VR視頻攝制系統的規劃與組建

孟川杰 四川郵電職業技術學院計算機科學系 林鈺翔 成都奇妙能力文化傳播有限公司

高盛VR報告顯示，2025年，在眾多的VR/AR應用領域中，視頻游戲、事件直播和視頻娛樂3大領域將完全由消費者推動，占整體營收預期的60%。作為一種新的內容形式，VR對大眾具有極大的吸引力，其潛在用戶群與今天的在線視頻用戶類似，從長期角度講，這也是VR視頻的目標市場。

1 VR視頻的定義和訴求

VR全景視頻是使用多鏡頭組成的全景攝像機拍攝實景，將多路視頻拼接融合為完整的全景視頻后進行后期編輯，所形成的可以實現三維空間展示的視頻。用戶通過VR顯示設備觀看全景內容，通過體態變化與視頻交互，實現不同視點、不同視角的視頻內容和來自不同方向的聲音體驗。一般來說，VR視頻有多角度播放、高清畫面、高幀率、無斷續表達等四方面訴求。在全景視頻中，觀看者可自主選擇瀏覽方向，以成倍于常規視頻的分辨率和每秒至少95幀的高速畫面，獲得身臨其境的沉浸體驗。

2 VR拍攝設備與制作系統的特點

2.1 VR拍攝設備的特點

VR視頻可以環繞觀看所有角度，除了攝像機和所拍攝的內容，其他的附加設備和人員都要盡量避免出現在場景中。為了滿足這些要求，拍攝系統也發生了相應變化。

VR視頻展示的是整個環境的全景，視角景別和焦距景深都失去了意義，單鏡頭單感光元件的構造也不再使用，VR攝像機最少都使用了雙鏡頭，捕捉至少前后各180度的畫面后拼接成全景畫面。如果對畫面質量有更高的要求，可選擇更多鏡頭數的產品方案，如8鏡頭的諾基亞OZO和16鏡頭的谷歌Jump，24鏡頭的Facebook Surround 360 X24甚至能記錄光場數據以達到更佳的后期處理效果。

常規攝像機使用的三腳架、搖臂等在VR視頻拍攝中基本不會使用，取而代之的是對全景畫面影響盡可能小的支架，若有改變機位的需求還會使用無人機。在電影級的全景拍攝中，還有使用車架支撐甚至直升飛機搭載VR攝像機拍攝的案例。

2.2 VR視頻制作系統的特點

相比常規視頻，VR視頻的制作有更高的要求。目前，在售的消費級VR攝像機的視頻分辨率普遍達到了4K級別，對制作設備的性能要求極高；使用專用軟件進行全景視頻拼接時，則要有專業的軟件操作能力。

3 拍攝設備與制作系統的選型

3.1 拍攝設備選型

目前的VR拍攝設備可以分為消費級、入門級、專業級和電影級等四個級別。

消費級產品通常操作簡單，拍攝后通過內置應用機內合成全景畫面，實時預覽。這類產品售價較低，但畫質不理想，可用于正式拍攝前的取景或對拍攝效果要求不高的大眾娛樂。代表產品如三星Gear360、理光景達等。

入門級產品主要面向發燒友和專業影像團隊，通過較低的成本和簡單的后期制作流程，就能獲得較好的圖像質量。代表產品如GoPro Omni、360 HREOS 6 等。

專業級產品面向專業VR拍攝團隊，一般通過更多鏡頭的集成設備、更復雜的底層算法與后期流程獲得比入門級產品更優秀的畫面效果。代表產品如Facebook surround 360、諾基亞OZO、量子AURA等。

電影級產品則是為極高效果需求的客戶專門設計的套件設備，操作復雜、后期流程繁瑣，但能獲得非常優秀的畫面。代表產品如Upano J2VR、360 Designs EYE等。

3.2 制作系統選型

VR視頻的制作分為機內合成和后期合成兩類。機內合成是在拍攝后由設備內置的應用自動拼合為完整的全景畫面；后期合成則是通過后期制作，將原始素材合成為全景畫面。目前，全景合成已有較多方案。多素材VR視頻的合成常用Kolor公司的Autopano合成軟件；高級合成軟件NUKE的插件CARA VR，通過計算每個攝像機的方向數據，也可以將每段攝像機的視頻拼接起來；Adobe After Effects中常用sky box插件調整VR視頻的方位，并進行跟蹤合成。

上述方案對計算機性能都有較高要求，且與分辨率和視頻碼率成正比。目前可選擇如英特爾E5系列多核心處理器，配合英偉達GTX1080及更高規格的顯卡即可，即使處理器的主頻略低，較高的核心數量也能保證整體運算性能，無需電影級別的工作站。

VR顯示設備是VR制作系統中另一個重要組成部分。優秀的VR頭顯設備可以取得更好的預覽效果，節省大量的后期工時，常用設備如HTC VIVE、Oculus Rift等。

4 總結

VR全景視頻逐漸展現出巨大的市場潛力，但在硬件和內容創作上仍然受到諸多限制，如全景拍攝設備分辨率較低、數據傳輸和數據處理能力較弱，缺乏更強大便捷算法支撐的拍攝與制作軟件，傳輸編碼、顯示設備和自然交互的不足影響用戶體驗等。這些問題都是VR視頻攝制所面臨的挑戰和研究方向。

[1]王濤.VR全景視頻關鍵技術和進展[N].中國藝術報,2017-03-22(S03).

[2]王躍華.虛擬現實視頻的制作和應用場景分析[J].視聽,2016(07):11-12.