前言

20世纪80年代，一个名叫Jaron Lanier（杰伦·拉尼尔）的计算机科学家用Virtual Reality（VR）的概念点燃了人类的想象空间。他并不是第一个尝试这个想法的人，但是他却是第一个这样给虚拟现实命名的人。杰伦·拉尼尔创造了“虚拟现实”这个词，并成为推动其早期发展的先驱人物。计算机技术飞速发展，我们取得如此大的成就，仿佛只用了几周的时间而已。只要戴上头盔或者更为轻便的特制眼镜，人们就可以享受前所未有的体验，这个想法让人深深地着迷。但是几周变成了几个月，几个月变成了几年，VR似乎仍未来到我们的眼前。技术是永远也无法满足人类的期待的。VR相关产品在错误没有修复、问题没有解决之前是不会轻易上市的。

后来，更多的词被创造出来，包括Cyber-Sickness（网瘾）等，由于明显的技术局限，人们逐渐失去兴趣，对网络生活感觉已经腻了。故事越来越少，梦想者却从没停止梦想，我们知道只是时间不对，但是那一天终会来临。

过去几年，关于VR的传言再次迎来浪潮。技术的发展，正如我们所了解的，从未减慢，仍然是越来越快。存储设备和电路板可以做的越来越小，屏幕可以做得越来越薄、越来越亮，色彩越来越丰富，因此关于VR的种种可能再次回到人们的想象空间。

Oculus Rift的开发者套件的推出是人们关于VR梦想的下一场革命的标志——体积小，处理能力强，价格可以承受。这一切都比它第一次展现给我们的样子好太多了。目前，Oculus CV1、HTC vive都已经公开发售，通过多种渠道可以购得，索尼的PSVR也在2016年10月13日全球发售。大量的开发者、内容生产者纷纷加入到这场竞赛中。这次给我们的感觉是：VR时代真的要来了，VR带给我们的承诺都在即将实现的边缘了。去创造世界，去体验任何你能想象到的东西吧。

但是自20世纪80年代以来，发生的变化太大了。数码相机、基于数字文件的视频工作流、高性能的个人计算机早已变得司空见惯。开源的软件、开放的互联网业早已经历了高速发展的20年，伴随着的就是各种新的媒介的产生。在VR这种新技术的刺激，同时在电影制作历史的驱动下，全景视频的需求已经出现激增的画面。我们想要捕捉到这个世界、我们的故事和我们的体验，然后以一种我们从未想过的方式来分享。360°视角可捕捉世界最高点珠穆朗玛峰，海洋最深处，或者是纽约时代广场，它不只是一个画框，而是全视野体验，并且也可以让别人也有相同的体验。

这种新的影片有很多名字，全景视频、360°视频、VR视频、沉浸式影片等。其实怎么称呼这种视频并不重要，重要的是它带来的视觉体验。拉尼尔认为的VR是想要用一个数字版的世界完全代替现实世界，现在也在一点点儿变得可能。VR视频，或者是不管你怎么称呼它，正是捕捉现实世界的一种方式。

可能由于媒介的错综复杂的起源，或者可能由于VR和VR视频概念之间的混淆，不管是什么原因，目前很少有知名导演挑战这种新的讲故事的形式。表面上看，VR视频跟传统的影视制作有很多相通的工具和镜头语言，同时又移除了传统讲故事所用到的一些约定俗成的习惯。不用设置画框，不能控制运动，极少甚至是没有摄像机运动，最糟糕的是没有景深和剪切。但是有多少新的手法和规则被讲故事者尝试出来，需要他们打破常规，培养观众新的认知。舞台已经准备就绪，就等着敢于打破常规的讲故事者来利用这种全新的媒介。

这就是本书的目的，把萦绕在VR视频相关的一些模糊一一为读者朋友们揭晓，为那些想要探索这种新的讲故事手段的朋友提供一些指引。

本书的结构是按照完全合乎逻辑的进展组织的，从一个简单的想法到最终拍出一个VR视频，详细解释了VR影片制作的各方面内容。先帮助读者理清概念，然后进入具体的流程，软件使用和摄像机装置。

由于这是一个快速变化的领域，用来制作VR影片的工具也是快速变化的，也许几个月前不可能的事情，现在就变得不值一提。本书现在提及的一些信息很新鲜，可能第二年这个时候就过时了。但是希望通过教给读者事情为什么是这样，对原理流程打下坚实的基础，那么随着技术提高，读者也很容易与时俱进。

VR简史

VR目前在内容创造者之间讨论的较多，但是实际上360°视野体验是有着很长的历史的。尽管最新的技术已经让捕捉和观看VR更加方便，但是探究一下虚拟现实技术不同寻常的历史还是比较有意思的。

 巴黎博览会

使用运动的图像环绕在观众四周以此创建虚拟现实的体验，这种想法很久之前就存在了。1897年，被称之为Cinerama（圆景电影），距今已经122年了。Cinerama首演是在1900年的巴黎世博会，10台70毫米的投影机同步投射到10个屏幕组合成的高30米的360°圆形屏幕上。观看台位于中心，装扮得像个热气球，可以容纳200人。影片是由一个圆形的由10个摄像机构成的阵列放在一个中央驱动机器上，把它们放到一个真的热气球里面，升到1000多米高的巴黎上空进行拍摄的。圆景电影开放给公众观看的时间非常短暂。仅仅三天后，由于投影机的弧光灯极热，出于安全考虑就关闭了。虚拟体验比现实更加危险。

圆形大厅

Cinerama的灵感来源是一个世纪前引进的一种360°媒介。约1700年前，爱尔兰画家罗伯特·巴克普及了全景画，巨大的画作显示在特制的圆形大厅里面。巴克的全景画取得了巨大的成功，并催生了一大片艺术家画出一系列“沉浸式”的全景画，吸引成千上万的人来见证异国风情。观众沉浸在全景图中无法分辨自己身处哪里的时候就导致了一个现象，被称为Locality Paradox（方位矛盾）：观众是在圆形大厅里还是在画中呈现的地方。虽然很流行，或者可能是因为受到的关注比较多，批评者嘲笑全景画，说它们哄骗观众进入昏睡状态，抑制观众自己发挥想象力。

全景画原型（1801年伦敦）

《星际迷航：远点遭遇》

时光一闪到2364年，星际迷航先导剧中（1987年拍摄）出现了企业号的全息甲板。这个全息甲板被描绘成一个封闭的空间，物体和人在这里可以进行奇幻模拟，例如物质传送、力场和全息技术等。队员可以利用全息甲板进行训练、诊断和娱乐等。但是它有个警告，花大量时间在虚拟空间可能会影响身体健康。

 达摩克利斯之剑

虚拟现实的起源可以追溯到20世纪60年代末期，正如我们今天所设想的那样，用的是头戴式显示器（HMD），可以位置跟踪定位。计算机图形学先驱伊凡萨瑟兰开发的虚拟现实头盔非常沉重，不得不悬挂在天花板上。这种令人望而生畏的外观，不禁被人们戏称为“达摩克利斯之剑”。设备要求用户的头部必须被固定到设备中。

EyePhone

Jaron Lanier在1985年离开 Atari公司去创办VPL研究室的时候创造了“虚拟现实”这个词。在茫然未知中，VPL开发了一个头戴式显示器，称为EyePhone。依照现今的标准来看，它十分笨重而且分辨率极低，而且需要一个大机柜硬件来驱动它。这些在当时来看，超越时代的无解难题让VPL在1990年彻底歇业。但是在随后的20年，虚拟现实继续在军事训练和医疗培训中悄然开花结果。  

VR时代准备就绪

最近，众多技术公司发力和社交媒体广泛关注，掀起了虚拟现实新的风潮。在显示层面，有两个趋势。首先是专用的、较为复杂的显示头盔，例如像Oculus Rift和HTC vive。2014年，Facebook巨资收购Oculus，三星、索尼、HTC还有其他厂商都开发了作为计算机外设的虚拟现实头盔，定价都在100～800美元。   

另外一个趋势由谷歌引导。这脱胎于2014年谷歌在巴黎办公室的一个附属项目，谷歌推出了一个带两个镜头和一块磁铁的纸板，称为Google Cardboard，价格不到5美元，在亚马孙、淘宝等网络商城都可以买到。

谷歌纸板的聪明之处在于它使用随处可见的智能手机作为显示器，使用内部传感器陀螺仪等作为定位制导系统。

按照这样的渗透率，移动端VR体验仍然有很大的增长空间。

                              Google Cardboard                                                    Oculus Rift

2016年以来，似乎每一天都有关于虚拟现实头盔的消息。

各种最新技术被爆出，例如，空间定位、表情捕捉等。所有这些关于显示层面的商业活动和各种头条，既创造了人们对VR时代到临的期待，又创造了对内容的需求。

显然，通过计算机生成图像这种形式将占VR内容相当大的份额，特别是VR游戏，但是现实世界的真实影像也有很多的应用方向，例如，旅游、运动、教育、音乐、纪录片和新闻等。有相当多的厂商在利用VR内容作为营销手段，营销产品从高端汽车到日用品都有涉及。

FinCloud VR眼镜                                               蔡司VR ONE 

在拍摄方面有许多关于生成VR影像的技术，例如，鱼眼镜头、抛物面反射镜、外指向的摄像机阵列，等等，这些都是目前VR拍摄用到的一些技术。

把GoPro安排在一个球形阵列中，以此最小化到理论光学中心的距离，目前成为很多VR影片创作者的最佳方案，因为它既可以获得相对高的品质，同时成本相对低廉。具备更高精度的大相机主要用于需要跟CGI匹配的项目中（本书以经典相机GoPro Hero4为例进行讲解，目前最新版本是GoPro Hero7，两款相比在使用方法上没有区别，GoPro Hero7相机虽然相对小巧，像素高且画质清晰，防水功能也不错，但是续航能力一般，外观不是很好看，大部分朋友还是比较喜欢经典的GoPro Hero4，性价比也比较高）。

关于VR视频内容创作，拍摄和显示层面到底是选择2D还是3D是一个比较热门的话题。由于摄像机并不能在物理上摆放到最佳理论位置，并且视差问题是要一直考虑到的，因此想要得到正常的VR 3D视频需要大量的手动图像处理工作。当然现在已经有一些软硬件公司开发出高级的3D摄像机系统和与之相关的图像处理软件。

关于这次VR的风潮，可以确定的是，变革是永恒的和不可避免的。最近，由像Google和Facebook这样的公司宣布，它们会向用户提供复杂的图像处理软件开源算法和服务，这可能会让VR视频创作门槛降低一些。

让人沉浸在一个360°画面里面，这并不算是个新想法，但是毫无争议，它带给人们新的体验和想象空间。 美好与局限并存。本书将要分享的就是在现阶段特定的技术条件下，如何以最佳的方式捕捉和观看VR视频内容。目标是让VR视频创作者以最少的时间，创作最好的VR视频内容。

本书在编写过程中，我们尽所能地将最好的讲解呈现给读者，但也难免有疏漏和不妥之处，敬请读者不吝指正。

李才应