EEG视域下2D与3D电影节奏对比分析

摘要：目的：无论是2D电影还是3D电影，其内部节奏中的人物塑造、情境张力、叙事悬念等都服从于时间属性。而构图、运动调度、镜头时长、切换频率等外部节奏则存在明显不同的美学倾向。文章通过脑电测量、量化研究等手段，以同一部电影的2D与3D版本为对象，剖析观众对2D与3D电影的影像产生的不同观影节奏反应。方法：比较分析20名大学生在观看电影《头号玩家》2D和3D版本的脑电反应数据，分析对照组脑电变化以及不同类型的影片在节奏上的差别。结果：在电影开始部分，同样的内部节奏，3D受试对象组的节奏反应明显强于2D组；但随着影像时间的变化，两者的脑电差异缩小，并且出现不同的脑电微伏高点，表明受试对象在观看时会产生不同的视觉兴趣。结论：相较于传统的2D影像，3D影像更接近人观察真实世界的感受。同时，较大的景别、强调镜头内的运动调度、空间的变化等，使其形成了与2D电影不同的美学特征。随着叙事的进行，节奏差异缩小，意味着影片的叙事性仍然具备优势地位。

关键词：神经电影学；EEG；脑电信号；3D电影；节奏

中图分类号：J90-05 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2024）19-0-03

本文引用格式：张炜，仪欣妍，贾诗楠. EEG视域下2D与3D电影节奏对比分析：以《头号玩家》为例［J］.艺术科技，2024，

37（19）：-.

1 3D电影中的节奏

1922年，第一部3D电影放映。在100多年的发展进程中，3D电影经历多次起落，但对3D影像的研究较少。目前，随着人工智能、虚拟影像技术的飞速发展，立体影像必将得到更广泛的应用，因此研究3D影像迫在眉睫。而在电影复杂的构成关系中，节奏是一个显性指标。观众在观看电影的过程中，首先感受到的就是影片的节奏快慢。相较于2D电影，3D电影的内部节奏元素是一致的。其主要源于剧情发展的内在矛盾冲突和人物内心情感的变化，通过人物的动作、表情、台词及镜头内的调度来体现。例如，人物的紧张情绪可以通过快速的呼吸、颤抖的动作等展现，从而形成紧张的内部节奏［1］。这种节奏是电影内容的核心驱动力，是外部节奏的基础。外部节奏则通过镜头的切换、剪辑节奏、音乐和音效等外在形式呈现。例如，快速的镜头切换和紧凑的剪辑可以营造出紧张刺激的氛围，而舒缓的音乐则能营造平静的氛围［2］。外部节奏能够强化内部节奏，使观众更直观地感受到电影的情感和故事的发展。二者相互作用，共同构建电影的整体节奏。而3D电影的景别、构图、时长和2D电影有很多不同，因此也产生了不同的节奏。这些区别在观众端的反应如何？是否影响整体的节奏？如何影响？要回答这些问题，就要借助神经电影学的方法。

2 神经电影学的研究方法

神经电影学作为一门新兴的交叉学科，旨在通过研究观众在观影过程中的大脑反应，揭示电影对观众心理和情感的影响。神经电影学的技术手段包括功能性磁共振成像（fMRI）、脑电图（EEG）、皮肤电（EDA）、眼动追踪（Eye Tracking）、心率变异性（HRV）等。脑电图（EEG）的特点在于时间分辨率较高，可以实时捕捉大脑的快速动态活动，可以在比较自然的环境下监测，成本相较于功能性磁共振成像较为低廉［3］。观众在观看电影时，脑电图可以监测到视觉皮层、听觉皮层、前额叶皮层、运动皮层、顶叶和边缘系统等区域的变化，涉及大脑的枕叶、颞叶、前额叶、中央沟前方等部位，能反映出人在观看电影时视觉、听觉、注意力、情感调节、空间感知、感觉整合等感知觉的变化［4］。EEG虽然难以记录深层次区域的活动，但通过前额叶的γ波等数据可以观测到情感反应的变化。情绪可以被认为是一种长期的低强度状态，而情感被认为是短期的、更强烈的、特定的线索。

基于以上原因，本文采用EEG的方式，选择电影《头号玩家》中开始至4分5秒、9分8秒至9分38秒、24分32秒至25分18秒三个段落，对比观众观看时的脑电变化，并结合影片2D与3D两个版本的镜头设计、时长、内外节奏配合等因素进行分析。

3 电影《头号玩家》三个段落的脑电数据对比分析

3.1 世界观展现段落脑电分析

第一段展现了电影创作者所设计的未来空间，第一镜的镜头时长达18秒，呈现了从大远景穿过楼群，直到主人公全景出场的整个过程。在镜头运动的过程中，透视不停地发生变化。在立体幻觉下，呈现空中飞翔的运动方式，视觉、空间、运动感知活动强烈，节奏明快。在银幕尺寸足够大的情况下，观看者会产生愉悦的运动幻觉。

结合脑电信号图和电影画面进行对照，发现受试对象的喜好在脑电反应上表露无遗：有的受试对象对背景处跳舞的女孩感兴趣，有的受试对象对送快递的无人机感兴趣。2D和3D信号图中出现的同样的显著变化点，则在分析段落的最后一个运动镜头：韦德·沃兹拿出眼镜，镜头从人脸旁边划过，进入主人公的主观世界——虚拟世界“绿洲”中。镜头巧妙地通过运动镜头设计完成了从现实空间到虚拟空间的变化，在视觉上产生了强烈的节奏变化。主要牵涉以下外部节奏因素：物距不断发生变化，景别从近景到大特写再到全景，结合短焦距镜头的设计，视觉节奏明快。受试对象在观看3D版本时，模拟世界到虚拟世界出现在一个连续不断的镜头中，空间变化更为显著（见图1、图2）。

第一，2D组和3D组受试对象的脑电反应都有显著变化，表明其在该时间段经历了强烈的视觉、空间感知和运动相关的神经活动。作为科幻类型电影，在开始交代世界观的部分，陌生化的信息量比较大，能吸引观众的注意力；在镜头设计上，大量的运动镜头、丰富的场面调度、前后景和画内外关系的持续变化，都会引发观众强烈的脑电反应，节奏与电影中的特定高能量场景或快速运动呈正相关。

第二，受试对象的反应不同，关注的兴趣点也有变化。从电影专业分析，成熟的创作手段与观众的反馈可以达到一致。

第三，3D组受试对象的脑电图变化更显著，表明受试对象在该时间段内经历了更强烈的视觉、空间感知和运动相关的神经活动。

3.2 第二段交代游戏规则段落脑电分析

第二段交代游戏规则的段落，内容为真实的哈利迪与“绿洲”游戏中哈利迪的化身阿诺克说出游戏的终极目标——找到三把藏在“绿洲”中的钥匙，最先发现者可以获得“绿洲”的一切。该段落一共3个镜头，1个为真实世界的哈利迪，2个镜头为“绿洲”中的阿诺克。一共30秒，平均1个镜头10秒。两组脑电信号见图3、图4。

2D组受试对象的脑电信号整体较为平稳，尤其在Pz、POz和CP1位置上，信号波动较小，基本维持在一个稳定的区间。相比之下，波形上表现出较为均匀的振幅，表示受试者在观看电影的过程中情绪或认知状态总体上较为平稳，处于较为专注的状态。3D组受试对象的脑电信号则在特定时刻出现了较大的波动，尤其在CP1电极处。中间段落出现了一次明显的尖峰，表明在这一时刻其受到了某种刺激或产生了强烈的情绪反应。

3D组在观看阿诺克释放出故事中的关键道具——三把钥匙时，对应的脑电反应较为激烈。三把钥匙与阿诺克的脸部近景放置在同一个光轴上，钥匙与人物的脸部构成不同物距的戏剧性元素，形成了明显的立体效果。观众在观看时，会感觉到悬浮在空中的钥匙就在自己眼前，钥匙作为关键道具的作用得以凸显。而在2D版本中，钥匙与脸部仅构成框架式构图关系，在视觉上也具有强调作用，但效果明显弱于3D版本。由此可知，相较于2D版本的前后层次，3D的节奏凸显了立体的前后物距关系，叙事悬念由此增强，整体的节奏关系也得以改变。

3.3 发现线索段落脑电对比分析

在此段落中，当韦德来到虚拟空间收录哈利迪毕生回忆的博物馆寻找线索时，一句提及“回到过去”的话让他灵机一动，找到了寻到第一把钥匙的关键线索。此段落总时长46秒，共5个镜头，没有激烈的动作场面和复杂的镜头调度，采用了常规的镜头切换方式，场景较为单一，外部节奏较为平缓。其中2个镜头为运动镜头，最后一镜从韦德背身推向哈利迪，对哈利迪的最后一句话进行强调。

第一，尖峰波动对比。2D组脑电信号图中，CP1和CP2通道显示出非常明显的尖峰波动。表示受试者在这一时刻受到了强烈刺激，这与大脑中涉及视觉处理和注意力的区域相关。3D组脑电信号图没有类似的尖峰波动，表明受试者在这一时间段内感知活动较为平稳。

第二，尖峰后恢复。2D组脑电信号图在尖峰波动后，CP1和CP2的波动快速回到相对平稳的状态，大脑能够迅速从强烈刺激中恢复到较为常规的活动模式。3D组脑电信号图则显示出持续的稳定波动，受试者在这一时间段的注意力和感知活动处于较为稳定的状态，没有经历强烈的注意力转移或情感波动。

与前序脑电信号对比，此段落2D组和3D组的受刺激程度出现了相反的结果，可能有以下三个方面的原因：一是此段落为信息交代段落，主要手段为人物对白，缺乏视觉信息刺激，3D手段的优势不再明显。二是影片进行到25分钟左右，根据单个受试对象的脑电序列对比，出现了去敏化的现象。随着影片情节的发展，纯视觉化的刺激程度会降低。三是在脑电数据平均化的过程中，因个体响应时间不同，难免出现均值效应，导致平均化的脑电图无法准确反映总体情况。这与样本数量、同步信号的准确性都有关联，但仍能从信号中看出总体趋势。

4 结语

在视觉方面，3D电影单镜头的内容更丰富，去除了部分构图主观引导的做法，将更多的元素交给观众。在引导观众的方法上侧重元素分布、纵深调度、运动强调等方式，外部节奏上，因为运动的强刺激，往往会摒弃固定机位的快速摇动；时长略长的单个运动镜头往往效果更好，而快速剪切的效果在3D电影中反而有所削弱。3D电影中的节奏元素作用占比分析，以及局部的元素变化如何影响整体节奏，仍然是亟待解决的课题，未来可尝试运用系统论等方法进行研究。神经电影学的加入，固定了接收端分析，对电影本体诸方面的研究来说提供了有力的抓手。

参考文献：

［1］ 车琳.从走出屏幕到进入电影：3D电影技术的历史与现状［J］.当代电影，2019（1）：84-91.

［2］ 乔洁琼.视觉修辞与计算阐释：中国电影史研究中的数据可视化初探［J］.电影评介，2024（22）：68-76.

［3］ 孔少华.一个跨学科的新领域：神经影视学研究初探［J］.现代传播，2017（10）：97-102，108.

［4］ 田丰，张文睿，李颖洁.立体与非立体虚拟现实影片情绪唤醒差异的电生理特性［J］.生物医学工程学杂志，2022，39（1）：56-66.

课题项目：本论文为2022年度河北省高等学校人文社会科学研究重点项目“基于多种生物电信号的神经电影学交叉研究”阶段性成果，项目编号：SD2022107

作者简介：张炜 （1981—） ，男，博士，教授，研究方向：电视传播；仪欣妍 （1993—） ，女，讲师，研究方向：电影学；贾诗楠 （1995—） ，女，讲师，研究方向：影像数字化。