电影虚拟现实的前景和挑战

向艺

摘 要：虚拟现实技术（VR）并不是现在才出现的，早在20世纪80年代就已经运用在了军事航空、科学研究上。但是这几十年来大众市场上一直难觅其踪，这种情况直到最近2年才发生了一些变化，微电子技术和信息通信技术终于能够满足VR技术的最基本规格要求。现在这些VR厂家宣传产品的主打功能，主要还是用在游戏的虚拟现实上，但是我们不能忽略的是，VR也是可以用于电影工业的。VR技术一旦运用于电影工业，将带来一系列革命性的视觉效果变化。

关键词：虚拟现实；VR；电影

1 视场的完全覆盖

视场度数是最重要的“沉浸感”因素，这个度数越大越好。要想使观众有身临其境的感觉，主要是让画面包裹覆盖双眼，隔离画面以外的杂物，达到欺骗生物脑视神经系统，就是最理想情况。而要达到这样的要求，传统的银幕呈现方式是无法做到的，即便是IMAX和球幕也远远不能，坐在IMAX影厅观看，如果离巨幕太近，虽然视场范围增大了但是画面不清晰。即便今后使用激光投影更高分辨率，但是越要增加视场覆盖，涉及的各方面的技术困难都会增加。

在这方面，理论上VR拥有远远超过传统银幕的优势。目前几种主要的VR产品的水平视角能够做到90 ～ 120度，达到了“临场感”效果。如果戴上这类产品体验过山车和蹦极的场景，人的脑视神经系统都会被欺骗，在测试现场，很多观众会因为过于真实而失去平衡摔倒。

2 真实世界的虚拟呈现

过去几十年以来，受技术限制，电影银幕只能通过二维投影方式呈现出来，而我们观众的视角只能被限定盯着几十米外的画面。这种接受视觉的方式，决定了银幕只能是在分辨率、亮度、画幅大小方面的发展。即便是IMAX，也只是让画幅面积变成更加“巨大的平面”。

VR的出现，把电影空间从二维银幕空间拓展为全景视野的立体空间。我们目前通过VR所看到的画面，就像是戴上了一个潜水眼镜看到的画面，眼前的人物，花草，远处的公路房屋，都是真实世界的客观呈现。这种真实的虚拟复制，是传统银幕呈现方式所不能达到的。如果VR逐渐解决一系列的技术难题，最终，我们通过VR所看到的画面，那就和戴着一副眼镜所看到的现实世界没什么区别，我们最终完全会被这幅眼镜所呈现的“虚拟现实”画面所欺骗。这对于自摄影术发明百年来的视觉呈现接受方式，完全是革命性的进步。

3 更先进的信息交流方式

我们人类自从新石器时代以来，信息交流方式是最能体现生产力发展水平的。从远古时代的岩石壁画，到甲骨文，再到近代的电报电视，我们在信息的记录方式、传播速度、通讯距离等方面已经有了巨大的飞跃。但是同时我们应该认识到，信息图形还是以一种人们被动欣赏观看的方式在传播，而没有“相互交流”。

现在我们可以预测一下未来，随着处理器的计算能力指数式上升，数据的无线带宽传输，以及超高清屏幕、高精度定位设备、表情动作捕捉、情绪检测等等设备的成熟，我们终将可以和“机器图形”进行实时的、随机的信息交流。现在计算机通过并行计算实时渲染每秒24帧的质量大概相当于十几年前的电影CG水平，如果按照这个速度，大概10 ～ 20年以后，就可以看见影片中实时生成一些新的角色和背景。这样，今后的观众每一次观看同一部电影，都会看到一些不一样的内容。如同我们玩游戏一样，虽然关卡一样，但是每次玩这个过程都有不同。将来等到计算机能够为影院里面每一个观众分配相当于今天超级计算机的能力时候，那么每个观众实时的情绪变化通过设备检测，进而通过大数据反馈到云端计算设备，再实时的为每一个观众生成不一样的画面，甚至最后导致不一样的情节以及结局，这在技术上都是有可能的，这样的随机性可以说比现在的游戏还要远远丰富的多。

这些让人充满遐想的特点为我们描绘了一幅美好的未来蓝图。但是，另外一方面，目前也还有相当多的技术挑战摆在我们面前需要一步步的克服。

第一个问题在于现在VR产品仍然不能完全覆盖视场。目前VR呈现图像的主流方案有两种，一种是视网膜投影，用超微型投影机把画面投射到双眼中；另外一种更主流的办法就是把一块几英寸的高清屏放置在眼前，利用光学玻璃放大物理画面。前者方案需要克服微型激光投影的分辨率、视场、能量、激光的安全性等等系列难题。后者则需要进一步开发出更高分辨率、响应速度、亮度的显示屏，而且这个显示屏最好做成曲面且尽量覆盖住双眼视场，另外还需要更高透光性，更清晰的镜片。

第二个问题在于支撑VR图像需要很强大的计算机处理和传输能力。目前主流VR产品使用了一块1920×1080分辨率的屏幕，经过分屏处理，每一个眼睛看到的画面实际上只分配到了960×1080像素，再加上通过镜片实际上只是用到了这个屏幕分辨率的70%左右，所以最终我们戴上VR看到的图像，简直可以说是惨不忍睹。如果把VR产品做成两个屏幕，每一个屏幕都加大到2K以上的分辨率，这样大致上会消除像素格感。但是这相当于同时输出两个2K画面，会带来计算机负荷急剧加大。以后假如要想在VR上体验到类似于视网膜屏幕一样效果，那么单眼大概要上了8K分辨率才行。这样就带来了一系列的计算，传输，能耗问题，这都需要未来在这些方面取得极大突破才能真正实现。

第三个问题在于人机工效，目前VR产品的重量、大小、能耗、散热等问题仍然远远不能令人满意，戴上以后超过几十分钟就觉得不舒适，除非今后电子元器件和光学工艺快速提升，否则很难在短时间内大幅缩小体积。

最后一个问题则是最重要的。如果说目前VR本身的技术问题，可以通过不断提升的科技来克服，那么，与VR配套的整个生态系统建设，还更加重要。

目前我们所观看的电影，是百年来由几代人努力构建起来的影视工业体型，这样一个完备且成熟的体系流程，可以流水线一样的生产出满足市场需求的影视产品。而初出茅庐的VR连与之配套的VR摄影机都没有统一的标准，目前市场上出现的VR视频要么纯粹是CG动画，要么是由各种规格不统一的VR摄影机拍摄，这些视频有时连画面中的视频接缝都没处理干净。而VR影视恰恰是要360度拍摄的，这就要求VR攝影机有强大的数据捕捉，融合，存储能力，然后在后期的传输、制作、输出上，又需要新的软硬件才能真正满足VR影视的技术规格。所以最终整个这一套新的VR影视体系的成本都成倍高于传统影视。

此外，VR影视对传统的影视语言体系，完全是颠覆性的。过去传统的演员拍戏，周围一大堆人围着，在VR技术360度视频面前，这一切都行不通。传统影视语言的推拉摇移，蒙太奇，景别，调度，长镜头等等技巧术语，所有这些在VR影视里都不再适用或者需要大幅变革。这就涉及传统电影人重新学习，重新建立一套崭新的VR影视工业体系标准。而今后这一切的从零开始，恐怕需要比单纯技术上的发展还要多得多的时间。

电影工业诞生百年来，从无声到有声，从黑白到彩色，从光学时代到数码时代，所有这一切的变化都是因为科技的创新。现在，我们再一次站在技术变革时代的分界线上，今后，不管VR技术会遇到多少难题，电影的未来进化之路，都不会停止，而VR必定会在这条进化之路上起到应有的重要作用。