電影世界中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
電影世界中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
摘要 電影從產(chǎn)生的那一時(shí)刻起,就注定會(huì)在人類生活中占據(jù)重要地位�！疤摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)”雖然聽(tīng)起來(lái)還比較陌生,但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸走進(jìn)了電影,無(wú)數(shù)個(gè)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)拍攝制作出的電影不斷充斥著人們的眼球。
關(guān)鍵詞 電影;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);娛樂(lè)
人類社會(huì)不斷進(jìn)步,影視娛樂(lè)成為人們文化生活的重要組成部分。隨著電影《阿凡達(dá)》在全球的火熱上映,越來(lái)越多的人開(kāi)始了解并熟悉虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。當(dāng)人們以為3D特效是這部電影的最大賣點(diǎn)時(shí),轉(zhuǎn)身卻會(huì)發(fā)現(xiàn)這不過(guò)詹姆斯-卡梅隆建立一個(gè)虛擬星球的工具。《阿凡達(dá)》不僅給世人帶來(lái)了一場(chǎng)視覺(jué)盛宴,同時(shí)在電影世界刮起了一場(chǎng)虛擬風(fēng)暴。
1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述
虛擬現(xiàn)實(shí)是1989年由美國(guó)的蘭尼爾(J.Lanier)最早提出的,蘭尼爾將虛擬現(xiàn)實(shí)定義為:用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成一個(gè)逼真的三維視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)或嗅覺(jué)等感覺(jué)世界,讓用戶可以從自己的視點(diǎn)出發(fā),利用自然的技能和某些設(shè)備對(duì)這一虛擬世界客體進(jìn)行瀏覽和交互考察。[1]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一門(mén)綜合技術(shù),它涵蓋了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真學(xué)、人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感技術(shù),具有交互性、沉浸性、多感知性、自主性、構(gòu)想性等特性。“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是由交互式計(jì)算機(jī)仿真組成的一種媒體,能夠感知參與者的位置和動(dòng)作,替代或者增強(qiáng)一種或者多種感覺(jué)反饋,從而產(chǎn)生一種精神沉浸于或者出現(xiàn)在仿真環(huán)境(虛擬世界)中的感覺(jué)�！盵2]
2 電影制作中應(yīng)用的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
CG(Computer Graphics)動(dòng)畫(huà)。隨著利用計(jì)算機(jī)為主要工具進(jìn)行視覺(jué)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的一系列相關(guān)產(chǎn)業(yè)的形成,把利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行視覺(jué)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的領(lǐng)域通稱為CG�，F(xiàn)代電影中為了充斥觀眾的視覺(jué)效果,在制作過(guò)程中加入了大量使用電腦制作的三維動(dòng)畫(huà)和影視特效等視覺(jué)藝術(shù)上的創(chuàng)作。
2.1 虛擬影像擷取攝影系統(tǒng)
為了創(chuàng)造出具有立體實(shí)感的環(huán)境,3-D虛擬影像擷取攝影系統(tǒng)(Fusion 3-D Camera System)誕生了,這種系統(tǒng)是使用兩臺(tái)索尼HDCF950 HD攝像機(jī)進(jìn)行拍攝的,呈現(xiàn)出更強(qiáng)更動(dòng)感的立體效果的同時(shí)又不會(huì)令觀眾感到頭暈。首次應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的電影是《深淵幽靈》,隨后絕大部分的3-D立體電影都是采用這種方法進(jìn)行拍攝的,比《非常小特務(wù)3D》、《立體小奇兵》、《地心游記3D》和《麥莉·賽勒斯演唱會(huì)紀(jì)實(shí)》等。
2.2 實(shí)時(shí)預(yù)覽技術(shù)
當(dāng)電影畫(huà)面中應(yīng)用了大量的CG效果,為了讓真人表演與最終的CG畫(huà)面完美的契合在一起,卡梅隆專門(mén)開(kāi)發(fā)了一種虛擬攝像機(jī)。
虛擬攝影機(jī),可以實(shí)時(shí)地將演員的動(dòng)作與虛擬世界背景交互,并呈現(xiàn)在LCD顯示屏上。在拍攝真人表演時(shí)能夠更準(zhǔn)確的進(jìn)行預(yù)覽,這種攝像機(jī)可以實(shí)時(shí)觀察演員的動(dòng)作與虛擬世界的交互。例如,電影《阿凡達(dá)》中,在運(yùn)用動(dòng)作捕捉技術(shù)時(shí),除了需要演員在拍攝時(shí)穿上布滿捕捉點(diǎn)的緊身衣褲外,影片攝影棚內(nèi)還同時(shí)架設(shè)有一套“協(xié)同工作攝像機(jī)(Simulcam)”來(lái)完成此工作。這套系統(tǒng)由布滿在攝影棚頂部的140個(gè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)組成,形成一個(gè)捕捉舞臺(tái)。攝像機(jī)通過(guò)追蹤現(xiàn)場(chǎng)LED燈打出的近紅外光譜的反射,將捕捉到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭惶紫到y(tǒng)中,再將光譜的反射與演員的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行組合分析,得出整個(gè)鏡頭的立體模型。之后,這些數(shù)據(jù)再被映射到后期的計(jì)算機(jī)處理,從而令CG場(chǎng)景呈現(xiàn)出高度擬真的效果。
2.3 動(dòng)作捕捉技術(shù)
CG動(dòng)畫(huà)大都是采用動(dòng)作捕捉(Motion Capture)技術(shù)。這種用于動(dòng)畫(huà)制作的運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)起源于20世紀(jì)70年代,迪斯尼公司曾試圖通過(guò)捕捉演員的動(dòng)作以改進(jìn)動(dòng)畫(huà)制作效果。1988 年, SGI 公司開(kāi)發(fā)了可捕捉人頭部運(yùn)動(dòng)和表情的系統(tǒng)。典型的運(yùn)動(dòng)捕捉設(shè)備一般由以下幾個(gè)部分組成:傳感器、信號(hào)捕捉設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)處理設(shè)備。在捕捉技術(shù)上主要有機(jī)械式運(yùn)動(dòng)捕捉、聲學(xué)式動(dòng)作捕捉、電磁式動(dòng)作捕捉和光學(xué)式動(dòng)作捕捉。
2.4 表演捕捉技術(shù)
表演捕捉(Performance Capture Workflow)技術(shù),與“動(dòng)作捕捉”非常相似,區(qū)別在于前者能夠完全捕捉演員的肢體動(dòng)作甚至于面部表情,將真人演出影像與電腦動(dòng)畫(huà)結(jié)合,令動(dòng)畫(huà)人物的造型與表情更接近于真人。演員甚至可以自由套進(jìn)不同角色中,與不同身份的角色結(jié)合,創(chuàng)造更廣闊的表演空間。面部捕捉頭戴設(shè)備(Facial Capture Head Rig)在每個(gè)進(jìn)行“表情捕捉”的演員頭上佩戴一套攝像裝置,用微縮高清攝像頭將演員95%的面部動(dòng)作傳送給計(jì)算機(jī)里的虛擬角色。該技術(shù)對(duì)演員面部表情捕捉的清晰精確度是傳統(tǒng)技術(shù)的6倍,甚至連眼神上的細(xì)微變化都不會(huì)錯(cuò)過(guò)。
3 電影表現(xiàn)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
3.1 環(huán)幕電影
環(huán)幕電影能夠表現(xiàn)水平360度范圍內(nèi)的全部景物,這種特殊形式的電影萌芽于20世紀(jì)初期。在觀看這種電影時(shí),觀眾站在圓形觀眾廳的中央?yún)^(qū)域,四周環(huán)繞著廣闊的畫(huà)面,配合著與影片內(nèi)容相一致的全方位立體聲效果的音響效果,人們就仿佛置身于影片當(dāng)中。
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