虚拟现实技术在电影制作中的具体运用

王钰 杨雨轩 周屹

（桂林理工大学，广西 桂林541006）

电影是时代发展的产物，是科技与艺术融合的“第七艺术”。电影已经从传统的胶片转向数字媒介，进入到了新型数字电影时代。近几年，电影随新技术的发展改变了影像质量，让观众看到更加清晰、流畅、逼真的画面，虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）的出现更是给电影带来了新的突破点，改变了以往电影的制作方式和观众的体验方式，并迅速成为电影产业制作的核心技术。VR技术不仅是技术上的一场变革，最重要的是在创作理念上的转换。它将电影创作的核心模式“文学性”转向“视觉性”，利用先进的计算机技术和自身的特征从影像制作、角色创造、营造氛围等方面为观众呈现极致的观影体验。

1 虚拟现实技术概念及特征

1.1 虚拟现实技术概念

虚拟现实英文全称为Virtual Reality，简称VR。虚拟现实技术是利用计算机编造出来的一套仿真系统，用来创建并体验虚拟世界，为观众带来更好的沉浸感、真实感和临场感。在虚拟现实技术的应用下，用户可以根据自己的选择，借助虚拟装置进行体验。虚拟现实技术是多种技术共同作用的结果，具有强烈的沉浸性和自主性。虚拟现实技术利用计算机仿真系统，可以同时融合多种信息以及实体行为的交互，从而可以明确地捕捉感知者的行动进行互动，并加强用户的感官体验。这里的感知是指用户可以通过传感设备获得视觉、听觉、触觉等多感官的临场体验。

1.2 虚拟现实技术特征

随着VR的不断发展，在电影的应用中显示出了自身的特性，其中VR的沉浸性、交互性特征最为明显。例如观众能够从观影方式获得沉浸感，可以通过VR设备与虚拟世界产生互动。

1.2.1 沉浸性VR的沉浸感相对于其他艺术形式是较理想的，用户通过VR头盔、数据手套、传感器等设备完全沉浸在虚拟世界，达到身临其境的效果。传统的电影通过二维平面形式给观众带来视觉效果，影像仅存在于画幅中，缺乏体验感，虽然后来的3D电影拉近了观众和银幕之间的距离，但观众还是只能从固定角度观看。VR在电影制作中的运用实现了观众置身于电影中的效果，360°的全景式影像不再受银幕边界限制，观众不仅可以任意观看，还能参与到电影叙事中，以第一视角与影像中的人、物进行互动，改变观众被动的观影习惯[1]。这样沉浸式的观影给观众带来了不一样的体验，观众还可以通过第三视角，感受VR所带来的超强的视觉和听觉体验，以及全身感官的体验。例如在《阿凡达》《2012》《流浪地球》等电影中，利用VR建立虚幻的场景，在视觉上让观众产生强烈的刺激，受到立体音乐的冲击，在震撼、恐惧的电影虚拟世界中，享受VR特有的沉浸感。

1.2.2 交互性 交互性是指用户通过VR设备与虚拟环境中的对象进行互动并获得反馈。在传统电影制作中，创作团队决定电影的风格和故事情节等，影片按照事先创作的剧本发展，观众的观看方式完全处于被动，完全被剧情牵制着。VR的交互性改变了传统的观影模式，观众从被动转向主动，并参与电影的叙事，为电影的发展提供了更多的可能性。在VR制作的电影中，交互特性能让观众真正地参与到电影中，有权力决定故事的剧情和结局，观众可以得到影片人物同样的感受。例如：在一场茶馆的镜头中，观众变成了茶馆中正在喝茶的客人，可以与虚拟的服务员进行对话，还可以看演员进行表演，通过与虚拟对象互动完全沉浸在里面[2]。观众还可以根据情节或任务的引导，选择接下来体验的场景。在电影《侏罗纪公园》中，利用VR，观众可以直接成为电影中的主人公走进侏罗纪公园，并且可以看到、触摸到恐龙，亲身感受它们的皮肤和心跳。虚拟现实技术的互动性激发了观众的参与度和创造性，增加互动性的同时也加强了其沉浸感。

2 电影制作中的虚拟现实技术

2.1 三维图像生成技术

纵观现在市场上的电影，特别是商业电影，经常可以看见壮观的建筑和场景，还有各种奇怪的人物和生物形象，这些都是利用三维图像绘制出来的。虚拟现实技术就是多种技术的融合，三维立体电影技术和虚拟现实技术融合，使虚拟的场景成为立体。3D就是指三维，是由坐标、维度和方向构成的。3D技术利用人眼的特点，双眼看物体时存在差异，视网膜也随着产生差异，而大脑会对视网膜的成像进行处理，最终演变成人类独特的立体视觉。3D技术运用这个原理，在电影制作时采取两条胶片同时拍摄，使左眼和右眼获得双方的影像，佩戴3D眼睛时就可以看到立体的影像，产生强烈的沉浸感。电影从诞生到现在，从平面视觉的体验到三维技术制作特效，再到现在沉浸性的体验感，可以看出电影制作在技术方面一直都在努力探索怎样增强影像立体的呈现，给观众带来不一样的体验[3]。电影《玩具总动员》是世界上第一部完全运用三维动画技术制作而成的作品，它打开了虚拟现实技术运用于电影制作的大门，往后的技术越来越成熟，运用的范围越来越广泛。虚拟现实技术的运用就是为了使电影中虚拟影像更加逼真，越来越多的专业技术被创造应用。例如Maya，即激光扫描建模技术，它不受物体表面的因素干扰，直接获得物体坐标信息，再根据获得的数据，可以重新构建出实物的曲面，运用到模型的构建。这些技术运用到电影制作中，能够加快电影特效的制作且更简捷。

2.2 实况预览技术

电影在制作特效时，最主要的问题就是如何把演员的表演和电影场景完美结合起来。以电影《阿凡达》为例，在电影拍摄中导演运用CG技术解决演员和场景的问题。在《阿凡达》电影中，大多数的镜头是真人表演和CG技术结合而成，具体就是需要演员在没有任何道具的影棚里进行无实物表演，通过后期加入演员当时所处的背景[4]。这样拍摄的不足就是不能同时看到后期制作的结果。最终导演在原有CG技术之上研发出来了虚拟摄像机，在拍摄的同时就能看到演员和场景融为一体的效果，达到了一边拍摄一边就能观看制作而成的效果。这样采用虚拟现实技术对演员和场景进行操作和控制，能够让两者达到完全配合和互动的目的，让电影画面更加生动。所以正是因为运用了虚拟现实技术，在《阿凡达》中，才能看到极度逼真的场景和奇怪的生物，通过视听觉感官的刺激，让观众在虚拟世界中产生真实的感觉。

2.3 动作捕捉技术

从目前电影作品来看，电影中的CG特效全部是通过动作捕捉技术制作而成的。这样做是为了能够获得更好的电影影像和观看体验。所谓动作捕捉技术，就是先在演员的身体关节和重要的部位装置跟踪器，在演员表演的同时借助动作捕捉技术获得演员的坐标数据信息，然后将其用到动画的制作中。在电影《霍比特人》角色塑造中就用到了动作捕捉技术。

2.4 表演捕捉技术

表演捕捉技术和动作捕捉技术是一个概念，就是将肢体上的三维坐标信息换成更多部位，捕捉到演员细微的表情变化和动作，将演员演出的影像和动画结合，让电影中的角色像真人一样。除此之外，在电影制作中，还可以将演员的表演用到各种虚拟的角色中[5]。《霍比特人》电影中咕噜姆这一角色的全部动作和表情是采用现实演员的表演，所以看起来很丰富和生动，非常吸引观众的眼球。正是运用这些技术，电影才能如此丰富和逼真，让观众沉浸在电影虚拟世界中体验各种各样的虚拟世界。

3 虚拟现实技术在电影中运用实例

3.1 在电影影像制作中的运用

在电影影像的制作中，虚拟现实技术主要分3种：

第一，采用虚拟现实技术模拟呈现出传统技术不能制作出的场景和效果，这种情况大多出现在生活类电影中，需要虚拟现实技术来满足电影制作需求。比如在电影《阿甘正传》中，很多影像都是通过虚拟影像来实现的，比如羽毛在空中飘落，如图1所示。看似简单的场景，其实是用虚拟现实技术来完成的，以保证电影故事的完整呈现。

图1 《阿甘正传》电影采用虚拟现实技术制作羽毛

第二，将虚拟技术设计的影像和真实的形象结合。在《侏罗纪公园》影片中，出现的古老动物全部是运用虚拟影像技术完成的，如图2所示，将虚拟的动物与现实景象结合，能够带给观众视觉上的强烈冲击，达到震撼的效果。

图2 《侏罗纪公园》虚拟恐龙和实景拍摄结合

第三，整个电影制作完全采用虚拟现实技术模拟出影像。例如《玩具总动员》（图3），在电影制作的过程中，没有采用拍摄机器和素材，更不需要演员表演和搭建的场景。在这部电影中，所有的画面、场景、人物是通过虚拟现实技术来完成的，专业数字技术人员通过虚拟现实技术就可以完成并得到效果。

图3 《玩具总动员》电影采用虚拟现实技术设计场景和人物

3.2 在电影角色塑造中的运用

虚拟现实技术不仅可以模拟大量的生活场景，而且还能模拟不同的人物角色，甚至是细微的表情变化以及真人演员无法完成的高难度动作。因此，很多执导者选择动作虚拟现实技术来制作不同的电影角色。在实际的电影制作当中，电影工作者会思考如何运用虚拟现实技术制作具有三维立体感的人物形象。比如，2001年面世的科幻影片《最终幻想：灵魂深处》（图4），影片中的人物角色是采用虚拟现实技术制作的。这种采用虚拟技术制作但高度真实的人物角色，也代表着虚拟现实技术在电影人物角色制作方面取得了巨大的进步。凭借先进的虚拟现实技术，凡是人们能够想到的角色，不管是真实存在于现实世界，还是根本不存在的，都可以运用虚拟现实技术来制作，从而为电影角色制作提供了无限的可能[6]。

图4 《最终幻想：灵魂深处》电影通过虚拟现实技术设计角色

3.3 在营造电影气氛中的运用

在如今众多的电影中，可以看到运用虚拟现实技术制作而成的立体场景的比重在逐渐增大，而演员在画面出现的时间在不断缩短。随着科技的发展，电影逼真的效果已经不是观众的稀奇点和看头了，现在观众所在意的是电影所传达出来的价值理念，回归到了电影的本质问题。所以电影制作人应该考虑的是虚拟场景如何适应并推动情节发展，怎样去传递影片的情感，在运用先进技术的同时怎样提升影像艺术的美感，让观众认可电影作品。在电影《流浪地球》中[7]，很好地诠释了电影本身所具有的价值这一理论。《流浪地球》是第一部在科幻类的电影中展现了中国的传统文化和中国的元素、艺术造型以及中国建筑美，这些都蕴含了中国传统的审美。在这部电影中，展现了中国城市当代建筑，影片出现了上海的东方明珠，如图5所示，在人文关怀上，影片通过中国传统的文化元素（如窗花、舞龙、捏泥等场景），传递了人文主义的思想，影片在最后还通过刘培强拯救地球的片段展示了人类命运共同体的价值理念。总之，在《流浪地球》中，不只是单纯的一部科幻片，还传达了许多价值，值得观众思考。虚拟现实技术在渲染氛围中，可以向观众传达的情绪有3点：第一是神秘感。在电影制作中，虚拟现实技术可以制造出现实中无法做到的场景。比如在《阿凡达》中，通过虚拟现实技术的运用，为观众营造出了一种神秘感，外星球的画面就足以让观众充满好奇，激发想象力。第二是危机感。在灾难片中，经常会用到虚拟现实技术模拟出夸张的危险景象，比如在好莱坞影片《2012》中，影片给观众展示出了末日影像（图6），震撼人心。第三是悬念感。电影制作可以利用虚拟现实技术营造出悬念感，相较于传统的电影制作更加真实，推动故事情节的同时还可以增强影片的吸引力，满足观众的好奇心理。

图5 《流浪地球》电影通过虚拟现实技术展现上海地域

图6 《2012》电影通过虚拟现实技术展现地球末日虚拟景象

4 总结

虚拟数字技术已经全面渗透到了电影制作的整个流程，并开始逐渐形成规范的产业模式。虚拟现实技术的出现从根本上为电影提供了全新的制作方法和巨大的创作空间。它打破了电影制作前期与后期的界限，各部门都能够真正地一同协作，从而提高了相互之间的互动性，让电影制作的效率有了极大的提升，并给艺术家提供了更广阔的艺术天地，能将各种意想不到的画面都具象化呈现在电影中，观众也获得了前所未有的观影沉浸性和交互性。

总之，在未来数字电影中，基于目前虚拟现实技术的发展，电影的发展更趋向于这两个方向：一是提升技术上的应用，满足观众日益变化以及不断提高的审美。数字视效技术的发展从开始主要解决场景问题到现在异类生物可实现与真实性问题，进入到了“生物工程”时代。这意味着技术需要深入发展，让虚构的人物表情细节和动物的毛发更加真实细腻，让观众完全沉浸在电影中。二是影片内容的质量。当虚拟技术日趋成熟、应用越来越广泛时，毫无疑问会产生同质甚至低俗的影片。国外的科幻电影培养了众多的中国影迷，在中国，科幻电影必将会受到越来越多观众追捧，年轻人将是最主要的观众，所以不管是中国科幻电影还是其他类型电影，都应该充分挖掘中国悠久历史文化，创造出具有中国特色、文化价值的电影，树立和培养正确的价值观。