前言

20世紀(jì)80年代，一個(gè)名叫Jaron Lanier（杰倫·拉尼爾）的計(jì)算機(jī)科學(xué)家用Virtual Reality（VR）的概念點(diǎn)燃了人類的想象空間。他并不是第一個(gè)嘗試這個(gè)想法的人，但是他卻是第一個(gè)這樣給虛擬現(xiàn)實(shí)命名的人。杰倫·拉尼爾創(chuàng)造了虛擬現(xiàn)實(shí)這個(gè)詞，并成為推動(dòng)其早期發(fā)展的先驅(qū)人物。計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，我們?nèi)〉萌绱舜蟮某删停�仿佛只用了幾周的時(shí)間而已。只要戴上頭盔或者更為輕便的特制眼鏡，人們就可以享受前所未有的體驗(yàn)，這個(gè)想法讓人深深地著迷。但是幾周變成了幾個(gè)月，幾個(gè)月變成了幾年，VR似乎仍未來到我們的眼前。技術(shù)是永遠(yuǎn)也無法滿足人類的期待的。VR相關(guān)產(chǎn)品在錯(cuò)誤沒有修復(fù)、問題沒有解決之前是不會(huì)輕易上市的。
后來，更多的詞被創(chuàng)造出來，包括Cyber-Sickness（網(wǎng)癮）等，由于明顯的技術(shù)局限，人們逐漸失去興趣，對(duì)網(wǎng)絡(luò)生活感覺已經(jīng)膩了。故事越來越少，夢(mèng)想者卻從沒停止夢(mèng)想，我們知道只是時(shí)間不對(duì)，但是那一天終會(huì)來臨。
過去幾年，關(guān)于VR的傳言再次迎來浪潮。技術(shù)的發(fā)展，正如我們所了解的，從未減慢，仍然是越來越快。存儲(chǔ)設(shè)備和電路板可以做的越來越小，屏幕可以做得越來越薄、越來越亮，色彩越來越豐富，因此關(guān)于VR的種種可能再次回到人們的想象空間。
Oculus Rift的開發(fā)者套件的推出是人們關(guān)于VR夢(mèng)想的下一場(chǎng)革命的標(biāo)志體積小，處理能力強(qiáng)，價(jià)格可以承受。這一切都比它第一次展現(xiàn)給我們的樣子好太多了。目前，Oculus CV1、HTC vive都已經(jīng)公開發(fā)售，通過多種渠道可以購(gòu)得，索尼的PSVR也在2016年10月13日全球發(fā)售。大量的開發(fā)者、內(nèi)容生產(chǎn)者紛紛加入到這場(chǎng)競(jìng)賽中。這次給我們的感覺是：VR時(shí)代真的要來了，VR帶給我們的承諾都在即將實(shí)現(xiàn)的邊緣了。去創(chuàng)造世界，去體驗(yàn)任何你能想象到的東西吧。
但是自20世紀(jì)80年代以來，發(fā)生的變化太大了。數(shù)碼相機(jī)、基于數(shù)字文件的視頻工作流、高性能的個(gè)人計(jì)算機(jī)早已變得司空見慣。開源的軟件、開放的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)早已經(jīng)歷了高速發(fā)展的20年，伴隨著的就是各種新的媒介的產(chǎn)生。在VR這種新技術(shù)的刺激，同時(shí)在電影制作歷史的驅(qū)動(dòng)下，全景視頻的需求已經(jīng)出現(xiàn)激增的畫面。我們想要捕捉到這個(gè)世界、我們的故事和我們的體驗(yàn)，然后以一種我們從未想過的方式來分享。360視角可捕捉世界最高點(diǎn)珠穆朗瑪峰，海洋最深處，或者是紐約時(shí)代廣場(chǎng)，它不只是一個(gè)畫框，而是全視野體驗(yàn)，并且也可以讓別人也有相同的體驗(yàn)。
這種新的影片有很多名字，全景視頻、360視頻、VR視頻、沉浸式影片等。其實(shí)怎么稱呼這種視頻并不重要，重要的是它帶來的視覺體驗(yàn)。拉尼爾認(rèn)為的VR是想要用一個(gè)數(shù)字版的世界完全代替現(xiàn)實(shí)世界，現(xiàn)在也在一點(diǎn)點(diǎn)兒變得可能。VR視頻，或者是不管你怎么稱呼它，正是捕捉現(xiàn)實(shí)世界的一種方式。
可能由于媒介的錯(cuò)綜復(fù)雜的起源，或者可能由于VR和VR視頻概念之間的混淆，不管是什么原因，目前很少有知名導(dǎo)演挑戰(zhàn)這種新的講故事的形式。表面上看，VR視頻跟傳統(tǒng)的影視制作有很多相通的工具和鏡頭語(yǔ)言，同時(shí)又移除了傳統(tǒng)講故事所用到的一些約定俗成的習(xí)慣。不用設(shè)置畫框，不能控制運(yùn)動(dòng)，極少甚至是沒有攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)，最糟糕的是沒有景深和剪切。但是有多少新的手法和規(guī)則被講故事者嘗試出來，需要他們打破常規(guī)，培養(yǎng)觀眾新的認(rèn)知。舞臺(tái)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，就等著敢于打破常規(guī)的講故事者來利用這種全新的媒介。
這就是本書的目的，把縈繞在VR視頻相關(guān)的一些模糊一一為讀者朋友們揭曉，為那些想要探索這種新的講故事手段的朋友提供一些指引。
本書的結(jié)構(gòu)是按照完全合乎邏輯的進(jìn)展組織的，從一個(gè)簡(jiǎn)單的想法到最終拍出一個(gè)VR視頻，詳細(xì)解釋了VR影片制作的各方面內(nèi)容。先幫助讀者理清概念，然后進(jìn)入具體的流程，軟件使用和攝像機(jī)裝置。
由于這是一個(gè)快速變化的領(lǐng)域，用來制作VR影片的工具也是快速變化的，也許幾個(gè)月前不可能的事情，現(xiàn)在就變得不值一提。本書現(xiàn)在提及的一些信息很新鮮，可能第二年這個(gè)時(shí)候就過時(shí)了。但是希望通過教給讀者事情為什么是這樣，對(duì)原理流程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，那么隨著技術(shù)提高，讀者也很容易與時(shí)俱進(jìn)。
VR簡(jiǎn)史
VR目前在內(nèi)容創(chuàng)造者之間討論的較多，但是實(shí)際上360視野體驗(yàn)是有著很長(zhǎng)的歷史的。盡管最新的技術(shù)已經(jīng)讓捕捉和觀看VR更加方便，但是探究一下虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不同尋常的歷史還是比較有意思的。
巴黎博覽會(huì)
使用運(yùn)動(dòng)的圖像環(huán)繞在觀眾四周以此創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)，這種想法很久之前就存在了。1897年，被稱之為Cinerama（圓景電影），距今已經(jīng)122年了。Cinerama首演是在1900年的巴黎世博會(huì)，10臺(tái)70毫米的投影機(jī)同步投射到10個(gè)屏幕組合成的高30米的360圓形屏幕上。觀看臺(tái)位于中心，裝扮得像個(gè)熱氣球，可以容納200人。影片是由一個(gè)圓形的由10個(gè)攝像機(jī)構(gòu)成的陣列放在一個(gè)中央驅(qū)動(dòng)機(jī)器上，把它們放到一個(gè)真的熱氣球里面，升到1000多米高的巴黎上空進(jìn)行拍攝的。圓景電影開放給公眾觀看的時(shí)間非常短暫。僅僅三天后，由于投影機(jī)的弧光燈極熱，出于安全考慮就關(guān)閉了。虛擬體驗(yàn)比現(xiàn)實(shí)更加危險(xiǎn)。

圓形大廳
Cinerama的靈感來源是一個(gè)世紀(jì)前引進(jìn)的一種360媒介。約1700年前，愛爾蘭畫家羅伯特·巴克普及了全景畫，巨大的畫作顯示在特制的圓形大廳里面。巴克的全景畫取得了巨大的成功，并催生了一大片藝術(shù)家畫出一系列沉浸式的全景畫，吸引成千上萬(wàn)的人來見證異國(guó)風(fēng)情。觀眾沉浸在全景圖中無法分辨自己身處哪里的時(shí)候就導(dǎo)致了一個(gè)現(xiàn)象，被稱為L(zhǎng)ocality Paradox（方位矛盾）：觀眾是在圓形大廳里還是在畫中呈現(xiàn)的地方。雖然很流行，或者可能是因?yàn)槭艿降年P(guān)注比較多，批評(píng)者嘲笑全景畫，說它們哄騙觀眾進(jìn)入昏睡狀態(tài)，抑制觀眾自己發(fā)揮想象力。

全景畫原型（1801年倫敦）
《星際迷航：遠(yuǎn)點(diǎn)遭遇》
時(shí)光一閃到2364年，星際迷航先導(dǎo)劇中（1987年拍攝）出現(xiàn)了企業(yè)號(hào)的全息甲板。這個(gè)全息甲板被描繪成一個(gè)封閉的空間，物體和人在這里可以進(jìn)行奇幻模擬，例如物質(zhì)傳送、力場(chǎng)和全息技術(shù)等。隊(duì)員可以利用全息甲板進(jìn)行訓(xùn)練、診斷和娛樂等。但是它有個(gè)警告，花大量時(shí)間在虛擬空間可能會(huì)影響身體健康。

達(dá)摩克利斯之劍
虛擬現(xiàn)實(shí)的起源可以追溯到20世紀(jì)60年代末期，正如我們今天所設(shè)想的那樣，用的是頭戴式顯示器（HMD），可以位置跟蹤定位。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)先驅(qū)伊凡薩瑟蘭開發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔非常沉重，不得不懸掛在天花板上。這種令人望而生畏的外觀，不禁被人們戲稱為達(dá)摩克利斯之劍。設(shè)備要求用戶的頭部必須被固定到設(shè)備中。

EyePhone
Jaron Lanier在1985年離開 Atari公司去創(chuàng)辦VPL研究室的時(shí)候創(chuàng)造了虛擬現(xiàn)實(shí)這個(gè)詞。在茫然未知中，VPL開發(fā)了一個(gè)頭戴式顯示器，稱為EyePhone。依照現(xiàn)今的標(biāo)準(zhǔn)來看，它十分笨重而且分辨率極低，而且需要一個(gè)大機(jī)柜硬件來驅(qū)動(dòng)它。這些在當(dāng)時(shí)來看，超越時(shí)代的無解難題讓VPL在1990年徹底歇業(yè)。但是在隨后的20年，虛擬現(xiàn)實(shí)繼續(xù)在軍事訓(xùn)練和醫(yī)療培訓(xùn)中悄然開花結(jié)果。

VR時(shí)代準(zhǔn)備就緒
最近，眾多技術(shù)公司發(fā)力和社交媒體廣泛關(guān)注，掀起了虛擬現(xiàn)實(shí)新的風(fēng)潮。在顯示層面，有兩個(gè)趨勢(shì)。首先是專用的、較為復(fù)雜的顯示頭盔，例如像Oculus Rift和HTC vive。2014年，F(xiàn)acebook巨資收購(gòu)Oculus，三星、索尼、HTC還有其他廠商都開發(fā)了作為計(jì)算機(jī)外設(shè)的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔，定價(jià)都在100～800美元。
另外一個(gè)趨勢(shì)由谷歌引導(dǎo)。這脫胎于2014年谷歌在巴黎辦公室的一個(gè)附屬項(xiàng)目，谷歌推出了一個(gè)帶兩個(gè)鏡頭和一塊磁鐵的紙板，稱為Google Cardboard，價(jià)格不到5美元，在亞馬孫、淘寶等網(wǎng)絡(luò)商城都可以買到。
谷歌紙板的聰明之處在于它使用隨處可見的智能手機(jī)作為顯示器，使用內(nèi)部傳感器陀螺儀等作為定位制導(dǎo)系統(tǒng)。
按照這樣的滲透率，移動(dòng)端VR體驗(yàn)仍然有很大的增長(zhǎng)空間。

Google Cardboard Oculus Rift
2016年以來，似乎每一天都有關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔的消息。
各種最新技術(shù)被爆出，例如，空間定位、表情捕捉等。所有這些關(guān)于顯示層面的商業(yè)活動(dòng)和各種頭條，既創(chuàng)造了人們對(duì)VR時(shí)代到臨的期待，又創(chuàng)造了對(duì)內(nèi)容的需求。
顯然，通過計(jì)算機(jī)生成圖像這種形式將占VR內(nèi)容相當(dāng)大的份額，特別是VR游戲，但是現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)影像也有很多的應(yīng)用方向，例如，旅游、運(yùn)動(dòng)、教育、音樂、紀(jì)錄片和新聞等。有相當(dāng)多的廠商在利用VR內(nèi)容作為營(yíng)銷手段，營(yíng)銷產(chǎn)品從高端汽車到日用品都有涉及。

FinCloud VR眼鏡 蔡司VR ONE
在拍攝方面有許多關(guān)于生成VR影像的技術(shù)，例如，魚眼鏡頭、拋物面反射鏡、外指向的攝像機(jī)陣列，等等，這些都是目前VR拍攝用到的一些技術(shù)。
把GoPro安排在一個(gè)球形陣列中，以此最小化到理論光學(xué)中心的距離，目前成為很多VR影片創(chuàng)作者的最佳方案，因?yàn)樗�既可以獲得相對(duì)高的品質(zhì)，同時(shí)成本相對(duì)低廉。具備更高精度的大相機(jī)主要用于需要跟CGI匹配的項(xiàng)目中（本書以經(jīng)典相機(jī)GoPro Hero4為例進(jìn)行講解，目前最新版本是GoPro Hero7，兩款相比在使用方法上沒有區(qū)別，GoPro Hero7相機(jī)雖然相對(duì)小巧，像素高且畫質(zhì)清晰，防水功能也不錯(cuò)，但是續(xù)航能力一般，外觀不是很好看，大部分朋友還是比較喜歡經(jīng)典的GoPro Hero4，性價(jià)比也比較高）。

關(guān)于VR視頻內(nèi)容創(chuàng)作，拍攝和顯示層面到底是選擇2D還是3D是一個(gè)比較熱門的話題。由于攝像機(jī)并不能在物理上擺放到最佳理論位置，并且視差問題是要一直考慮到的，因此想要得到正常的VR 3D視頻需要大量的手動(dòng)圖像處理工作。當(dāng)然現(xiàn)在已經(jīng)有一些軟硬件公司開發(fā)出高級(jí)的3D攝像機(jī)系統(tǒng)和與之相關(guān)的圖像處理軟件。
關(guān)于這次VR的風(fēng)潮，可以確定的是，變革是永恒的和不可避免的。最近，由像Google和Facebook這樣的公司宣布，它們會(huì)向用戶提供復(fù)雜的圖像處理軟件開源算法和服務(wù)，這可能會(huì)讓VR視頻創(chuàng)作門檻降低一些。
讓人沉浸在一個(gè)360畫面里面，這并不算是個(gè)新想法，但是毫無爭(zhēng)議，它帶給人們新的體驗(yàn)和想象空間。 美好與局限并存。本書將要分享的就是在現(xiàn)階段特定的技術(shù)條件下，如何以最佳的方式捕捉和觀看VR視頻內(nèi)容。目標(biāo)是讓VR視頻創(chuàng)作者以最少的時(shí)間，創(chuàng)作最好的VR視頻內(nèi)容。
本書在編寫過程中，我們盡所能地將最好的講解呈現(xiàn)給讀者，但也難免有疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)讀者不吝指正。

李才應(yīng)