪录片为例[J].电视研究，2017（10）：42-44.
[3] 欧阳玉峰，周莹莹.计算机通信中虚拟现实技术的应用研究[J].黑龙江科技信息，2016（05）8-10.
关键词：VR虚拟现实;全景视频;5G;VR制播
中图分类号：G206.2 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）01-060-02
DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.01.027
VR技术是信息化技术与互联网技术相互融合的系统产物。VR技术已在游戏、多媒体、电影电视制作等多行业进行了尝试与应用。随着5G时代通信技术的飞跃和通信资费的逐年下降，VR技术与5G技术的融合将会给广播电视制作播出带来新的发展空间，给受众带来不一样的体验。
1 虚拟现实技术概览
1.1 从皮影戏—电影—3D电影（动画）
虚拟世界是人类在满足物质需求的基础上对精神世界的一种美好追求。当温饱解决之后，人们对思想情感的追求也随之而来。皮影戏是中国人民发明创造出的一种虚拟场景表现形式，它利用制作剪纸、皮偶等道具，靠人工提线完成简单动作，运用灯光把这些道具投射到幕布上形成活动的影子，通过影子表现虚拟的人物和故事，给人们带来愉悦的视听体验。它就是最早的“电影”。
后来，西方人发明了电影，用摄影机镜头把现实场景逐格拍摄到胶片上，再借助灯光将胶片上的内容投射到银幕上，形成连贯的画面，述说简单的故事情节，当人们在幕布上看到那些虚拟的但又好像是现实的影像时惊奇不已，带来意识形态的巨大冲击。随着有声电影的出现和蒙太奇剪辑的发明应用，导演可以通过剪切和重新拼接胶片，把故事编排得更加合理、生动、有趣、感人，电影的表现力越来越强，吸引着一代又一代观众沉迷在电影的虚拟世界中流连忘返。
随着计算机技术的诞生和发展，动画游戏产业蓬勃兴起，成为自打出现之日起至今一直受到全球热捧的热门行业。完全由计算机制作的虚拟的、魔幻的、高仿真的3D场景以及动画层出不穷，吸引无数孩子和年轻人投入其中，废寝忘食。动画片中和电脑游戏里那些有趣的小精灵、魔幻的怪兽、奇骏的少年、美艳的少女，个个机智勇敢、身怀绝技、无所不能。
随后，3D电影进入影院，人们需要借助3D眼镜观看，眼前呈现的电影画面是立体的，更接近生活场景。但是由于3D眼镜并没有完全阻断人眼对周围环境的感知，所以这时电影里的虚拟世界还是局限在银幕上，无法完全融入受众周围的现实，难以完全达到沉浸式体验。
1.2 沉浸式体验
20世纪80年代，灵境技术即人工环境概念首次提出，人们幻想着佩戴一种眼镜就能进入像梦境一样的世界、一个虚幻的有沉浸感的场景。20世纪90年代，VR游戏设备上线，很快受到追捧并风靡至今天。玩家需要佩戴特制的VR眼镜、手套等设备，在眼镜里展现出的是电脑制作的逼真的三维立体场景，玩家可以走进这个场景，与高度仿真的人物、器械互动，完全沉浸在游戏世界里。由于VR眼镜把人的视觉与现实完全阻断，人的感觉是整个人被周围环境所包裹，思想意识完全沉浸在这个虚拟世界里，这就是VR虚拟现实技术的特别之处——沉浸式体验。
2 VR全景视频制作
2.1 全景照片—视频—3D电影
受VR游戏的启发，影视产业紧随其后，把VR游戏中电脑制作的虚拟场景换成视频，那么是否能给影视观众带来同样的沉浸式体验呢？首先，这个视频必须和游戏里的场景一样，是三维立体的、全景式的。全景视频怎么拍？
先看看全景照片的拍摄，将单反相机上架，选择广角（视场角），让相机沿轴心旋转并在不同时机按下快门，从而获得多张照片，后期进行照片拼接，形成一张全景照片。照片是静止的、平面的，我们观看照片时不会有沉浸感。
如果换一台摄影机，同样上架，连续旋转拍摄，那么随着相机的位移，所拍摄场景中的一切都随时间发生变化，录制下来的是一段视频。视频是动态的、延时的，虽然比照片更接近现实，但我们面对的是屏幕，同樣不会有沉浸感[1]。
电影技术在发展，人们为了追求更加逼真的体验，用两台摄影机模拟人的左右眼视觉分工同时拍摄一个场景，制作完成后的电影就是3D电影。观众佩戴特制的3D眼镜观看电影，眼镜的左右镜片分别过滤掉一个画面，把两台摄影机拍摄的画面分别呈现在左右眼前，这时观众看到的影片是立体的、有一定纵深感的、接近人眼直观效果的。配合超大屏幕（IIMX）放映和多声道环绕立体声渲染，观众在影院里可以体验到一定的沉浸感。
2.2 全景视频
借鉴上述的全景照片和3D电影的拍摄原理，我们来拍全景视频。
在我们身处的现实空间里，感官在同一时刻可以得到多方位的信息，但不是全方位的。人眼平视的最大视场角一般180°，上下视场角一般70°，看不到身后的东西。普通摄像机在17 ㎜焦段的视场角是104°，最大的8 ㎜焦段鱼眼镜头的视场角是180°，所以，要拍摄一个360°视场角的全景视频，至少要4台鱼眼镜头摄像机同时拍摄才能完成。
技术的发展和进步从未停歇，有需求就有动力就有新产品，全景摄像机横空出世。当前常见的全景摄像机镜头是由4～6个微镜头沿一个轴心组合而成，其可以全方位收摄景物，镜头本身具备很宽阔的视场角，相邻镜头拍到的画面之间会产生重合，通过计算机拼接技术，将重合的画面自动找齐、切割、缝合，处理好接缝处的视频，就可以得到一个完整的水平视场角360°、上下视场角约140°的接近球形的全景视频。随着技术的继续进步，全景摄像机可以集成得越来越小巧、便捷和精准，甚至可以搭载在手机、无人机上进行全景拍摄。
不同于传统视频，全景视频没有特写、没有景别变换，场景的大小靠更换不同焦段的镜头决定，场景的运动靠摄像机的位移实现。拍摄中没有分镜头剧本，没有蒙太奇剪辑，没有特定的情节，不是用镜头语言讲故事。其是全景别、全景深、全覆盖地呈现一个环境、一个场景，为受众呈现360°无死角的观看视野，让一切展示无余。这就是VR全景视频[2]。 在VR虚拟现实技术中，把全景视频植入VR眼镜，那么受众就可以享受与在VR游戏屋里一样的体验，身临其境并参与互动，自主选择想看什么、要去哪里，用自己的价值观判断事件真伪，用自己的逻辑推进剧情。
3 5G赋能VR视频制播
3.1 媒体新业态VR视频制播
5G的超大数据传输处理能力是实现VR全景视频制播的重要支撑。多个高清摄像机镜头同时采集视频，再实时拼接缝合，产生海量的数据，需要超大容量服务器运算解决。全景视频节目制播包括拍摄采集、实时拼接缝合、编码传输、制作协议转换、远程切换、信号收录、全景包装、视频分发传输等各个环节，如图1所示。这所有的制作和传输环节需要5G网络高带宽、低延时的技术支撑，保证高清视频无延时无丢失全码率到达用户端，给受众清晰逼真的、没有马赛克、没有眩晕感的完全沉浸式体验。
目前，VR虚拟现实技术已渐渐被应用在新媒体中，成为媒体新业态，包括央视在内的多家媒体已经在综艺晚会、体育赛事等节目中尝试运用这项新技术，给受众带来全新的视觉体验。2020年央视珠峰测量大直播就大量运用了VR全景视频，巍峨高耸的雪山现场令观众无比震撼。
5G移动互联网大大提高数据传输效能，使智能手机接收大数据、播放高质量视频成为可能。作为可移动终端，其功能越来越强大，也成为潜力巨大的用户体验市场。如果将手机嵌入VR眼镜，那么受众就可以看到手机播放的全景视频内容，可以随时随地享受这种沉浸式体验。同时，它还可以通过5G网络与新媒体融播平台无缝对接，与制作方实时互动，实时发表点评，实时点播收看内容。这种收视体验其乐无穷，有望成为未来新媒体成员中的全新业态[3]。
3.2 VR全景视频的其他应用场景
新闻和纪录片的现场。VR全景摄影可以做到全方位、无死角、真实客观地报道新闻事件的现场，它比传统视频信息量更庞大、内容更直观，没有镜头语言，无需剪辑，只用真实的现场说话，表达更迅速、更及时。在战争创伤、灾害救援、事故处置等突发事件现场，受众看到最真实最震撼的场景，无需解说和评论，自己判断是非自己评价。在美丽山川、古朴村落、文化都市等全景视频的巡游中，受众自主游览，自己选择想看的细节，自己体味足不出户却能游历世界的切身感受。
综艺节目和体育赛事直播。VR全景记录现场，同时记录每个演员、运动员的现场表现、运动轨迹、得失细节，受众可以自由选择心仪的观赏对象，用自己的视角评判节目和赛事的优劣以及进程，随时发表评论与节目互动。
教学培训类节目。教学示范更直观、更细致，学员可以进入课件仔细推敲，直到完全弄懂弄通，大大提高学习效率和学习兴趣。
广告及公益片。真人秀表演面對面甚至手拉手向受众推广产品宣扬理念，引领受众直观感受产品功能或是公益诉求。由被动地接受者转化为主动体验者。
特别说明，所有VR场景中的声音也是全声道立体声，和全景视频一起构成包裹现场的视听环境，给受众沉浸式视听体验。
4 结语
VR虚拟现实技术是新媒体发展的实践之一，在5G赋能下它能够更好地提升画质消除眩晕感，展现其强大的表现力，满足受众日益增长的收视需求，其市场价值和市场前景都不容小觑。创新是5G时代新媒体传播的出发点，各种跨界、跨行业、跨领域、跨技术的创新立意都成为可能，所以，要学会站在彼岸思考。当前，我们不光是想怎么用5G，更重要的是站在5G视角努力寻求和创立媒体新业态，VR就是其中之一。
参考文献
[1] 杨击.视觉技术与感知安全：新媒体语境中纪录片身份再聚焦[J].新闻大学，2017（06）：21-23.
[2] 罗茜，杨扬.美国VR纪录片的现状、特征及发展困境——以美国三大电影节展映的VR纪录片为例[J].电视研究，2017（10）：42-44.
[3] 欧阳玉峰，周莹莹.计算机通信中虚拟现实技术的应用研究[J].黑龙江科技信息，2016（05）8-10.