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【科普】VR视频与全景视频有什么不同?

关键词:VR视频,全景视频,VR全景时间:2017-08-22 11:27:18
摘要:很多人把360度全景视频和VR视频等同起来,这其实是一个概念上的误解。
       全景视频很好理解,就是有别于传统视频单一的观看视角,让人们可以360度自由观看。而VR视频在此基础上,还允许人们在视频里自由移动观看(提供场景中任意位置的360度自由视角)。

       全景视频可以是3D的也可以不是,可以通过屏幕观看,也可以带上眼镜观看。而VR视频必须带上头显观看,且必须是3D的。全景视频是线性播放的,也就是按照时间轴来进行回放的。而VR视频可以允许用户在同一时间,站在不同的位置观看(有点类似科幻电影里时间暂停了,然后观察者在定格的时间和空间里任意移动,观看周围的人物和景物)。

       我们用一张图来说明360度全景视频和VR视频的不同(下图)。
       全景视频和VR视频有什么相似之处?

       1.都可以是3D的(全景视频也有2D版);

       2.都能360度上下、左右旋转观看;

       3.具有视觉沉浸感。

       那有什么不同呢?

       最大区别就是VR视频允许观看者在场景里自由走动观察,但全景视频不行,拍摄机位在哪儿,观看者就必须在哪儿,顶多只能原地360度观看。

       如果是一部VR电影,那么传统的“镜头运动、场景切换、Zoom In or Zoom Out”可能都将被取代,由观众来决定镜头位置。你可以把VR视频看成是“3D全景视频+自由移动”。

       所以,现在大家所看到的基本都是“伪VR视频”,各大视频网站上标称的VR视频也基本都是360度全景视频。而打着“VR相机”口号行销的其实大部分都是360度全景相机。那么,我们不禁要问,真正的VR视频是什么样呢?

       真正的VR视频目前只能通过CG实现

       如何才能拍摄出真正的VR视频呢?

       很遗憾,以现在的技术手段和设备能力还很难实现。所以到目前为止,我们还没有看到过一部真正意义上的VR视频是被实际拍摄出来的。因为一台摄像机只能捕捉一个位置的光线,而要实现场景里的自由移动,需要捕捉场景里任意位置的光线,显然我们无法在场景里安置那么多摄像机,这是矛盾的。

       那未来有没有可能呢?答案是肯定的。要拍摄真正意义上的VR视频,我们需要光场摄像机。
       什么是光场摄像机?
       这绝对是一个黑科技,很难用几句话表述清楚。大概意思就是通过矩阵式摄像头(非常非常多的微型摄像头),捕捉和记录周围不同角度射入的光线信号,再利用计算机后期合成出任意位置的图像。
       Lytro公司去年发布的360度光场摄像机Immerge,其内部的数百个镜头和图像传感器分为五个“层”(你可以想象每层都是20部GoPro相机组合在一起),除此之外还配套专用的服务器(下图)和编辑工具等。
       与传统摄像机不同的是,光场摄像机除了记录色彩和光线强度信息外,还会记录光线的射入方向——这就是“光场”技术的由来。
       有了从四面八方射入的光的方向信息,再利用算法,就能对环境进行分析,逆向建模,从而还原出一个三维的环境模型。这和计算机建模(CG)的结果是相似的,只不过CG是人为主观“虚构”模型,而光场摄像机是逆向方式“客观”还原模型。
       有了三维模型,计算机便可以实时计算出任意位置的视觉图像,3D+360度全景也没有问题。这就是说,光场摄像机所在的位置拍摄到的景象是真实的,而自由移动位置后看到的景象是通过电脑后期合成的。

       不过话说回来,光场摄像机现在仍只是概念产品,Lytro公司也坦言目前他们只能做到视角在一定范围的左右和前后移动,要想“看到”物体背面的样子还不行(也许要对反射光进行计算和建模)。所以要实现真正意义上的VR视频,还是电脑建模然后实时渲染输出最简单。


       如今所有的VR游戏,都可以看作是VR视频。不仅可以3D显示+360度全景,还可以自由移动,甚至控制时间轴也没有问题。只是,VR视频都用计算机建模了,还有拍摄什么事情呢?我们要继续讨论VR视频的拍摄过程吗?


       但是现在进行计算机建模的形式来制作VR视频仍有很大问题。当前3D电影在完成建模后,每一帧的渲染时间都长达数小时甚至更久,如果我们期望电影级的VR视频,需要计算机的计算能力数百甚至数万倍的提升,才可能完成0.1秒内的实时渲染。


       也正式因此,当前的VR游戏的画质与游戏人物的灵活度呈现明显的反比。画质越精美,人物的可移动范围越小,这都是为了降低实时渲染的计算量。当然,有需求就有动力,这一直是人类前进的最大推动。

(内容来源百度百家号:ny叶子)

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