淺析虛擬現(xiàn)實(shí)視頻的發(fā)展和應(yīng)用

2016年被稱為虛擬現(xiàn)實(shí)的元年，在這一年一大批價格更加親民的消費(fèi)級虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備正式推向市場。硬件設(shè)備的爆發(fā)式增長也使人們開始更多地將目光投向內(nèi)容的創(chuàng)作，豐富的內(nèi)容是VR生態(tài)鏈中重要的一環(huán)。根據(jù)艾瑞數(shù)據(jù)2016年中國虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）行業(yè)研究報告的數(shù)據(jù)，目前國內(nèi)VR平臺內(nèi)容中VR影視作品約2700款，約占所有VR平臺內(nèi)容的77%，可見VR視頻內(nèi)容在目前VR內(nèi)容市場中占據(jù)了非常重要的位置，值得相關(guān)從業(yè)者對其創(chuàng)作方法和交互方式進(jìn)行研究。

一、VR視頻的定義

虛擬現(xiàn)實(shí)是從計算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展而來的。計算機(jī)仿真是運(yùn)用計算機(jī)相關(guān)的技術(shù)，創(chuàng)造一個能夠模擬真實(shí)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界的虛擬環(huán)境，來反映真實(shí)世界的運(yùn)動規(guī)律。它側(cè)重于對真實(shí)世界的模擬，主要目的是反映真實(shí)世界的物理運(yùn)動規(guī)律。而虛擬現(xiàn)實(shí)既可以是對真實(shí)世界的模擬，創(chuàng)造出一個符合現(xiàn)實(shí)世界規(guī)律的虛擬環(huán)境，也可以構(gòu)建一個與現(xiàn)實(shí)背道而馳的完全假想的環(huán)境。①從技術(shù)角度來定義虛擬現(xiàn)實(shí)可能有很多種描述方式，但是虛擬現(xiàn)實(shí)的目標(biāo)只有一個，那就是通過構(gòu)建虛擬環(huán)境給人們帶來不受真實(shí)世界時空限制的具有臨場感的可交互的沉浸式體驗(yàn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)視頻（VR視頻）則是以虛擬現(xiàn)實(shí)輸出設(shè)備為載體進(jìn)行播放的視頻作品，其目的是為觀看視頻的用戶帶來具有臨場感的可交互的沉浸式體驗(yàn)。目前虛擬現(xiàn)實(shí)輸出設(shè)備包括外接式VR頭盔、VR頭盔一體機(jī)和智能手機(jī)VR眼鏡。外接式VR頭盔依靠外接電腦、主機(jī)等設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)。VR頭盔一體機(jī)則將內(nèi)容與顯示設(shè)備集成在一起。智能手機(jī)VR眼鏡通常也被稱為手機(jī)盒子，主要是以智能手機(jī)為運(yùn)行系統(tǒng)和顯示設(shè)備，搭配VR眼鏡實(shí)現(xiàn)內(nèi)容輸出。

二、VR視頻內(nèi)容分類

（一）VR全景視頻

VR全景視頻與傳統(tǒng)的全景視頻既有共同點(diǎn)也有所區(qū)別。傳統(tǒng)的全景視頻是利用超鏈接技術(shù)將360度柱面圖像鏈接起來形成全景視頻空間，用戶通過不同視點(diǎn)的切換主動地選擇方向和觀察點(diǎn)來了解環(huán)境，實(shí)現(xiàn)在虛擬環(huán)境中的漫游。傳統(tǒng)的全景視頻通常以計算器顯示器為瀏覽窗口，用于在每一時刻只能看到全景圖像的一部分，想要獲取更多的信息需要通過拖動鼠標(biāo)使圖像左移或右移，在水平方向上的移動是不受控制的，但是通常不能進(jìn)行垂直方向上的移動。②而VR全景視頻則是通過全景拍攝（水平360度和垂直360），利用圖像拼接技術(shù)將視頻拼接成球面圖像來構(gòu)建虛擬空間，用戶需要佩戴虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備（如VR一體機(jī)、手機(jī)盒子等），這些設(shè)備具有陀螺儀等檢測角度和方向變化的模追蹤器，畫面會根據(jù)用戶視角的變化而改變，因此，用戶可以通過頭部的轉(zhuǎn)動任意角度觀看虛擬空間畫面。

VR全景視頻的優(yōu)點(diǎn)是拍攝技術(shù)較為成熟，制作成本較低，但是缺少互動性，觀眾參與感不清，并且通過全景相機(jī)拍攝后的圖像拼接算法是一個難點(diǎn)，沒有一個能夠解決所有使用場景的算法，通常需要根據(jù)特定的場景進(jìn)行調(diào)整，后期縫合還是存在技術(shù)挑戰(zhàn)。

（二）非全景3D視頻

非全景3D視頻是將現(xiàn)有的桌面式3D視頻通過轉(zhuǎn)碼處理生成立體效果。普通裸眼可以觀看的3D視頻通過顯示器可以看到景深效果，但是不會有出畫（即影像從屏幕上延伸出）的感覺，而能夠給觀眾帶來出畫感的3D視頻裸眼觀看時會產(chǎn)生重影問題，需要觀眾佩戴偏振光眼鏡等進(jìn)行觀看。虛擬現(xiàn)實(shí)非全景3D視頻則是將具有左右視差的圖像分別呈現(xiàn)在VR輸出設(shè)備左右兩眼所對的顯示屏幕上，這樣就可以給觀眾帶來具有出畫感的立體效果。非全景3D視頻因?yàn)橐延袑ｉT的轉(zhuǎn)碼軟件，所以技術(shù)門檻低，內(nèi)容生成快，成為目前VR顯示設(shè)備上視頻內(nèi)容的最主要形式之一，它能夠給用戶創(chuàng)造一個虛擬的電影院環(huán)境，可以使用戶不受時空限制，通過VR設(shè)備隨時隨地獲得在影院觀看3D電影的體驗(yàn)。它的缺點(diǎn)是畫面角度有限，通常為180度，所以沉浸感不強(qiáng)，無法進(jìn)行交互。

（三）全景3D視頻

全景3D視頻既具有全景的視角又兼具立體效果，是目前沉浸感最高的VR視頻內(nèi)容，其拍攝手法、劇情設(shè)定及視頻剪輯等方面還不成熟，與普通的VR全景視頻一樣缺少互動性，目前的制作仍處在探索階段，因此作品很少并且通常較短。

（四）局部全景3D視頻

局部全景3D即在視頻的某些特定片段或場景使用全景3D的表現(xiàn)形式，其余的則采用如120度寬屏視角或360度平面視角來替代720度球形視角，甚至通過對某一些關(guān)鍵場景進(jìn)行片段式全景渲染播放等手法來進(jìn)行VR影視制作。由于全景3D視頻在實(shí)景拍攝時受到目前拍攝器材自身的限制，所以很難達(dá)到真正意義上的全景3D拍攝，而且全景3D拍攝的成本非常高，所以局部全景3D視頻是全景3D拍攝的折衷，采用這樣的方式不僅大大降低了制作成本和技術(shù)難度，而且可以使劇本情節(jié)的設(shè)置更有針對性，能夠更好的引導(dǎo)觀眾注意力，防止觀眾因?yàn)橐暯沁x擇過多而錯過關(guān)鍵鏡頭。局部全景3D視頻還能在大幅度提高視頻的分辨率的同時有效地減少眩暈產(chǎn)生，降低視頻文件的大小，減輕存儲的成本和壓力，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俾?。這一類型的虛擬現(xiàn)實(shí)視頻更具有靈活性，可以兼顧到情節(jié)、時長和制作成本，是未來虛擬現(xiàn)實(shí)視頻發(fā)展的一個重要方向。

（五）全景3D交互視頻

全景3D交互視頻是真正意義上的VR視頻，它兼具交互性和沉浸感，允許用戶參與，用戶可以進(jìn)行故事情節(jié)的選擇從而決定最終故事的結(jié)局，同時也可以自主選擇故事中某個人物的視角來觀看故事的發(fā)展。與全景3D視頻相比，其制作難度更高，由于導(dǎo)演不能進(jìn)入到拍攝場景內(nèi)，既要實(shí)現(xiàn)故事情節(jié)可選又要保證觀眾的注意力集中于主線劇情，還需要完成故事的連貫性演繹，所以無論是對導(dǎo)演、演員還是編劇的要求都很高，其在拍攝、剪輯和后期方面都還存在非常大的挑戰(zhàn)。目前全景3D視頻的創(chuàng)作仍處于探索階段，除了技術(shù)上的難題，它還存在制作時間長、成本高的缺點(diǎn)，因此短期內(nèi)難以產(chǎn)生大量成熟的作品。

三、VR視頻分發(fā)現(xiàn)狀與主要應(yīng)用場景

國外的VR視頻內(nèi)容多以硬件廠商的樣片形式為主，如Oculus在2014年成立了全球首個VR影視制作工作室“Story Studio”并在2015年1月的圣丹斯電影節(jié)上推出了第一部全景3D交互電影短片《迷失》，該電影允許觀眾自主選擇劇情，時長也相應(yīng)根據(jù)選擇結(jié)果在3-10分鐘不等。Google于2015年5月推出一部耗資千億美金的VR全景3D短片《Help！》。另外VR視頻內(nèi)容還會以部分大制作電影的VR電影預(yù)告短片的形式呈現(xiàn)。國內(nèi)雖然已經(jīng)開始探索故事性VR視頻內(nèi)容的創(chuàng)作方法，但技術(shù)挑戰(zhàn)尚未解決，成熟的VR視頻內(nèi)容較少。VR視頻制作公司多為新興的創(chuàng)業(yè)公司，上市公司及互聯(lián)網(wǎng)巨頭更多的是以平臺的方式需求內(nèi)容合作。國內(nèi)在VR視頻制作方面較為領(lǐng)先的是追光動畫和蘭亭數(shù)字，追光動畫推出了國內(nèi)第一支完整的VR全景3D動畫故事短片《再見，表情》和電影《小門神》的VR全景3D預(yù)告片，蘭亭數(shù)字拍攝了國內(nèi)第一部VR全景短片《活到最后》。國內(nèi)的VR視頻內(nèi)容分發(fā)平臺主要有暴風(fēng)影音、優(yōu)酷土豆、騰訊視頻、愛奇藝、樂視云視頻等。

VR視頻內(nèi)容在國內(nèi)應(yīng)用場景主要為VR影視作品、VR綜藝節(jié)目和VR直播等。VR影視作品是最主要的應(yīng)用場景，它能夠提高觀看的整體沉浸感，是對傳統(tǒng)觀影形式和觀影體驗(yàn)的創(chuàng)新。VR綜藝節(jié)目打破了傳統(tǒng)綜藝節(jié)目的表現(xiàn)形式，可以實(shí)現(xiàn)臺上主持人嘉賓和臺下觀眾視角的任意切換以及非線性跳轉(zhuǎn)瀏覽，為綜藝節(jié)目的呈現(xiàn)帶來了更多的可能性。VR直播技術(shù)相對簡單，直播內(nèi)容多集中在賽事、演唱會等參與感和沉浸感強(qiáng)的活動上，可以給觀眾帶來身臨現(xiàn)場的體驗(yàn)，并且可以選擇不同視角進(jìn)行觀看。

四、結(jié)語

由于片源廣泛、轉(zhuǎn)換成本和技術(shù)門檻低，能夠達(dá)到影院體驗(yàn)式的非全景3D視頻為當(dāng)前最大的VR視頻內(nèi)容形式；而為硬件提供體驗(yàn)的樣片以及其他實(shí)驗(yàn)性創(chuàng)作的短片多為非全景3D視頻。局部全景3D視頻是比較適合于呈現(xiàn)長電影，但目前還處于探索階段。全景3D交互視頻是兼具沉浸感與交互性，是目前真正意義上的VR視頻形式，正處于創(chuàng)作探索階段，內(nèi)容極少。

虛擬現(xiàn)實(shí)視頻雖有著巨大的市場潛力，但是目前的發(fā)展仍受到硬件和內(nèi)容創(chuàng)作的限制。硬件上目前的大多數(shù)輸出設(shè)備由于容易產(chǎn)生運(yùn)動癥不能長時間佩戴，拍攝方面還缺少專業(yè)成熟的拍攝設(shè)備和技術(shù)。內(nèi)容創(chuàng)作上主要存在視差處理、視頻拼接、后期剪輯等方面的難題。這些難題是VR視頻內(nèi)容成為主流內(nèi)容必須要克服的挑戰(zhàn)，也是亟待相關(guān)學(xué)者和從業(yè)人員研究的方向。