Jaunt VR电影拍摄指南中文版 第一章

Jaunt在2016年9月发布了《The Cinematic VR Field Guide: A Guide to Best Practices for Shooting in 360°》,为VR电影制作人们提供了VR电影拍摄的指导说明。笔者为大家提供翻译稿。首先为大家带来的是该指南的第一章,主要讲述了虚拟现实的两大类型、VR电影的基础知识等等。

1、虚拟现实基础知识

据维基百科,虚拟现实是一种计算机技术,可以复制真实的或想象中的环境,并且可以模拟用户的临场感,用户可以与其环境互动。在电脑或者手机上,这通常意味着屏幕上呈现的视觉内容和扬声器或耳机呈现的听觉内容。可供触摸或可提供反馈的设备也正在涌现,提供嗅觉和味觉的设备还需要一段时间。

对于任何形式的虚拟现实来说,其关键都是临场感和沉浸感。正是这些使其区别于以前的其他媒体,并且能够把素材创作出一种强烈的情感联系。Chris Milk是早期的VR电影导演之一,他经常引用一个观点,称虚拟现实为“共情机器”。

1.1虚拟现实的种类

虚拟现实有两个基本的阵营-电影级虚拟现实和基于游戏引擎的虚拟现实。区别在于生产手段、回放方法、真实度以及互动内容的多少。

1.1.1 什么是基于游戏引擎的虚拟现实

很长时间以来,当人们想到虚拟现实时就会想到这一种。这是由3D CG游戏引擎实时生成的电脑图形,比如Unity或Unreal。这些内容被生成之后,可以使用特制的头戴显示器(头显)比如Oculus Rift或HTC Vive,这些头显包含运动跟踪功能,用户可以在虚拟现实中走动,感觉就像是真的一样。

这种虚拟现实同样适用于高互动性的内容,可以使用提供手部跟踪控制的Rift和Vive,可以让你拿起并移动物体,比如挥舞一把剑,开枪射击,或者和整个环境进行互动。感觉很像是自己进入了一场游戏。

并不能说第一批VR头显主要针对重度游戏玩家,就意味着这种技术仅仅是为了游戏而开发。游戏引擎也可以用来创作互动电影或音乐视频,就像是创作游戏那样。因为它们尤其擅长创作出完全不像现实生活的世界。

1.1.2 什么是电影级虚拟现实?

Jaunt专注于电影级虚拟现实。下面就是一段360度电影,使用一台全景摄像机系统,可以作为一个圆柱投影那样进行回放,并且允许观众随着剧情的展开而四处观看。圆柱投影是一个非常好地展示场景的方法。根据摄像系统和拼接步骤的不同,其中的场景可以是单视场的(扁平)或者立体的(3D)。

现在你已经了解到,在电影级虚拟现实中你可以看到非常真实的场景,而在由游戏引擎在电脑上生成的虚拟现实中则不会这样。同时,这些场景在拍摄过程中还会使用空间音频麦克风,来让声音听起来就像真的一样。如果你听到你的右边有条狗在叫,并且转头看左边,你会看到有一条狗就在声音传来的地方。感觉就像是进入了电影场景中一样。

但并不像基于游戏引擎的虚拟现实,在电影级虚拟现实中你无法自由地在场景中移动,除非在你移动的同时,摄像机也随着移动并进行拍摄。随着新的摄像系统的采用和新技术的逐步开发,今后你也将可以在拍摄的场景中进行四处走动。在下文中的“VR摄像机的种类”章节中可以了解更多信息。

虽然电影级虚拟现实并不像完全基于游戏引擎的虚拟现实环境那样充满互动性,你仍然可以为其添加互动元素。以《Choose Your Own Adventure》为例,其中就包含凝视检测、可互动的叠加和界面、声音或图片的触发、手势、甚至加入完整的CG内容也是可以的。

所有这些将会构成一种全新的媒体,这是一个我们刚刚开始意识到其潜力的空白的画布。VR领域的杀手级应用将会融合了电影、游戏和互动影院。现在,我们还在带妆彩排阶段,一切皆有可能。即使是区区五年之后,VR内容也会与今天的截然不同。

1.2、立体vs单视场VR

VR影片素材既可以是单视场3D,也可以是立体3D。单视场的素材是扁平的,并没有景深数据,在360°的可视范围内都是以同样的景深被投射的。当然,你同样可以转动头部,四处观看这个场景,但没有任何的东西会变得离你近一些,只会变得大一些而已。这就像是普通的2D电影中的特写镜头,和3D电影中那些东西会逼真地离你越来越近,并且从屏幕中跳出来所形成的对比一样。

而在360°立体3D影片中,你将获得完整的每个方向的3D观看体验,其中的物体也会真正地离观众越来越近。这会产生更加逼真地、更具沉浸感的感觉,就像是我们在现实生活中所经历的一样。想象一下在VR中拍摄一只水下的鲨鱼的情景。为了达到最大的视觉冲击效果,你会希望观众感受到鲨鱼正在离自己越来越近,并且每个观众都能有此感受。使用立体3D技术,你可以达到此种效果,而是用单视场的话,虽然鲨鱼仍然来势汹汹,但它不会离你越来越近,你将会丢失临场感和沉浸感–当然还有恐惧感。

无论在哪儿,你都应该尽力去尝试拍摄完整的360° 3D内容。但是,为什么并不是所有人都在这样做呢?你可能会想到,这种拍摄需要的设备更加昂贵,而且拼接过程更加复杂,如果没有大量的后期工作和资金投入的话,也不会获得好的回报。Jaunt推出的Jaunt ONE摄像机和Jaunt云服务(JCS)就是为了简化这些程序,最大限度地自动化整个过程。

你可以在Jaunt云服务文档中获取更多信息。

还需要说明的是,并不是每个场景或镜头都缺失需要在3D中拍摄,当然了,也不一定都能做到在3D中拍摄。目前,只有极少数几款360°拍摄设备可以用于水下拍摄。而且由于防水设备的限制,更难以把3D拍摄设备装在其中,所以通常会使用较小的单视场设备。在下文的“水下拍摄”部分可以获得更多信息。

同样,在汽车内进行拍摄时,会受到车内空间的限制,其中的物体会距离很近,这时通常使用一个较小的GoPro式的拍摄设备,并且采用单视场来拼接素材,会获得比较好的拍摄效果。大部分的相机都有最小物距的要求,你必须遵守,这样才能拼接出质量较高的作品,而且在3D拼接时,这一物距的要求会更大。如果你想要离拍摄的物体很近的话,尽量选择单视场的拍摄方法。在下文的“物距”部分可以获得更多信息。

类似的,如果使用无人机的话,重量也是一个问题。所以,在很多情况下,我们还是要使用一个更小的,更轻便的GoPro类设备,并且拼接单视场的素材。在很多情况下,拍摄地会离地面非常远,你也无法获得足够的立体视察,而且观众们也几乎察觉不到。

无论是哪个已经推出的作品,其中的大部分内容都是完整的360° 3D手法拍摄的,其中也有些许画面,比如上面这些情景是使用更小的、更轻便的GoPro设备进行拍摄,并且在单视场中拼接的。如果处理正确并且使用的时机很得当,你的观众们或许不会察觉。

1.3、360°视频

当我们谈论360°视频时,我们必须要澄清一件事。那就是它和VR有什么区别?为了让人们了解VR,并且充分利用现有的重度使用的平台,许多公司,尤其是Facebook和谷歌旗下的YouTube都已经在推广360°视频。这是你可以用浏览器在网页中观看的视频,并且 可以使用鼠标拖动画面,或者在手机APP中,通过把手机移动或旋转来达到同样的效果。

同样,我们的Jaunt手机端和web端应用也可以做到这一点,对于那些暂时无法使用或手上没有VR设备的用户来说,也可以在3D中体验到这些内容。像是Facebook这样的品牌和公司之所以喜欢360°视频,是因为这可以帮助他们撬动所有人都在使用的平台上巨大的用户群体。

然而,要称其为虚拟现实,我们必须要谨慎。如果太多的用户都认为这就是虚拟现实的话,他们或许会认为,他们已经真正地体验过了虚拟现实–并且包含3D中的临场感和沉浸感,以及空间音效–但却并没有多深的印象。我们必须要明确区分360°视频和真正的VR,并且使用前者来激活观众们,让他们体验后者。或者像是3D电视那样,让VR也经历快速的死亡。

而这,也就让我们来继续思考真正地虚拟现实内容的需求到底是什么。

1.4、VR的最低需求

你可以和100个人去谈论虚拟现实的必要条件,但会获得非常多的答案。既然我们在寻找最大限度的沉浸感和临场感–也就是真正身临其境的感觉–Jaunt提出四点最低需求:

360°圆柱投影图像–这是一个你可以上下左右360°观看的场景。有些摄像设备则是采用了180°的特制的相机来进行在线直播,这样可以减少带宽需求,降低拼接的复杂程度。但是,当你看向身体后方时,你会直接离开这个场景。通常为了减少这种身后只有黑色背景的情况,会插入一张图片,比如节目的宣传海报,比赛的比分情况等等。

立体3D–这是比较有争议的需求之一,因为今天很多人都在拍摄单视场的内容,毕竟这种内容在捕捉和拼接时都会更便宜且更简单。然而,想要真正获得临场感–身临其境–也就是VR真正特别的地方,你真的需要尽量拍摄立体3D内容。立体3D就是我们在现实生活中所看到的那样,并且在VR中也同样重要。

空间3D音效–声音是任何电影类产品中极为重要的一部分。它不仅能够提升沉浸感,同时也是像运动和光线那样的仅有几个线索之一,可以用来获得观众对重要事件的注意力,因为观众们可能在看任何地方。捕捉空间音频可以增强你的临场感。

在头显中观看–最后,如果你没有真正的观看方式的话,上面这些都是没用的。虽然经常会有给没有设备的观众创作的360°视频,并且允许你拖动画面。但这种视频并不能看到3D效果,也不能提供空间音效回放。为了达成完整的体验,你真的必须要用合适的头显设备。好消息是,你不一定要购买Oculus Rift或HTC Vive这样的昂贵的设备。市场上还有很多非常便宜甚至是免费的产品可供选择,这些产品会让你目不暇接。

1.5、头显的种类

市面上有很多不同类型的头显设备,它们在价格和性能上的差异也非常大。从非常简单的谷歌Cardboard,到三星Gear VR,再到Oculus Rift和HTC Vive。就像手机和那一套集成电路组件那样–其中包含陀螺仪、加速度计、小型高清屏幕–正是这些复活了曾经的虚拟现实,让Palmer Luckey创作出了首个Oculus头显。手机是这些产品的基础,甚至是高端的Rift和Vive的基础。

较高端的头显可以提供全身的追踪,其中还有些包含了手部控制器,可以提供“房间规模”VR系统,让用户四处走动,并且和环境进行互动。但仅仅使用你的手机加上简单的透镜,也就是Cardboard或塑料外壳的产品也可以让你获得惊人的体验。随着手机生厂商在头显中集成更好的VR子系统,这种体验会变得越来越好。

头显设备的清单还在急速扩充,你可以在网上查询到此类设备的信息。

最初发布于2017年1月23日

探索福特VR实验室:制造汽车时如何使用VR技术

福特使用的沉浸式虚拟现实使用了23个摄像头的动作捕捉系统以及头显设备,来让工人沉浸到一个未来的工作环境中。

最近一段时间,汽车行业中最热闹的应当是自动驾驶汽车和未来的出行方式。但是有一项不那么显眼的技术–虽然它是汽车研发工作中的一个重要环节–虚拟现实,却被人们忽视了。

在上周,我们有幸参观了福特位于美国密歇根州迪尔伯恩的虚拟现实实验室,一窥福特使用的虚拟现实技术。该技术帮助汽车生产商完成了大量的工作,直至汽车正式推向市场。我们发现,福特主要在三个功能区使用了VR技术:设计、工程和制造。

设计

自从一个新车型达成构想之后,虚拟现实技术就开始介入了。这会在福特的“2000X工作室”中开始,该工作室为福特的设计部门提供支持。

当然,在以前,汽车是用纸和笔设计出来的,近代以来,设计者们开始依赖CAD工具。但是这两种方案都有明显的缺陷,汽车的设计–毕竟是一个三维的物体–都是在一个二维的平面进行设计的。而使用VR技术,福特的设计师们现在可以戴上头显,在三维环境中用一个数字的魔杖绘制出他们的想法,还可以在3D的虚拟环境中走动。

通过解锁在3D中进行设计的潜能,并且为照片级的逼真环境增加动画内容和3D渲染技术,设计师们还可以在真实世界中看到他们对新车的想法变为现实。

比如,一个全新的运动型汽车的设计过程可以在虚拟的赛车场维修道中进行,通过佩戴的VR头显,设计师可以围着这辆车走动,并且在一个360度的环境中对其进行检视。作为一个设计师,你可以在其中获得一辆未来的汽车的完整和精确的视觉信息,就像你真正从某个用户的汽车旁边走过那样。这就是VR所做到的事,而且是在这辆车并不真实存在的前提下就能做到的事。

工程

当一辆汽车的理念得到验证之后,福特决定要制造它,VR就会再次出现,在把设计语言变成真实的终端产品的过程中扮演一个不可或缺的角色。

工程师们会沉浸其中确定更好的设计细节,并且必须就产品部件、引擎、内部人体工学等设计细节做出决定。当产品的设计组合到一起时,福特沉浸式汽车环境实验室(FiVE)会继续进行设计,他们要开始创建一个完整尺寸的,三维的,虚拟版本的汽车,直至该产品逐渐进入生产过程。

也就是说,到这款汽车真正准备好建造开始,每个细节都会被仔细考虑,比如座椅、仪表盘、照明灯支架–你能想到的那些都有–会变成一个完整尺寸的,虚拟版的汽车的部件。之后,通过使用VR头盔,设计师和工程师们可以在车的四周走动来对其进行检查,就像这辆车真的在实验室里一样。

工程师们甚至还可以随心所欲地“看透”这辆车。比如,工程师们在讨论后备箱的铰链结构时,可以选择通过虚拟的透视图来观看后备箱的金属结构。

那么,为什么要从头来“制造”这样一个虚拟版本的汽车呢?

使用虚拟现实技术,可以带给工程实际过程极高的效率和无限的可能性。而这些对于真实的工作环境来说是非常困难的。比如说,汽车的部件会很频繁的–并且是数字化的–被替换,以进行评估,比如乘客部分的人体工学设计,乘坐舒适度和外部面板的设计,或者仪表盘的设计等等。设计师们还可以看到汽车外部面板的一个微小的改动会如何影响到真实驾驶时的阴影和光线的反射。

而使用这一技术,即沉浸式VR技术的结果,就像福特所说的那样,能够支持频繁的原型设计改动和工程开发过程。这一过程是可以高度重复的,并且可以接受任何必要的工程变动。比如,设计师们在设计新款野马时,遇到了内部面板如何放置才能符合靠左驾驶或靠后驾驶版本的要求这一问题,他们就可以通过使用VR来解决。福特这样告诉我们。

并且,真正酷的地方在于,设计师和工程师可以远程协作。比如,在设计新的野马时,位于迪尔伯恩的VR实验室的团队可以和澳大利亚的兄弟团队进行合作–并且这一合作是实时的。通过使用VR技术,工程师们能够围绕同样的完整尺寸的3D版虚拟野马汽车走动,并且就其任何细节信息进行协同设计。

如此精细地设计虚拟汽车的细节是相当辛苦的。但是福特表示,他们通过在工程阶段使用这项技术节省了大量的时间,而对数字原型进行频繁的调整也减少了以前必须要制作的泥土模型的数量。除此之外,远程协助还减少了差旅的成本。

所有这些,当然都会节约开支。但是,福特认为更重要的是,这项技术加速了产品设计过程,并且允许采用更高端的工艺。福特宣称,据他所知,自己是第一家在汽车设计过程中使用高分辨率、4K实时VR技术的汽车公司。

制造

当设计和工程过程完成后,福特VR实验室就开始在虚拟制造技术上下功夫了。这是一个非常重要的步骤,可以向设计和工程部分反馈重要信息。

虚拟制造实验室的主要功能是评估制造这辆汽车的可行性,同时还会引入工人的工作内容。毕竟无论你能够设计出多么完美的汽车,如果无法制造或者制造过程不安全的话,还是相当于白搭。

在虚拟制造实验室中,福特的团队会使用VR和3D打印技术来创作出虚拟的工作站,来逐步仿制出虚拟的世界各地的生产线环境。并且通过使用安装在工人身上的传感器,全身动作捕捉系统会提供未来生产线上的工人可能会产生的动作信息。毕竟这些动作在真实的汽车生产过程中都会遇到。

通过使用VR和3D打印技术,一个变速箱会虚拟地安装到引擎上。屏幕会呈现出头显用户所看到的场景。

比如,你可以看到一个人戴着VR头显,旁边是一个白色的3D打印部件。这个部件就是一个真实尺寸的变速箱。这名员工需要把变速箱和引擎对齐,而这个引擎,只有在他的头显中才可以看到。

这是一个真实的测试案例,用来确保工人们能够有足够好的视角来把螺栓对齐,把变速箱和引擎组合起来。根据VR中得到的结果,这些数据会提供给工程团队,并且对螺栓的长度等数据进行修改,来保证安装工序的正常进行。

使用VR技术来计划生产线流程的好处在于,如果某个产品容易被制造出来的话,那么它既能提高产品的质量,同时还可以降低工人受伤的风险。

比如,全身动作捕捉技术可以做到这一点,如果一个工人在组装过程中必须伸手去取某个部件的话,福特可以测量工人的腰椎部位的受力情况,然后来评估这是否会超过对人体的安全性限制。如果确实存在这一问题,工程团队就要做出修改。

再比如,使用VR技术还可以帮助计算需要多大的体力才能把车身面板举到既定的机械臂的高度和角度。这是否会影响到不同身高的公认?如果有影响的话,是不是有必要改变流程,来适应不同的工人呢?

通过使用VR技术,能够预测工人在未来生产线上的位置移动。这是极其有价值的数据。福特表示,自从开始使用虚拟制造过程之后,汽车制造工人们发生了显而易见的变化:

通过使用最新的人体工学研究,减少了70%的工人受伤概率。

避免了90%的过多的运动,困难的手部动作,以及新车型上难以安装的部件。

由于减少受伤概率,降低了75%的工伤缺勤概率。

总之

总结一下,福特通过使用VR技术来加强设计、工程和制造过程,已经证明VR在产品研发的整个过程中都是一个强大的工具。

VR不仅是真实世界活动的一个精确的代用品,同时还提供了可以创作出无限可能性的工具,人们可以通过考察评估,选择出在每个阶段中最合适的应用方式,这样一来,每个过程都能得到优化。

最初发布于2017年1月16日

http://www.triplepundit.com/2017/01/ford-virtual-reality-labs/