2024年4月10日发(作者：蓝淳雅)
基于虚幻引擎的全景XR技术的直播系统的设计与实现
第1章 绪论 .................................................................................................................... 2
1.1 设计背景 ............................................................................................................... 2
1.2 国内外研究及应用现状 ....................................................................................... 3
第2章 虚幻引擎技术概述 ............................................................................................ 5
第3章 基于虚幻引擎的全景XR技术的直播系统设计 ............................................ 7
3.1 系统功能简介 ....................................................................................................... 7
3.2 底层软件平台简介 ............................................................................................... 7
3.2.1 开发环境 ........................................................................................................ 7
3.2.2 体系结构 ........................................................................................................ 8
3.3 硬件系统 ............................................................................................................... 9
第4章 基于虚幻引擎的全景XR技术的直播系统的实现 ...................................... 10
4.1 事件处理模块的实现 ......................................................................................... 10
4.2 初始化设备 ......................................................................................................... 11
4.3 初始化渲染环境 ................................................................................................. 12
4.4 场景数据预处理模块的实现 ............................................................................. 13
4.5 构建物体包围球 ................................................................................................. 14
4.6 场景数据管理模块的实现 ................................................................................. 15
第5章 虚拟引擎技术应用的总结和发展趋势分析 .................................................. 17
第6章 总结 .................................................................................................................. 18
参考文献 ....................................................................................................................... 19
I
第1章 绪论
1.1
设计背景
从今年开始，虚拟引擎逐步被大众认知，现在大部分的电影拍摄和演唱会以
及发布会的现场甚至电视等，都有尖端科技和非常逼真的虚拟引擎科技的加入，
虚拟引擎科技的开发让拍摄制作等有了全新的呈现方式。很显然，虚拟引擎是将
VR、MR以及AR进行有机结合的延展显示技术，该新型科技框架主要构成元素
有高速低延迟的电脑网络、LED组成的摄像机和拍摄地、物体追踪和定位科技以
及AR技术等，将这些元素构成的内容借助先进科技输送至屏幕，就形成了逼真
形象、和原景相似度极高的虚拟引擎场景。
虚拟引擎技术在实践中被合理采用，流程为先把虚拟场景输送到LED屏幕
上，再借助追踪定位技术来跟踪拍摄事物，同时把拍摄到的素材传输到同步运行
的图形渲染引擎。此时，视频服务器借助现场的逻辑运算来处理人物动作并进行
图形渲染，形成逼真、炫酷的AR和拍摄内容交互显现，出现在显示屏上的即为
虚拟引擎场景。尤其值得关注的是，在活动现场还应当具备超强的网络来助力，
切实保障虚拟引擎全景影像和高速低延迟交互等顺利进行。换一种方式而言，虚
拟引擎场景即在现实环境的基础上，和后台逼真的AR交互形成的，因此虚拟引
擎这个新兴科技被视为VR、AR、MR这三种技术的有机结合。
在规模较大的晚会中一般采用虚拟直播，其色彩鲜明、富丽堂皇的舞台效果
让观者身临其境、目不暇接，还有一些专题节目也使用了虚拟的3D技术，新闻
直播和一般的新闻报道比较，其蕴含的内容会更加多种多样，对看节目的观众而
言，有较好的服务性以及贴近性优势，特别是民生类的电视新闻，笔者在本文中
针对黄河新闻特别制定了新闻直播室这个节目。当前的黄河新闻使用的为虚拟创
造的背景，有大量的时效性新闻没有办法借助文字表达出来，此时就要通过演员
来拍摄记录，除了要顾虑信息数量之外，还对节目的形式与场景有相应要求，同
时对节目场景的创意以及变化频率还有特殊需求。当然，传统的制作技术肯定满
2
2024年4月10日发(作者：蓝淳雅)
基于虚幻引擎的全景XR技术的直播系统的设计与实现
第1章 绪论 .................................................................................................................... 2
1.1 设计背景 ............................................................................................................... 2
1.2 国内外研究及应用现状 ....................................................................................... 3
第2章 虚幻引擎技术概述 ............................................................................................ 5
第3章 基于虚幻引擎的全景XR技术的直播系统设计 ............................................ 7
3.1 系统功能简介 ....................................................................................................... 7
3.2 底层软件平台简介 ............................................................................................... 7
3.2.1 开发环境 ........................................................................................................ 7
3.2.2 体系结构 ........................................................................................................ 8
3.3 硬件系统 ............................................................................................................... 9
第4章 基于虚幻引擎的全景XR技术的直播系统的实现 ...................................... 10
4.1 事件处理模块的实现 ......................................................................................... 10
4.2 初始化设备 ......................................................................................................... 11
4.3 初始化渲染环境 ................................................................................................. 12
4.4 场景数据预处理模块的实现 ............................................................................. 13
4.5 构建物体包围球 ................................................................................................. 14
4.6 场景数据管理模块的实现 ................................................................................. 15
第5章 虚拟引擎技术应用的总结和发展趋势分析 .................................................. 17
第6章 总结 .................................................................................................................. 18
参考文献 ....................................................................................................................... 19
I
第1章 绪论
1.1
设计背景
从今年开始，虚拟引擎逐步被大众认知，现在大部分的电影拍摄和演唱会以
及发布会的现场甚至电视等，都有尖端科技和非常逼真的虚拟引擎科技的加入，
虚拟引擎科技的开发让拍摄制作等有了全新的呈现方式。很显然，虚拟引擎是将
VR、MR以及AR进行有机结合的延展显示技术，该新型科技框架主要构成元素
有高速低延迟的电脑网络、LED组成的摄像机和拍摄地、物体追踪和定位科技以
及AR技术等，将这些元素构成的内容借助先进科技输送至屏幕，就形成了逼真
形象、和原景相似度极高的虚拟引擎场景。
虚拟引擎技术在实践中被合理采用，流程为先把虚拟场景输送到LED屏幕
上，再借助追踪定位技术来跟踪拍摄事物，同时把拍摄到的素材传输到同步运行
的图形渲染引擎。此时，视频服务器借助现场的逻辑运算来处理人物动作并进行
图形渲染，形成逼真、炫酷的AR和拍摄内容交互显现，出现在显示屏上的即为
虚拟引擎场景。尤其值得关注的是，在活动现场还应当具备超强的网络来助力，
切实保障虚拟引擎全景影像和高速低延迟交互等顺利进行。换一种方式而言，虚
拟引擎场景即在现实环境的基础上，和后台逼真的AR交互形成的，因此虚拟引
擎这个新兴科技被视为VR、AR、MR这三种技术的有机结合。
在规模较大的晚会中一般采用虚拟直播，其色彩鲜明、富丽堂皇的舞台效果
让观者身临其境、目不暇接，还有一些专题节目也使用了虚拟的3D技术，新闻
直播和一般的新闻报道比较，其蕴含的内容会更加多种多样，对看节目的观众而
言，有较好的服务性以及贴近性优势，特别是民生类的电视新闻，笔者在本文中
针对黄河新闻特别制定了新闻直播室这个节目。当前的黄河新闻使用的为虚拟创
造的背景，有大量的时效性新闻没有办法借助文字表达出来，此时就要通过演员
来拍摄记录，除了要顾虑信息数量之外，还对节目的形式与场景有相应要求，同
时对节目场景的创意以及变化频率还有特殊需求。当然，传统的制作技术肯定满
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