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    如果你对VR视频充满好奇,希望了解其拍摄与制作过程;或者你本身就是摄影团队,想从事VR图片/视频方面的拍摄工作,不妨关注【天空彩票及水果奶奶】近期关于VR视频方面的系列报道。

    VR视频与全景视频有什么不同?

    很多人把360度全景视频和VR视频等同起来,这其实是一个概念上的误解。

    我们用一张图来说明360度全景视频和VR视频的不同(下图)。

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    全景视频很好理解,就是有别于传统视频单一的观看视角,让人们可以360度自由观看。而VR视频在此基础上,还允许人们在视频里自由移动观看(提供场景中任意位置的360度自由视角)。

    全景视频可以是3D的也可以不是,可以通过屏幕观看,也可以带上眼镜观看。而VR视频必须带上头显观看,且必须是3D的。

    全景视频是线性播放的,也就是按照时间轴来进行回放的。而VR视频可以允许用户在同一时间,站在不同的位置观看(有点类似科幻电影里时间暂停了,然后观察者在定格的时间和空间里任意移动,观看周围的人物和景物)。

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    请忽略“快银”的动作

    全景视频和VR视频有什么相似之处?

    1.都可以是3D的(全景视频也有2D版);

    2.都能360度上下、左右旋转观看;

    3.具有视觉沉浸感。

    那有什么不同呢?

    最大区别就是VR视频允许观看者在场景里自由走动观察,但全景视频不行,拍摄机位在哪儿,观看者就必须在哪儿,顶多只能原地360度观看。

    如果是一部VR电影,那么传统的“镜头运动、场景切换、Zoom In or Zoom Out”可能都将被取代,由观众来决定镜头位置你可以把VR视频看成是“3D全景视频+自由移动”。

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    所以,现在大家所看到的基本都是“伪VR视频”,各大视频网站上标称的VR视频也基本都是360度全景视频。而打着“VR相机”口号行销的其实大部分都是360度全景相机。那么,我们不禁要问,真正的VR视频是什么样呢?

    真正的VR视频目前只能通过CG实现

    如何才能拍摄出真正的VR视频呢?很遗憾,以现在的技术手段和设备能力还很难实现。所以到目前为止,我们还没有看到过一部真正意义上的VR视频是被实际拍摄出来的。因为一台摄像机只能捕捉一个位置的光线,而要实现场景里的自由移动,需要捕捉场景里任意位置的光线,显然我们无法在场景里安置那么多摄像机,这是矛盾的。

    那未来有没有可能呢?答案是肯定的。要拍摄真正意义上的VR视频,我们需要光场摄像机。

    什么是光场摄像机?这绝对是一个黑科技,很难用几句话表述清楚。大概意思就是通过矩阵式摄像头(非常非常多的微型摄像头),捕捉和记录周围不同角度射入的光线信号,再利用计算机后期合成出任意位置的图像。

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    Lytro公司去年发布的360度光场摄像机Immerge,其内部的数百个镜头和图像传感器分为五个“层”(你可以想象每层都是20部GoPro相机组合在一起),除此之外还配套专用的服务器(下图)和编辑工具等。
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    与传统摄像机不同的是,光场摄像机除了记录色彩和光线强度信息外,还会记录光线的射入方向——这就是“光场”技术的由来。

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    有了从四面八方射入的光的方向信息,再利用算法,就能对环境进行分析,逆向建模,从而还原出一个三维的环境模型。这和计算机建模(CG)的结果是相似的,只不过CG是人为主观“虚构”模型,而光场摄像机是逆向方式“客观”还原模型。

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    有了三维模型,计算机便可以实时计算出任意位置的视觉图像,3D+360度全景也没有问题。这就是说,光场摄像机所在的位置拍摄到的景象是真实的,而自由移动位置后看到的景象是通过电脑后期合成的。

    不过话说回来,光场摄像机现在仍只是概念产品,Lytro公司也坦言目前他们只能做到视角在一定范围的左右和前后移动,要想“看到”物体背面的样子还不行(也许要对反射光进行计算和建模)。所以要实现真正意义上的VR视频,还是电脑建模然后实时渲染输出最简单。

    如今所有的VR游戏,都可以看作是VR视频。不仅可以3D显示+360度全景,还可以自由移动,甚至控制时间轴也没有问题。只是,VR视频都用计算机建模了,还有拍摄什么事情呢?我们要继续讨论VR视频的拍摄过程吗?

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    当然要,全景视频虽然是“伪VR视频”,但全景视频还是可以被认为是VR视频的初级阶段。因为全景视频加上3D效果也能带来沉浸感,相比普通视频已经有了质的飞跃,应用领域也非常广阔,值得我们去尝试和探索。

    电影级的全景(VR)拍摄装备

    事实上,到目前为止还没有严格意义上的电影级全景摄影机,Nokia售价30+万的OZO也不能算。而所谓的电影级摄像机,除了大家熟悉的分辨率、色彩等参数指标非常优秀以外,还配备有大尺寸的感光元件(CCD/CMOS),具有高感、低噪(高宽容度)等特性,此外还必须能够拍摄高帧率视频(甚至超过1000帧/秒),输出RAW格式,并满足长时间、苛刻环境拍摄……等一系列要求。比如常见的RED的ONE系列和ARRI的Alexa系列,还有SONY的F系列摄影机等等。

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    如何把这些昂贵、体积巨大、使用复杂的专业摄像机小型化,并集成在一个“球/盒子”里,形成360度全景摄像机,还真是一个世界难题。然而即便如此,全世界依然有很多天才们开发出了令人惊讶的设备,下面我们一起来看一下。

    HypeVR

    Hype采用将14个RED Dragon拼合的方式实现了能达到电影级VR设备的方案,Red Dragon单机的最高分辨率是6K,最终视频拼接完成后可以达到16K@90fps,并且还是3D格式,这个指标相当震撼了。

    除此之外,机器上方那个银色的跟话筒似的东西是Velodyne公司的激光雷达扫描仪,开机后会快速自旋以反馈摄像机集群与周围物体的距离。这有什么意义呢?

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    Velodyne激光雷达扫描仪能够捕捉三维深度信息(宣称环境范围内可多达70万至1亿个点),利用深度信息,HypeVR的深度信息处理系统(后期处理)可以让观众拉近或拉远与主体(比如赛场)之间的距离,提供一定范围内的自由移动。与前面提到的光场相机类似,这是目前看来最接近真正VR效果的摄像系统。

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    NextVR

    NextVR成立于2009年,拥有从拍摄、压缩、传输到内容播放等几十项VR领域的专利。其主要业务主要涵盖体育赛事、美国总统辩论、摇滚演唱会等方面的VR直播。

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    跟HypeVR很像,NextVR也是采用的RED DRAGON 6K,只是他们选择了6台拼接方案,三个方位,每个方位安放两台,也支持3D功能。虽然机器只有六台,但是代价依然不菲:Red Dragon 3万美元一台,佳能8-15mm f/4L鱼眼镜头1400美元一支。监视器是Red Pro,1600美元一个等等。对于直播来说,分辨率要求没那么高,RED的机器可以轻松实现。

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    HeadcaseVR

    HeadcaseVR团队来自好莱坞,专门从事VR电影拍摄工作。主要采用17目Codex Action Cameras。Codex Cam有12bit RAW的记录体系和13.5档的高动态。采用2 / 3英寸的CCD传感器,单相机分辨率1920×1080,最高60fps。

    Generated by IJG JPEG Library
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    这个镜头的优势是尺寸较小,只有45mm x 42mm×53mm,同时配备专业的采集设备来实现录制。HeadcaseVR团队还定制了适合移动VR视频拍摄的移动工具,虽然看上去像一台布满电池和采集器以及供电元件的轮椅,臃肿而复杂,不过他们这台移动设备号称解决了在VR视频拍摄中由移动产生的位移偏差及抖动问题。

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    强氧科技

    来自国内自主研发的强氧360度全景拍摄系统能支持4K分辨率、30fps节目录制及输出,并且能够不间断无限连续录制。强氧第二代系统由10台Drift Ghost-S拼接而成,上两台,下两台,中间六台。

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    Drift Foream Ghost-S在长期运行、直播、散热、耗电量和稳定性等方面较GoPro有一定优势。缺点就在于成像方面不及GoPro清晰,同时依旧没有同步控制,开关机时会有些繁琐。

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    目前强氧已经推出第三代VR拍摄系统,采用基于奥林巴斯M4/3成像系统的4K相机,针对不同的应用场景分为三目、九目及3D三款不同形式的摄影机,并搭配4K@60fps实时VR全景缝合工作站。

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    WBA世界拳王争霸赛VR直播现场

    J2VR–极图全景

    来自中国的团队,采用4台RED Dragon分别对四个方向进行拍摄采集,最终达到24K@100fps的输出画质。官方称花费180万重金打造这个方案,其参数如下。

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     其他基于RED DRAGON的VR拍摄团队

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    To be Continued…

    下期我们将继续介绍《民用级的VR视频拍摄设备》,并且采访2个牛逼的VR拍摄团队,分享和探讨在VR视频拍摄方面的难点和解决之道。

    6 条评论

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    2. […] 来自深圳本地的乐元成有两点让人觉得“有趣”。第一,对VR视频的理解。(关于VR视频可以查看早前文章《关于VR视频的理解可能大多数人都是错的》)乐元成高管李亚苹表示,VR视频意味着沉浸感、3D立体感以及1:1比例。基于这样的理解,他们打造了140度视场角的VR相机。对,这款相机与全景有一半的关系。 […]

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