影視制作中的VR技術(shù)發(fā)展動力

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摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)英文全拼為VirtualReality，簡稱VR，是近年來發(fā)展速度極快的一項虛擬影像技術(shù)。隨著科技不斷全面進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛躍式發(fā)展，VR不僅被廣泛認(rèn)知，而且在各領(lǐng)域的應(yīng)用范圍也在擴(kuò)大。尤其是VR向電影業(yè)的進(jìn)發(fā)廣受關(guān)注，自2014年，它成為電影界新興的寵兒和實(shí)踐熱點(diǎn)。本文將對VR技術(shù)的概念、特點(diǎn)、在影視制作中的應(yīng)用以及其未來發(fā)展動力進(jìn)行展開分析。

關(guān)鍵詞：影視制作;發(fā)展動力;虛擬環(huán)境

影視制作是技術(shù)與藝術(shù)的綜合。其基本技術(shù)包含音頻制作、圖像處理、后期合成等，與此同時它也是一門視聽語言藝術(shù)。自1956年攝影師MortonHeilig發(fā)明第一臺虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備Sensorama以來，二維電影的體驗逐漸難以滿足人們對圖像逼真性、故事臨場感的需求，于是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸開始嶄露頭角，影響著電影技術(shù)和藝術(shù)的革新。近百年來，電影行業(yè)的硬件水平及后期制作技術(shù)在不斷飛速發(fā)展。在技術(shù)上里程碑式的電影，如1997年的《泰坦尼克號》展示了空前的后期特效，2009年的《阿凡達(dá)》更是激發(fā)了3D電影制作的狂潮，當(dāng)代的電影更是繼續(xù)向4D甚至6D進(jìn)發(fā)。2014年，F(xiàn)acebook收購Oculus公司，深入涉足虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品等研發(fā)，中國國內(nèi)各大公司也都紛紛跟風(fēng)進(jìn)入了vr領(lǐng)域。隨著華為公司在2016年新品會上公布了第一代VR眼鏡，我國的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也進(jìn)入了發(fā)展新紀(jì)元，它也見證其在影視制作技術(shù)與藝術(shù)領(lǐng)域中的新突破。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)內(nèi)容概述

1.1VR技術(shù)的概念

虛擬現(xiàn)實(shí)，顧名思義，是用虛擬的方式營造現(xiàn)實(shí)氛圍，其歸根到底是對現(xiàn)實(shí)的模擬。它形成的是借助全景攝像機(jī)拍攝、圖像無縫拼接、三維圖形生成、多傳感交互甚至人工智能等多種新興技術(shù)的綜合體驗；它創(chuàng)造出逼近現(xiàn)實(shí)的可交互虛擬環(huán)境，讓觀看者以一個視點(diǎn)為軸心進(jìn)行環(huán)繞式觀察。當(dāng)前該技術(shù)已發(fā)展到可將多種軟件創(chuàng)設(shè)的對象整合為一體，最終實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，達(dá)成娛樂、操控、工作、社交等多元的目的。受眾置身于此環(huán)境，能夠極大地、多維度地刺激視覺、聽覺、觸覺、平衡覺等，體會到近乎身臨其境的感受。

1.2VR技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀以及未來

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最早產(chǎn)生于1956年，最早的VR設(shè)備是一款體積龐大的集成式感官互動設(shè)備，體驗者可以通過它感受到與以往二維電影觀感不同的逼真效果，然而由于其體積龐大且造價昂貴，不可能實(shí)現(xiàn)泛娛樂化的推廣。1961年世界上第一個帶有視頻監(jiān)測系統(tǒng)和頭部跟蹤功能的頭戴式顯示器Headsight被飛歌公司的團(tuán)隊研發(fā)成功，其科技感造型不亞于當(dāng)前流行的VR頭盔，主要應(yīng)用于政府機(jī)構(gòu)高端保密信息查看，未曾計劃將其推廣到民間。1966年，三維頭戴設(shè)備GAFViewmaster問世，其裝置非常簡單，體積小且輕便，然而其功能卻非常有限；用戶通過內(nèi)置鏡片觀賞三維效果的靜態(tài)幻燈片，后來的版本經(jīng)過改良后加入了簡單的視聽功能；1968年麻省理工學(xué)院研發(fā)的SwordofDamocles頭戴顯示器，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)更復(fù)雜的功能，卻異常沉重，需要專門的機(jī)械手臂幫助體驗者承受頭盔重量。可見，當(dāng)時頭戴式VR設(shè)備的技術(shù)瓶頸存在于實(shí)現(xiàn)功能的復(fù)雜性與設(shè)備的體量之間的矛盾，在該領(lǐng)域地不斷探索都是在為VR設(shè)備進(jìn)入市場做著必要的鋪墊。許多科技公司曾試圖在VR技術(shù)上有所作為，然而由于90年代以前的技術(shù)條件限制，未能形成較大影響力；從1980到1990年間，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展未能徹底跨越高端傳感器科學(xué)實(shí)驗室范疇，例如EyeTap在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)上的嘗試和NASA的LCD光學(xué)頭戴顯示器與頭手跟蹤系統(tǒng)的研發(fā)，它們的出現(xiàn)都對后來的VR技術(shù)發(fā)展具有關(guān)鍵意義，然而當(dāng)時其高昂的造價讓它們止步于商業(yè)領(lǐng)域。20世紀(jì)九十年代，F(xiàn)C游戲、電腦游戲在全球流行起來，各大游戲廠商立刻意識到，在未來十年內(nèi)便攜式VR頭戴設(shè)備在游戲業(yè)中的巨大潛力，紛紛摩拳擦掌試圖占領(lǐng)該領(lǐng)域首個市場份額。世嘉于1993年MD頭盔，任天堂于1995年VirtualBoy頭盔，然而都因為低分辨率和刷新率導(dǎo)致的用戶視覺疲勞，而無法讓這兩款產(chǎn)品推出市場。2000年后，視覺傳感器、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)全面成熟，Oculus公司于2009年重新涉足虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域研究，受到廣泛的關(guān)注；與此同時，各大智能手機(jī)、智能游戲機(jī)廠商對VR設(shè)備生產(chǎn)快速鋪開；再加之Facebook對該公司的全面收購，資金到位；理論與實(shí)踐的同步發(fā)展將虛擬現(xiàn)實(shí)的概念和產(chǎn)品都推向了巔峰，真正意義上讓其步入了消費(fèi)市場。當(dāng)前，電子產(chǎn)品成本低質(zhì)量高，VR技術(shù)跟隨趨勢進(jìn)駐到各行各業(yè)，嶄露著其新興的科技優(yōu)勢。在泛娛樂化浪潮中它體現(xiàn)得尤為明顯，各大游戲廠商相繼火爆推出體驗游戲及其設(shè)備的零售，可以預(yù)期，VR電影的推出也將會掀起一場視聽的革命。

1.3VR技術(shù)的特征

VR技術(shù)綜合了多感知、沉浸感、構(gòu)想性和交互功能四項特征。多感知，表現(xiàn)在該技術(shù)利用同時觸發(fā)用戶的視、聽、觸、嗅，以及平衡感來營造接近現(xiàn)實(shí)的虛擬環(huán)境；沉浸感則為高精度多感知的結(jié)果，表現(xiàn)為用戶的完全融入體驗；構(gòu)想性，表現(xiàn)在人們根據(jù)自身不同的需求，可構(gòu)造出自定義環(huán)境；交互功能則更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)用戶與虛擬環(huán)境之間的數(shù)據(jù)反饋；這些特征都足以在未來改寫電影的發(fā)展進(jìn)程。

2為VR電影拍攝作鋪墊的技術(shù)

2.1動作捕捉技術(shù)

動作捕捉，以下簡稱“動捕”，包括肢體動作捕捉和表情捕捉；與VR技術(shù)中的視覺傳感器傳遞攝像機(jī)空間位置原理類似，它是指在角色動作關(guān)鍵位置，例如關(guān)節(jié)處、肢體末端等設(shè)置相應(yīng)的空間傳感器，再通過計算機(jī)對它們的位置信息進(jìn)行跟蹤，轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息，并反饋為可視化圖像傳遞給用戶，從而應(yīng)用于影視制作中對虛擬角色動態(tài)的控制。未來，動捕地應(yīng)用將會日益廣泛，2004年上映的《極地特快》是首次將動捕技術(shù)貫穿使用到全片的CG動畫電影；在該片拍攝現(xiàn)場，有超過60臺攝像機(jī)，一次性獲取多位演員的表演數(shù)據(jù)，創(chuàng)造了截至到當(dāng)年最接近真人的動畫角色。當(dāng)前影視制作中，有大量虛擬角色的表演戲份，拍攝時它們先由真人扮演，利用精度更高的表情捕捉獲取演員細(xì)微的臉部動態(tài)，通過后期特效合成為虛擬角色，使之又逼真，又不乏超現(xiàn)實(shí)效果。例如《第九區(qū)》、《阿凡達(dá)》等影片的特效團(tuán)隊通過對飾演外星生物的演員的肢體、面部動態(tài)進(jìn)行巨量數(shù)據(jù)捕獲，記錄下跟蹤軌跡后再綠幕摳像，將原有的捕捉點(diǎn)替換為虛擬角色的肢體、頭部和五官?？梢酝茰y，動捕技術(shù)的應(yīng)用在電影行業(yè)中必將成為趨勢，將觀眾與虛擬環(huán)境的實(shí)時交互加入到電影中也將成為可能。

2.2全景拍攝技術(shù)

現(xiàn)實(shí)中的全景，就是可在一個空間視點(diǎn)朝360°×360°的任意方向觀測周圍的環(huán)境；而全景拍攝技術(shù)則是利用若干的攝像機(jī)，在視點(diǎn)中心位置固定的前提下，讓鏡頭組合形成球面，再同時開啟拍攝并記錄周遭環(huán)境變化；后期，這個中心視點(diǎn)將替換為觀眾的視點(diǎn)——即虛擬攝像機(jī)——將覆蓋所有觀眾想要觀看的角度，如同在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中旋轉(zhuǎn)頭部觀察周圍環(huán)境的效果。若在電影制作中使用全景拍攝，則可讓觀眾擁有在電影中任意方向觀測的選擇權(quán)，這一技術(shù)完全顛覆了傳統(tǒng)電影蒙太奇，和導(dǎo)演對故事情節(jié)的絕對控制權(quán)。全景拍攝原理簡單，在電影制作中似乎有很強(qiáng)的可操作性，但仍涉及到一些技術(shù)瓶頸，本文將其總結(jié)為兩類問題。其一，球面攝像機(jī)陣列所拍攝的圖像組合的偏差問題；例如不同攝像機(jī)視場、視角、對雙眼視距模擬的偏差，鏡頭在運(yùn)動中的抖動誤差、鏡頭成像邊緣的扭曲，都會導(dǎo)致用于拼接全景的視頻之間產(chǎn)生縫隙；攝像機(jī)幀同步誤差，是導(dǎo)致視頻產(chǎn)生果凍延遲的原因；其二，攝像機(jī)對圖像的識別力問題；攝像機(jī)陣列對重復(fù)或相似圖案的識別與合成算法，即實(shí)時拼接圖片縫隙的能力。雖然全景拍攝可以營造強(qiáng)烈的虛擬環(huán)境沉浸感，但若無法跨越上述技術(shù)鴻溝，則會比普通電影更加令觀眾出戲，因此敢于觸及VR電影的團(tuán)隊對技術(shù)和資金實(shí)力的要求都極高，目前還是少數(shù)派。

3影視制作中VR技術(shù)的發(fā)展動力

“全景觀影”是VR電影思路設(shè)計的出發(fā)點(diǎn)，一方面要使受眾的視聽聚焦從而產(chǎn)生沉浸感；另一方面要給予觀眾對于情節(jié)選擇權(quán)，對觀眾反應(yīng)如何設(shè)計、對觀眾的選擇如何放權(quán)，成為VR電影亟待研討的重難點(diǎn)。隨著VR及相關(guān)輔助技術(shù)的不斷完善、電子產(chǎn)品成本的不斷降低、觀眾的審美和交互需求地不斷的提高，VR技術(shù)進(jìn)駐各類業(yè)是必然的趨勢。尤其在電影行業(yè)中，其新穎的設(shè)計思路和調(diào)度手段都對傳統(tǒng)有著巨大的挑戰(zhàn)，而目前我們尚且不知其優(yōu)劣勢之間的比重，正因為如此，大量的研發(fā)人員涌入到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域中，不斷探索并推進(jìn)其發(fā)展。同時我們也應(yīng)理性地認(rèn)識到，不同類型的影視作品對該技術(shù)要進(jìn)行合理取舍，根據(jù)敘事內(nèi)容的不同、使用必要性，來決定該技術(shù)是否被采用，進(jìn)而維持住開發(fā)者和受眾的新鮮感和熱情。本文認(rèn)為，相比其他行業(yè)，影視制作既是VR技術(shù)的實(shí)踐平臺又可實(shí)現(xiàn)全新的電影產(chǎn)品，同時兼具實(shí)踐意義和理論深度，發(fā)展動力后勁十足。

4結(jié)語

每一種新技術(shù)，都是雙刃劍。盡管技術(shù)瓶頸仍然存在，但其優(yōu)勢也相當(dāng)明顯。它使人機(jī)交互更加人性化，是未來視覺技術(shù)、人工智能等方向的必然鋪墊，它的發(fā)展將會是人機(jī)增強(qiáng)時代的革命性飛躍。VR技術(shù)目前在概念上非常的熱門，然而其技術(shù)在電影領(lǐng)域內(nèi)的運(yùn)用還沒有大范圍地展開?？偟膩碚f，國內(nèi)外的VR電影目前還非常不成熟，究其原因在于，發(fā)展了百年的電影藝術(shù)和技術(shù)已然形成了一套系統(tǒng)，與新興的VR技術(shù)所帶來的思維顛覆有著必然矛盾；VR技術(shù)的新穎性同時也是它的局限性，它在一定程度上放緩了VR電影的發(fā)展，但不見得是壞事，它必將在電影領(lǐng)域掀起的新浪潮，讓人們翹首期待。

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作者:熊安亞 單位:重慶郵電大學(xué)