關於VR視頻的理解可能大多數人都是錯的

科技 11-09

如果你對VR視頻充滿好奇，希望了解其拍攝與製作過程；或者你本身就是攝影團隊，想從事VR圖片/視頻方面的拍攝工作，不妨關注【零鏡網】近期關於VR視頻方面的系列報道。

VR視頻與全景視頻有什麼不同？

很多人把360度全景視頻和VR視頻等同起來，這其實是一個概念上的誤解。

我們用一張圖來說明360度全景視頻和VR視頻的不同（下圖）。

關於VR視頻的理解可能大多數人都是錯的

全景視頻很好理解，就是有別於傳統視頻單一的觀看視角，讓人們可以360度自由觀看。而VR視頻在此基礎上，還允許人們在視頻里自由移動觀看（提供場景中任意位置的360度自由視角）。

全景視頻可以是3D的也可以不是，可以通過屏幕觀看，也可以帶上眼鏡觀看。而VR視頻必須帶上頭顯觀看，且必須是3D的。

全景視頻是線性播放的，也就是按照時間軸來進行回放的。而VR視頻可以允許用戶在同一時間，站在不同的位置觀看（有點類似科幻電影里時間暫停了，然後觀察者在定格的時間和空間里任意移動，觀看周圍的人物和景物）。

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請忽略「快銀」的動作

全景視頻和VR視頻有什麼相似之處？

1.都可以是3D的（全景視頻也有2D版）；

2.都能360度上下、左右旋轉觀看；

3.具有視覺沉浸感。

那有什麼不同呢？

最大區別就是VR視頻允許觀看者在場景里自由走動觀察，但全景視頻不行，拍攝機位在哪兒，觀看者就必須在哪兒，頂多只能原地360度觀看。

如果是一部VR電影，那麼傳統的「鏡頭運動、場景切換、Zoom In or Zoom Out」可能都將被取代，由觀眾來決定鏡頭位置。你可以把VR視頻看成是「3D全景視頻+自由移動」。

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所以，現在大家所看到的基本都是「偽VR視頻」，各大視頻網站上標稱的VR視頻也基本都是360度全景視頻。而打著「VR相機」口號行銷的其實大部分都是360度全景相機。那麼，我們不禁要問，真正的VR視頻是什麼樣呢？

真正的VR視頻目前只能通過CG實現

如何才能拍攝出真正的VR視頻呢？很遺憾，以現在的技術手段和設備能力還很難實現。所以到目前為止，我們還沒有看到過一部真正意義上的VR視頻是被實際拍攝出來的。因為一台攝像機只能捕捉一個位置的光線，而要實現場景里的自由移動，需要捕捉場景里任意位置的光線，顯然我們無法在場景里安置那麼多攝像機，這是矛盾的。

那未來有沒有可能呢？答案是肯定的。要拍攝真正意義上的VR視頻，我們需要光場攝像機。

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什麼是光場攝像機？這絕對是一個黑科技，很難用幾句話表述清楚。大概意思就是通過矩陣式攝像頭（非常非常多的微型攝像頭），捕捉和記錄周圍不同角度射入的光線信號，再利用計算機後期合成出任意位置的圖像。

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Lytro公司去年發布的360度光場攝像機Immerge，其內部的數百個鏡頭和圖像感測器分為五個「層」（你可以想像每層都是20部GoPro相機組合在一起），除此之外還配套專用的伺服器（下圖）和編輯工具等。

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與傳統攝像機不同的是，光場攝像機除了記錄色彩和光線強度信息外，還會記錄光線的射入方向——這就是「光場」技術的由來。

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有了從四面八方射入的光的方向信息，再利用演算法，就能對環境進行分析，逆向建模，從而還原出一個三維的環境模型。這和計算機建模（CG）的結果是相似的，只不過CG是人為主觀「虛構」模型，而光場攝像機是逆向方式「客觀」還原模型。

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有了三維模型，計算機便可以實時計算出任意位置的視覺圖像，3D+360度全景也沒有問題。這就是說，光場攝像機所在的位置拍攝到的景象是真實的，而自由移動位置後看到的景象是通過電腦後期合成的。

不過話說回來，光場攝像機現在仍只是概念產品，Lytro公司也坦言目前他們只能做到視角在一定範圍的左右和前後移動，要想「看到」物體背面的樣子還不行（也許要對反射光進行計算和建模）。所以要實現真正意義上的VR視頻，還是電腦建模然後實時渲染輸出最簡單。

如今所有的VR遊戲，都可以看作是VR視頻。不僅可以3D顯示+360度全景，還可以自由移動，甚至控制時間軸也沒有問題。只是，VR視頻都用計算機建模了，還有拍攝什麼事情呢？我們要繼續討論VR視頻的拍攝過程嗎？

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當然要，全景視頻雖然是「偽VR視頻」，但全景視頻還是可以被認為是VR視頻的初級階段。因為全景視頻加上3D效果也能帶來沉浸感，相比普通視頻已經有了質的飛躍，應用領域也非常廣闊，值得我們去嘗試和探索。

電影級的全景（VR）拍攝裝備

事實上，到目前為止還沒有嚴格意義上的電影級全景攝影機，Nokia售價30+萬的OZO也不能算。而所謂的電影級攝像機，除了大家熟悉的解析度、色彩等參數指標非常優秀以外，還配備有大尺寸的感光元件（CCD/CMOS），具有高感、低噪（高寬容度）等特性，此外還必須能夠拍攝高幀率視頻（甚至超過1000幀/秒），輸出RAW格式，並滿足長時間、苛刻環境拍攝……等一系列要求。比如常見的RED的ONE系列和ARRI的Alexa系列，還有SONY的F系列攝影機等等。

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如何把這些昂貴、體積巨大、使用複雜的專業攝像機小型化，並集成在一個「球/盒子」里，形成360度全景攝像機，還真是一個世界難題。然而即便如此，全世界依然有很多天才們開發出了令人驚訝的設備，下面我們一起來看一下。

HypeVR

Hype採用將14個RED Dragon拼合的方式實現了能達到電影級VR設備的方案，Red Dragon單機的最高解析度是6K，最終視頻拼接完成後可以達到16K@90fps，並且還是3D格式，這個指標相當震撼了。

除此之外，機器上方那個銀色的跟話筒似的東西是Velodyne公司的激光雷達掃描儀，開機後會快速自旋以反饋攝像機集群與周圍物體的距離。這有什麼意義呢？

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Velodyne激光雷達掃描儀能夠捕捉三維深度信息（宣稱環境範圍內可多達70萬至1億個點），利用深度信息，HypeVR的深度信息處理系統（後期處理）可以讓觀眾拉近或拉遠與主體（比如賽場）之間的距離，提供一定範圍內的自由移動。與前面提到的光場相機類似，這是目前看來最接近真正VR效果的攝像系統。

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NextVR

NextVR成立於2009年，擁有從拍攝、壓縮、傳輸到內容播放等幾十項VR領域的專利。其主要業務主要涵蓋體育賽事、美國總統辯論、搖滾演唱會等方面的VR直播。

關於VR視頻的理解可能大多數人都是錯的

跟HypeVR很像，NextVR也是採用的RED DRAGON 6K，只是他們選擇了6台拼接方案，三個方位，每個方位安放兩台，也支持3D功能。雖然機器只有六台，但是代價依然不菲：Red Dragon 3萬美元一台，佳能8-15mm f/4L魚眼鏡頭1400美元一支。監視器是Red Pro，1600美元一個等等。對於直播來說，解析度要求沒那麼高，RED的機器可以輕鬆實現。

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HeadcaseVR

HeadcaseVR團隊來自好萊塢，專門從事VR電影拍攝工作。主要採用17目Codex Action Cameras。Codex Cam有12bit RAW的記錄體系和13.5檔的高動態。採用2 / 3英寸的CCD感測器，單相機解析度1920×1080，最高60fps。

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這個鏡頭的優勢是尺寸較小，只有45mm x 42mm×53mm，同時配備專業的採集設備來實現錄製。HeadcaseVR團隊還定製了適合移動VR視頻拍攝的移動工具，雖然看上去像一檯布滿電池和採集器以及供電元件的輪椅，臃腫而複雜，不過他們這台移動設備號稱解決了在VR視頻拍攝中由移動產生的位移偏差及抖動問題。

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