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河套IT TALK 69: (原創(chuàng)) 沉浸式的虛擬演播室技術(shù)(萬字長文)

共熵服務(wù)中心 ? 來源:未知 ? 2023-04-07 02:15 ? 次閱讀
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當(dāng)我們談?wù)?a href="http://www.www27dydycom.cn/v/" target="_blank">視頻技術(shù)時,超高清視頻(Ultra High Definition,簡稱UHD)無疑是當(dāng)今最令人興奮的領(lǐng)域之一。上期,我們花費大量的篇幅介紹了超高清視頻的數(shù)字版權(quán)管理DRM技術(shù),本篇我們來談?wù)劤咔逡曨l的制作技術(shù)之一——虛擬演播室。

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1.綠幕技術(shù)

最早的虛擬演播室,是采用綠幕(英文的標(biāo)準(zhǔn)說法是Chroma key,直接翻譯就是色度鍵控)方式。Chroma key這個詞兒是美國電子公司RCA在其NBC電視廣播中使用的工藝名稱。之所以這么稱呼,因為Chroma key的目的是根據(jù)色調(diào)(色度范圍)將兩個圖像或視頻流合成(分層)在一起,而不是分離,綠幕和藍(lán)幕分離只是其中的技術(shù)過程的一環(huán)。色度鍵控技術(shù)常用于視頻制作和后期制作。這種技術(shù)也稱為顏色鍵控、顏色分離疊加。

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這里面必須要提到佩特羅·弗拉霍斯(Petro Vlahos),正是他改進(jìn)了這一工藝,并在電影《賓虛》中成功運用,驚艷的效果才得以讓這種綠幕/藍(lán)幕技術(shù)被迅速廣泛運用,至今仍方興未艾。這位發(fā)明家也因此拿到3個奧斯卡獎和一個艾美獎,確實是拿到手軟。

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補充小知識:為什么是綠幕和藍(lán)幕

為什么是綠幕和藍(lán)幕,是因為它們在色調(diào)上與任何人類膚色的差異最為明顯。這也是為什么綠巨人或者藍(lán)色外星人,才看起來那么醒目的和與眾不同。所以在這個技術(shù)運用的時候,演員的著裝非常重要,如果和后面的單色幕布色差太小,就會被錯誤地識別為背景的一部分。有一個趣事,就是2002年的電影《蜘蛛俠》的拍攝中,在在蜘蛛俠和綠魔都在空中的場景中,兩個人必須分開拍攝,因為:蜘蛛俠穿著紅色和藍(lán)色的服裝,必須在綠幕前拍攝,而綠魔穿著完全綠色的服裝,必須在藍(lán)幕前拍攝屏幕。如果兩個人都在同一個綠幕藍(lán)幕前拍攝,那么一個角色的某些部分就會從鏡頭中消失。

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在綠幕技術(shù)中,一個最為關(guān)鍵的算法就是活動輪廓模型(Active contour model)。說白一點兒,就是動態(tài)摳圖技術(shù)。

活動輪廓模型,是計算機視覺中的一個框架,由幾位計算機圖形學(xué)的大佬:邁克爾·卡斯(Michael Kass)、安德魯·維特金(Andrew Witkin)和德米特里·特佐普洛斯(Demetri Terzopoulos)開發(fā)的算法。用于從可能有噪聲的2D圖像中描繪對象輪廓。這個算法被廣泛運用在對象跟蹤、形狀識別、分割、邊緣檢測和立體匹配等應(yīng)用中。與經(jīng)典的特征提取技術(shù)相比,活動輪廓模型具有多個優(yōu)勢:

    • 自主地、自適應(yīng)地搜索最小狀態(tài)。

    • 外部形象力以直觀的方式作用于活動輪廓模型。

    • 在圖像能量函數(shù)中結(jié)合高斯平滑引入了尺度敏感性。

    • 可用于跟蹤動態(tài)對象。

正是這些優(yōu)勢,讓這個模型在綠幕動態(tài)摳圖和后期制作中如魚得水,也讓這幾位計算機圖形學(xué)的大佬也都順便拿了奧斯卡獎。

和這個技術(shù)相配合的視頻摳圖技術(shù)還有一項是Alpha透明遮罩(Alpha Mask),當(dāng)然,這些方法現(xiàn)都可以通過計算機算法實現(xiàn)自動化了。

在電視節(jié)目中,綠幕技術(shù),經(jīng)常用在天氣預(yù)報廣播中,在天氣預(yù)報直播期間,通常會看到新聞主持人站在大型CGI地圖前,但它實際上是一個大的藍(lán)色或綠色背景。使用藍(lán)屏,在圖像中顏色為藍(lán)色的部分添加不同的天氣圖。在計算機技術(shù)并未成熟前,電影電視劇的制作過程中,綠幕還經(jīng)常與轉(zhuǎn)軸(旋轉(zhuǎn)鏡)技術(shù)和運動追蹤結(jié)合使用,來制造隨著主體移動而背景變化的效果。但計算機生成圖像(CGI)技術(shù)大大簡化了這一過程,可以方便地將運動融入合成鏡頭中。

2.虛擬演播室

后來,隨著LED屏幕的普及,尺寸越來越大,以及制作成本越來越低,人們不免會有這種思考,何必要經(jīng)過綠幕再摳圖再合成這么復(fù)雜的操作,直接將不同的背景融在一起不行嗎?澳大利亞電影導(dǎo)演克萊頓·雅各布森 (Clayton Jacobson)在2016年,和他的兒子使用一組LED 屏幕在他們的棚子里制作了現(xiàn)場虛擬制作(On-set virtual production,簡稱OEVP,或者VP)的首批原型之一。2年后,他的點子被澳大利亞電影攝影師格雷格·弗雷澤 (Greig Fraser)使用,拍攝了星球大戰(zhàn)系列衍生劇《曼達(dá)洛人》。現(xiàn)在,全球最大的現(xiàn)場虛擬制作舞臺就在澳大利亞澳大利亞墨爾本碼頭區(qū)工作室。

《曼達(dá)洛人》使用的虛擬演播室技術(shù)叫StageCraft,這是由工業(yè)光魔公司(ILM)設(shè)計的視頻墻組成的。這也被認(rèn)為是一種革命性的視覺效果技術(shù)。StageCraft 過程包括拍攝真人演員和被大型超高清 LED視頻墻包圍的布景。這些墻顯示計算機生成的背景,傳統(tǒng)上主要在用綠屏拍攝后的后期制作中合成。這些設(shè)施被稱為“卷”。拍攝時,制作團(tuán)隊可以根據(jù)移動的機位即時調(diào)整背景??梢詫崟r操作整個 CG 背景。ILM 使用Epic Games的虛幻引擎(一種流行的游戲引擎)來處理計算機生成環(huán)境的實時 3D 渲染。

作為一種新型的影視拍攝方式,虛擬演播室技術(shù)更多用于電影、電視劇的拍攝,可以使影視制作人用LED屏取代綠幕,直接在片場現(xiàn)實實時背景和視覺特效。和綠幕技術(shù)相比,它的優(yōu)勢可以體現(xiàn)在多個方面:

    • 攝影空間自由化,可在室內(nèi)影棚內(nèi)完成各種場景的拍攝,無論是森林草原雪山,都可以使用渲染引擎實時創(chuàng)建,大幅度減少取景、布景材料損耗,進(jìn)而降低拍攝成本。

    • 制片全流程簡單化,可以迅速切換場景所需畫面,輕松搭景,相當(dāng)于影視制作預(yù)加工加快拍攝進(jìn)程?!八娂此谩保谂臄z過程中制作人可以在屏幕上及時查看想要的拍攝畫面,場景內(nèi)容和敘事空間皆可實時修改、調(diào)整,大幅度提高換景、改景的效率。在沒有運用這個技術(shù)之前,通過綠幕方式拍攝,導(dǎo)演必須要通過單獨的顯示器,快速顯示融合后的畫面,提前了解后期的效果,然后來指導(dǎo)演員的表演,同時后期還會有視頻合成剪輯流程才能進(jìn)入后期,而這在VP攝影棚中,這些繁瑣過程都會被裁減。

    • 表演空間沉浸化,在片場的演員站在實時生成場景的R舞臺上,不必靠演員自身腦補在傻乎乎做一些表演,而是可以在沉浸式空間內(nèi)進(jìn)行表演,直接體驗,演員表演更真實、更自然。同時,LED顯示屏的光源為現(xiàn)場提供真實光影效果與細(xì)膩色彩表現(xiàn)打光,拍攝出的效果更加逼真、完美,極大提升影片整體質(zhì)量。

    • 可節(jié)省拍攝、制作時間??s短投資回報周期。實現(xiàn)對時間的精準(zhǔn)把控。通過VP攝影棚輕松切換不同時間、季節(jié)、氣候,將四季掌握在手里,不用寒暑交替拍攝,可全天候拍攝。虛擬演播室通過LED顯示屏構(gòu)建虛擬場景、節(jié)省拍攝團(tuán)隊在實景拍攝時的差旅、舟車勞頓、選景、搭景時間等成本,演員或主持人在可控環(huán)境下表演,即使在惡劣的嚴(yán)寒或極熱環(huán)境下也表演自如。傳統(tǒng)制作中最困難的部分之一就是要確保環(huán)境恰到好處。這可能意味著有一個 60 分鐘的窗口,在太陽落山時獲得完美的拍攝(神奇的時刻),或者依靠在雨天晴天——你很可能得不到你需要的東西。張藝謀導(dǎo)演在拍攝《英雄》,在九寨溝的箭竹海上,平靜湖面上兩個男人點水掠過,激起層層漣漪,為了拍攝完全平靜的水面,劇組常常從凌晨五點等到上午十點……有了虛擬制作,您就不必?fù)?dān)心這些了。您可以隨時控制屏幕上顯示的內(nèi)容,因此如果您希望日落 3 小時,也可以。如果你想讓它在冬日陽光明媚,它也可以。這大大減少了等待完美條件所花費的時間。另外通過這種方式使得后期前置實時看到最終呈現(xiàn)畫面效果,大幅減少后期制作時間。相比起傳統(tǒng)的耗時耗力的電影拍攝流程,虛擬拍攝制作因為效率高,周期大幅度降低,可更快實現(xiàn)影片的上映,加快現(xiàn)金回流,提高現(xiàn)金周轉(zhuǎn)率,節(jié)省演員的片酬以及工作人員的支出費用,大幅度降低拍攝成本。這種基于LED背景墻的電影虛擬制作被認(rèn)為這是電影制作方面的巨大發(fā)展,為影視行業(yè)的未來提供了全新的動力。

虛擬演播室技術(shù)及其先進(jìn)的節(jié)目制作方式這兩年在國內(nèi)外普遍使用,得到了迅猛的發(fā)展。美國廣播公司(ABC)創(chuàng)新推出的虛擬現(xiàn)實新聞報告,讓觀眾能夠在敘利亞等新聞現(xiàn)場中自由走動,了解當(dāng)?shù)匕l(fā)生的事件。新加坡綜合媒體和娛樂及創(chuàng)意服務(wù)公司使用EVS的直播視頻制作解決方案建立了新加坡首個4K準(zhǔn)備就緒虛擬現(xiàn)實演播室,該新系統(tǒng)是用于國際體育和娛樂制作的18000平方英尺設(shè)施的一部分。好萊塢等內(nèi)容制作機構(gòu)已經(jīng)使用XR等虛擬制作技術(shù)制作出了很多影視劇,國內(nèi)虛擬演播室也表現(xiàn)卓越。但我們還必須清晰地意識到:渲染引擎技術(shù)、圖像融合拓展技術(shù)、虛擬資源生產(chǎn)力工具、動態(tài)捕捉跟著技術(shù)、攝像成像技術(shù)等國內(nèi)企業(yè)尚未完全掌握。其中渲染引擎,虛擬制作系統(tǒng),攝像機系統(tǒng),攝像機追蹤系統(tǒng)行業(yè)中成熟應(yīng)用都是海外的設(shè)備。

虛擬演播室是一個復(fù)雜的解決方案。虛擬演播室主要由LED顯示屏、渲染服務(wù)器、合成服務(wù)器、相機追蹤系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)、攝影系統(tǒng)、音響系統(tǒng)等組成。渲染服務(wù)器負(fù)責(zé)虛擬引擎的渲染工作,通過透視投射將渲染的虛擬畫面輸出至背景LED屏,由攝像機完成最終采集。其中最為關(guān)鍵的就是虛擬攝像機追蹤系統(tǒng)。

3.虛擬攝像機追蹤系統(tǒng)

虛擬攝像機追蹤系統(tǒng),是虛擬演播室最為關(guān)鍵的技術(shù)。

實時的虛擬攝像機追蹤系統(tǒng),又稱虛擬攝像機、相機追蹤,通過定位攝像機的位置和角度,可以將真實攝像機的運動反映到虛擬攝像機上,并實時地預(yù)覽虛擬內(nèi)容的變化。除了位置信息的同步,虛擬攝像機系統(tǒng)還可調(diào)整相機的焦距,模擬出鏡頭的變化,以確保能夠完全正確地再現(xiàn)真實攝像機的拍攝效果。合成服務(wù)器將不同的硬件設(shè)備進(jìn)行整合鏈接,控制攝像機追蹤與渲染服務(wù)器,使LED屏幕及屏幕外的虛擬場景實時跟蹤攝像機視角,驅(qū)動服務(wù)器渲染引擎渲染該視點所需的虛擬畫面,在攝像機鏡頭前與現(xiàn)實拍攝畫面合成,營造出無限空間感。鏡頭合成后,即為觀眾在鏡頭前看到的最終影像——無論鏡頭如何移動,主持人或演員始終身處在符合正確透視關(guān)系的畫面中。

虛擬攝像機追蹤系統(tǒng)一般都會用到以下技術(shù):

    • 攝像機跟蹤:用于拍攝實景鏡頭的物理攝像機的移動被跟蹤并與虛擬環(huán)境中的虛擬攝像機的移動相匹配。這允許虛擬環(huán)境與真人鏡頭一起移動和縮放,從而創(chuàng)建更逼真的無縫集成。

    • 光照和陰影:調(diào)整虛擬環(huán)境中的光照和陰影以匹配真人鏡頭中的光照。這有助于將實景鏡頭和虛擬環(huán)境融合在一起,使它們看起來像是屬于同一個場景。

    • 顏色分級:調(diào)整真人鏡頭的顏色以匹配虛擬環(huán)境的顏色和色調(diào)。這有助于在兩個元素之間創(chuàng)建更具凝聚力和逼真的外觀。

    • 轉(zhuǎn)軸技術(shù)(Rotoscoping):轉(zhuǎn)軸是從真人鏡頭中手動分離對象或角色的過程,允許將其放置在虛擬環(huán)境中。這種技術(shù)通常用于真人角色需要與虛擬對象或環(huán)境進(jìn)行交互的場景。

支撐虛擬攝像機需要很多軟件能力,以下就是典型的幾個:

3D建模和動畫軟件技術(shù)

3D 建模和動畫軟件是虛擬演播室用來創(chuàng)建用于沉浸式體驗的對象、角色和環(huán)境的 3D 模型的關(guān)鍵工具。這些模型可以使用建模工具從頭開始創(chuàng)建,也可以使用 3D 掃描技術(shù)從真實世界的對象中掃描出來。創(chuàng)建模型后,可以對它們進(jìn)行動畫處理和裝配以模擬真實世界的運動和交互。動畫可以手動創(chuàng)建,也可以使用運動捕捉技術(shù)創(chuàng)建,該技術(shù)捕捉現(xiàn)實世界中演員或物體的動作并將其轉(zhuǎn)化為 3D 動畫。然后將這些 3D 模型和動畫導(dǎo)入到 Unity 或 Unreal Engine 等游戲引擎中,用于創(chuàng)建交互式沉浸式體驗。除了角色模型,3D 建模和動畫軟件還可用于創(chuàng)建可在 沉浸式體驗中探索的詳細(xì)環(huán)境和對象。例如,可以創(chuàng)建建筑物的 3D 模型并將其導(dǎo)入3D引擎,供演員和觀眾在虛擬演播室中進(jìn)行體驗。

動作捕捉和圖像識別

在虛擬演播室中,動作捕捉通常用于創(chuàng)建可用于交互式體驗的角色或?qū)ο蟮谋普鎰赢?。首先,設(shè)置動作捕捉系統(tǒng):在虛擬演播室中使用動作捕捉的第一步是設(shè)置動作捕捉系統(tǒng)。這通常涉及在被捕獲的演員或物體上放置標(biāo)記或傳感器,以及設(shè)置相機或其他傳感器來跟蹤這些標(biāo)記的移動。接下來,捕捉動作:設(shè)置動作捕捉系統(tǒng)后,演員或物體可以執(zhí)行所需的動作,并由傳感器捕捉。這可以包括從步行或揮手等簡單動作到戰(zhàn)斗或舞蹈等更復(fù)雜的動作。再之后就是處理數(shù)據(jù):動作捕捉系統(tǒng)捕獲的數(shù)據(jù)隨后由專用軟件處理,該軟件使用算法將運動數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 3D 動畫,導(dǎo)入到 Unity 或 Unreal Engine 等引擎中,用于創(chuàng)建交互式沉浸式體驗。

以下是在虛擬演播室中使用圖像識別的一些具體案例:

    • 跟蹤用戶運動:為了創(chuàng)造真正身臨其境的沉浸式體驗,系統(tǒng)跟蹤用戶運動并相應(yīng)地調(diào)整虛擬環(huán)境非常重要。計算機視覺技術(shù)可用于跟蹤用戶頭部、手部和其他身體部位的位置和運動,讓 虛擬系統(tǒng)調(diào)整視角并顯示適當(dāng)?shù)膬?nèi)容。

    • 物體識別:計算機視覺技術(shù)還可用于識別和跟蹤用戶環(huán)境中的真實物體,例如家具或其他障礙物。這允許虛擬系統(tǒng)調(diào)整虛擬環(huán)境以避免碰撞或其他問題。

    • 手勢識別:計算機視覺技術(shù)可用于識別和解釋用戶的手勢和動作,使他們能夠以更自然和直觀的方式與虛擬系統(tǒng)進(jìn)行交互。例如,用戶可以揮手來選擇菜單中的選項,或者做出抓取動作來拾取和操縱虛擬對象。

    • 面部識別:計算機視覺技術(shù)可用于識別用戶的面部和情緒,讓虛擬系統(tǒng)相應(yīng)地調(diào)整體驗。例如,如果用戶皺著眉頭,系統(tǒng)可以調(diào)整燈光或內(nèi)容,使環(huán)境更加愉悅和吸引人。

人工智能

在虛擬演播室中,人工智能技術(shù)被大量的運用。比如上文我們說的3D建模,AI可以通過AIGC 可用于根據(jù)特定規(guī)則和參數(shù)以程序方式生成虛擬環(huán)境和對象。這可以為設(shè)計人員節(jié)省時間和精力,還可以創(chuàng)建更復(fù)雜和逼真的環(huán)境。AI 算法還可用于生成高質(zhì)量的 CGI 元素,例如角色、環(huán)境和特效。這可以節(jié)省時間并提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量。還比如上文說到的動作捕捉,人工智能算法可用于分析演員和觀眾的數(shù)據(jù)并預(yù)測他們的行為、偏好和對不同沉浸式體驗的反饋。這可以幫助虛擬演播室創(chuàng)造更有效和引人入勝的體驗。

4. LED屏幕墻

壯觀的LED屏幕墻,也是虛擬演播室非常重要的技術(shù)。

在虛擬演播室搭建過程中,LED墻必須滿足一系列關(guān)鍵的指標(biāo)參數(shù):

    • 分辨率(Resolution):從人眼識別度來看,像素尺寸要保證在300ppi(每英寸300個像素)或者更高,一般而言,LED顯示墻由很多單塊的顯示屏拼接而成,每塊顯示屏最好在保證300ppi的基礎(chǔ)上滿足4K分辨率。

    • 亮度(Brightness):虛擬制作工作室 LED 屏幕所需的亮度水平取決于多種因素,例如工作室的環(huán)境照明條件、顯示的內(nèi)容以及屏幕所需的視覺效果。一般而言,建議虛擬制作工作室 LED 屏幕的亮度級別至少為 1,000 尼特,以確保即使在光線充足的環(huán)境中,屏幕上顯示的圖像也顯得明亮而充滿活力。然而,一些高端 LED 屏幕的亮度可高達(dá) 2,000 尼特或更高,這有利于創(chuàng)建高對比度、生動的圖像。值得注意的是,更高的亮度水平也會導(dǎo)致功耗和發(fā)熱增加,從而影響 LED 屏幕的整體性能和壽命。因此,重要的是要考慮制作的整體需求,并平衡所需的亮度水平與其他因素,如功耗、散熱和維護(hù)要求。

    • 色彩要求(Color Gamut):一般情況下,虛擬制作工作室的LED屏幕具有廣色域和高色彩精度,是創(chuàng)建逼真、充滿活力的虛擬環(huán)境的首選。建議色域至少為 DCI-P3 色彩空間的 95%,因為這提供了可以在屏幕上準(zhǔn)確顯示的多種顏色。色彩準(zhǔn)確性也是虛擬制作的一個重要考慮因素,因為它確保屏幕上顯示的色彩逼真并與虛擬環(huán)境的預(yù)期外觀相匹配。Delta E <2 的色彩準(zhǔn)確度等級被認(rèn)為是優(yōu)秀的,推薦用于虛擬制作工作室 LED 屏幕。

    • 刷新率(Refresh Rate):一般來說,虛擬制作首選較高的刷新率,因為它有助于減少運動模糊并確??焖僖苿拥奈矬w在屏幕上顯得流暢自然。建議虛擬制作工作室 LED 屏幕的刷新率至少為 120Hz,但一些高端屏幕的刷新率可能高達(dá) 240Hz。再高的刷新率人肉眼已經(jīng)無法分辨,建議不必過度追求完美。

    • 視角(Viewing angle):通常,虛擬制作工作室的 LED 屏幕首選寬視角,因為它可以確保屏幕上顯示的圖像即使從不同角度觀看也能保持清晰和生動。建議虛擬制作工作室 LED 屏幕的視角至少為 160 度,盡管一些高端屏幕的視角可能高達(dá) 180 度。值得注意的是,實現(xiàn)寬視角對 LED 屏幕來說具有挑戰(zhàn)性,因為它們通常是背光的,并且在極端角度下很難保持色彩準(zhǔn)確度和亮度水平。因此,重要的是在購買之前仔細(xì)評估任何虛擬制作工作室 LED 屏幕的視角,并考慮預(yù)期的拍攝和觀看環(huán)境等因素。

    • 像素間距(Pixel pitch):一般來說,較小的像素間距是虛擬制作工作室 LED 屏幕的首選,因為它可以在虛擬環(huán)境中實現(xiàn)更高的分辨率和更高級別的細(xì)節(jié)。建議虛擬制作工作室 LED 屏幕的像素間距為 1.5 毫米或更小。小間距LED顯示屏表現(xiàn)力極好,呈現(xiàn)效果逼真,即使在低亮度下顯示屏灰度也表現(xiàn)幾乎完美。拍攝無摩爾紋,可以高度還原畫面細(xì)節(jié)。值得注意的是,實現(xiàn)小像素間距對 LED 屏幕來說具有挑戰(zhàn)性,因為它需要將更多的單個 LED 緊密放置在屏幕上。因此,重要的是在購買之前仔細(xì)評估任何虛擬制作工作室 LED 屏幕的像素間距,并考慮預(yù)期觀看距離、屏幕尺寸和虛擬環(huán)境中所需的細(xì)節(jié)水平等因素。

    • 對比度(Contrast ratio):一般來說,虛擬制作工作室的 LED 屏幕首選高對比度,因為它可以更好地區(qū)分圖像的暗區(qū)和亮區(qū)。建議虛擬制作工作室 LED 屏幕的對比度至少為 3000:1,一些高端屏幕的對比度可能高達(dá) 10,000:1。

    • 重量和薄度(Weight and thinness):重量和薄度是選擇虛擬制作工作室 LED 屏幕時要考慮的重要因素,必須要最大程度地減少每平方米顯示屏的重量。因為它們會影響屏幕的安全性、移動性和易安裝性。輕薄的 LED 屏幕通常是虛擬制作工作室的首選,因為它可以根據(jù)需要在不同位置之間輕松安裝和移動。此外,較輕的屏幕可以降低安裝和維護(hù)過程中人身傷害的風(fēng)險。

5. XR延展影棚

XR是擴(kuò)展現(xiàn)實(Extended Reality)的英文縮寫。我們可以認(rèn)為XR是AR和VR都是對現(xiàn)實的補充。XR是將現(xiàn)實和LED上的虛擬環(huán)境進(jìn)行充分融合。XR延展拍攝,是指使用視覺交互技術(shù),通過制作服務(wù)器將真實與虛擬相結(jié)合,利用LED顯示屏打造一個可人機交互的虛擬環(huán)境,為觀眾帶來虛擬世界與現(xiàn)實世界之間無縫轉(zhuǎn)換的“沉浸感”。XR 延展影棚通常結(jié)合使用3D 建模和動畫軟件、游戲引擎、動作捕捉系統(tǒng)以及虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實硬件來創(chuàng)造身臨其境的體驗。這里的LED或者象瓷磚一樣被安裝在空間的天花板,墻體和地面,還可以安裝在類似洞穴等異形空間。或者被安裝在活動導(dǎo)軌上根據(jù)場景需求進(jìn)行移動。這些屏幕上顯示的內(nèi)容往往是在實時生成軟件或游戲引擎(如 Notch 或虛幻引擎)中創(chuàng)建的環(huán)境。為了創(chuàng)造一個超越 LED 背景的整個世界,通常會結(jié)合了攝像機跟蹤和實時渲染。該技術(shù)使這些屏幕上的內(nèi)容能夠從相機的角度動態(tài)呈現(xiàn)。因此,當(dāng)相機移動時,觀眾看到的內(nèi)容也會移動,這樣會創(chuàng)造出真實環(huán)境的錯覺。與看不到周圍環(huán)境的綠幕不同,背景可以隨鏡頭移動,任何深處這個環(huán)境中的人,不管是演員,還是觀眾,都不必想象自己身處的地方,他們可以直接體驗。XR擴(kuò)展影棚擁有所有VP攝影棚的優(yōu)點,而且會增加更多的沉浸感。

XR延展影棚可用于網(wǎng)絡(luò)直播、電視臺直播、虛擬音樂會、虛擬晚會和廣告拍攝等場景。XR延展影棚拍攝可以將虛擬內(nèi)容擴(kuò)展到LED舞臺之外,使虛擬和現(xiàn)實實時疊加,增強觀眾的視覺沖擊感和藝術(shù)創(chuàng)意感,讓內(nèi)容創(chuàng)作者在有限的空間創(chuàng)造出無限可能,盡情追求無盡的視覺體驗。

這兩年,XR延展影棚頻頻亮相,再次敲響市場的大門。XR制作方案已擁有眾多成熟案例。央視春晚XR舞臺 、北京冬奧會開幕式、戛納XR沉浸影像獲獎等等……

2020年12月,咪咕文化利用5G+4K/8K+XR技術(shù)在廣州舉行了第十四屆音樂盛典“咪咕匯”,在國家大劇院舉辦“龍鳳呈祥”演出,實現(xiàn)云上演出以及云端觀眾互動2021年3月,愛奇藝正式發(fā)布演出產(chǎn)品“虛實之城”沉浸式虛擬演唱會,全程使用XR技術(shù)呈現(xiàn)表演,實現(xiàn)沉浸式的虛擬舞臺演出,該演唱會網(wǎng)絡(luò)觀看量突破3000萬次;2020年第26屆格萊美獎獲得者Travis Scott選擇《堡壘之夜》游戲世界中的一個虛擬地點開展演唱會,據(jù)估計有1800萬觀眾在線觀看了虛擬演唱會;2021牛年春晚創(chuàng)新采用XR的演播環(huán)境,將知名歌手的表演與虛擬背景融為一體,展現(xiàn)出不同尋常的科技感體驗;2022年CGN的全球會客廳中秋特輯,全程使用XR演播室進(jìn)行制作。

5. 寫在最后

隨著5G、人工智能、AR/VR/MR等虛實結(jié)合技術(shù)的快速發(fā)展,文化產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的腳步正在加快,加之人民群眾日益提高的物質(zhì)生活水平,伴隨而來的是更高的精神需求,觀眾不再滿足于以往千篇一律的內(nèi)容呈現(xiàn)形態(tài),近年來對沉浸式、互動式、虛實結(jié)合、異地互聯(lián)等數(shù)字文創(chuàng)內(nèi)容表現(xiàn)出極大的興趣,人們希望看到超越傳統(tǒng)演繹效果的精彩內(nèi)容。除了電影電視,大型音樂會演唱會之外,還可以實現(xiàn)短視頻虛擬制作、虛擬擴(kuò)展直播、數(shù)字人實時互動、展覽、廣告活動等應(yīng)用方向。相信,虛擬演播室應(yīng)用前景必然會更加廣闊。

好了,今天,我們就先聊到這里,下一期,我們再展開談一下超高清視頻的另外一個話題:視頻云技術(shù)。

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原文標(biāo)題:河套IT TALK 69: (原創(chuàng)) 沉浸式的虛擬演播室技術(shù)(萬字長文)

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