摘要
虚拟现实技术发展至今，在技术以及应用领域方面都有很大的突破。早期具有代表性的虚拟现实电影《指环王》中塑造的虚拟角色“咕噜”，作为早期比较完善的虚拟角色，在取得巨大成就的同时，更是推动了虚拟现实技术在电影领域的发展。如今，虚拟现实技术在电影中的应用相比其他领域而言，仍处于初级阶段。一方面是虚拟现实技术在电影的应用比较晚，另一方面是虚拟现实技术改变了电影的传统制作过程，既为电影注入了新的活力，又带来了新的挑战。这意味着电影制作团队要跟随技术发展的步伐，以早期的动作捕捉技术与虚拟拍摄技术为基础，将虚拟现实技术与传统电影进行融合，为电影的创新发展开辟新道路。
关键词
虚拟现实技术《指环王》虚拟角色动作捕捉
目前电影中所应用到的虚拟现实技术，大多还停留在虚拟人物与虚拟场景的构建上，而没有做到真实的沉浸式交互体验。《指环王》作为目前的顶级系列电影，在电影中也应用了虚拟现实技术，塑造出电影中的虚拟角色“咕噜”，再配合电影中的虚拟场景特效，使观众在观看《指环王》的三部影片中拥有更加真实的视觉效果体验。
一、动作捕捉在电影中的应用
虚拟现实技术在电影中的应用基本上还只是体现在虚拟角色的创造中。虚拟角色的创造首先需要采集角色扮演者的信息，然后扮演者根据剧情内容进行表演，再实施表演捕捉，最后通过特效制作完成虚拟角色的创造。简单来说就是角色动作捕捉+电影后期特效制作，比较具有代表性的虚拟角色有《猩球崛起：黎明之战》中的猩猩“凯撒”、《指环王》系列电影中的“咕噜”、《黑客帝国2》中的“史密斯探员”等。
动作捕捉简单来讲就是将角色扮演者表演时的动作捕捉下来，然后把捕捉到的动作同步给电脑上的虚拟角色，使电脑中的虚拟角色能够做出与真人完全一致的动作，从而给观众一种逼真、自然的效果。最初使用了动作捕捉的电影为保罗·范霍文执导的科幻电影《全面回忆》，尽管这部电影仅仅将动作捕捉运用在短短几秒的X光扫描镜头中。在那之后也有不少使用了动作捕捉的电影，但在整个电影中的占比仍然是少之又少。再后来一部伟大的电影《指环王》上映了。电影《指环王》取得了巨大成功，其中“咕噜”的扮演者安迪·瑟金斯赋予这个角色鲜活的生命力，带给观众一种真实存在的感觉，而不是停留在视觉表面的虚拟角色上，打破了传统表演与电影后期特效两者的界限。
二、“咕噜”与动作捕捉技术的融合
早期系列电影《指环王》在设计电影中的虚拟角色“咕噜”时，应用了动作捕捉技术。一开始，安迪·瑟金斯仅作为咕噜的配音，然而导演彼得·杰克逊发现了其表演的潜力，于是决定让他尝试掌握动作捕捉，以完成“咕噜”的表演。
在动作捕捉过程中，导演为了能有更好的效果，在演员安迪·瑟金斯的表演区域架设了许多摄像机，并让安迪·瑟金斯穿上带有特殊标志的单色衣，再利用电脑的视觉系统识别和处理这些符号，以便更好的捕捉安迪·瑟金斯的动作细节。视觉系统标定后，电脑将对捕捉到的图像信息进行分析处理，辨认出各个瞬间的标志并计算其空间位置，从而得到其运动轨迹，这也使得“咕噜”的动作表情更加自然。而安迪·瑟金斯所扮演的“咕噜”、“凯撒”等经典角色的成就使他成为电影历史上第一位动作捕捉大师。
《指环王》电影能够取得如此巨大成就，不仅是导演、演员以及拍摄团队的功劳，还有与《指环王》合作的维塔工作室。维塔工作室在与《指环王》合作过程中，为其手工制作了大量的表演道具。在《指环王》系列电影的第一部中，由于当时的动作捕捉技术不够成熟，安迪·瑟金斯只能先与其他演员一起配合表演，再到专门进行动作捕捉的房间内独自表演，以此获取动作信息，再用电脑将动作信息转换到“咕噜”中。这不仅是对进行动作捕捉团队的考验，更是对演员的表演能力的考验。在《指环王》系列电影的后两部中，动作捕捉技术相比之前有了一定的发展，安迪·瑟金斯才能够穿上带有特殊标志的单色衣进行表演，这也相对减少了一部分工作量。据统计，维塔工作室为了能够精确表现“咕噜”的表情，为其设计了9000多种不同的头部肌肉组合方式，在成千上万的半兽人军队的大场面中为演员制作的特效面具就超过了一万个，同时，模型制作与后期特效处理完美结合，使该场面达到了史诗级的震撼效果。这也使维塔工作室的特效化妆技术和后期特效制作技术在《指环王》中发挥得淋漓尽致。维塔工作室不仅参与了《指环王》系列电影的制作，还有后续的《霍比特人》系列电影、《金刚》、《阿凡达》等影片，其中的虚拟人物设计、模型道具以及视觉特效均出自于维塔工作室的制作团队。
三、虚拟场景在电影中的应用
虚拟现实电影在构建虚拟角色的过程中，还需要构建虚拟场景给电影提供更好的视觉效果。比较具有代表性的有《指环王》系列电影、《黑客帝国》电影、《变形金刚》电影等。虚拟场景与虚拟角色在构建上有异曲同工之处，虚拟场景的设计是在演员表演的场景中布置纯色的幕布，一般为绿色或蓝色的，在演员表演结束后，通过电脑技术将纯色的幕布背景替换为电影相应的虚拟场景。这些虚拟场景是在电脑中提前制作完成的，这种拍摄技术也称为电影虚拟拍摄。
这种虚拟拍摄技术在电影中的应用也比较普遍，无论是在早期的《指环王》系列电影中的建筑场景以及火山等场景还是在《黑客帝国》电影中枪战情节的数据流场景都对虚拟技术做了很好的应用和宣传，这些电影也成为早期较好地应用了虚拟现实技术的里程碑电影。
虚拟拍摄技术真正被观众所熟知还是在2009年的《阿凡达》电影的公映。电影《阿凡达》的拍摄几乎都是在蓝绿幕布中进行的，超过2000个以上的蓝绿场景镜头需要进行剪辑、特效、声音等环节的合成与制作，这为电影的工作人员在后期对照剧本文字描述来逐一匹配镜头时，带来巨大的工作量，也正是这巨大的需求推动了虚拟技术的发展。早期的《指环王》电影、《黑客帝国》电影中，导演在监视器的画面中，只能够看到演员在幕布场景中的表演，真正的虚拟场景只能等到后期的合成中才能够与幕布场景进行替换，这要求导演对电影的每个情节中的所有细节都必须了解的非常清楚，否则后期场景合成时一旦发现前期拍摄达不到要求时，还得重新进行前期拍摄，增加了电影制作团队的工作量。而到了2009年的《阿凡达》电影，虚拟拍摄技术已达到了另一个新高度，虚拟场景与幕布场景能够实时替换，这也意味着导演能够在监视器中实时观看到演员在虚拟场景的表演情况，也能保证前期拍摄的质量。
早期的虚拟拍摄技术受计算机硬件、软件和技术的限制，发展速度较为缓慢，也在一定程度上影响了虚拟现实电影的发展。1975年微软成立，之后发展出Windows操作系统。1976年苹果公司成立，使用苹果自己的Mac OS操作系统。1981年IBM推出IBM-PC，大大简化了硬件构架，定位面向普通大众，此时由于操作系统的发展仍处于DOS阶段，普及的速度也较为缓慢。1982年美国SGI公司成立，基于它完成的电影包括《侏罗纪公园》、《泰坦尼克号》、《玩具总动员》、《指环王》等。1995年SGI并购了Alias Wavefront公司，这就是现在比较常见的制作三维模型的软件MAYA的前身。随着计算机技术的不断发展，虚拟拍摄技术也在不断进步，推动了虚拟现实电影的发展。
电影是创作的艺术，背景式的照片无法满足拍摄需要，很多时候需要建立三维模型，并有真实的贴图，还可以根据影片需要进行光线模拟，符合标准后放入模型库，根据创作的需要调入虚拟拍摄系统，根据剧本需要让摄影机灵活选取需要的角度进行拍摄。模型素材库的建立是一个庞大的工程，不仅要包罗万象，而且还要能进行清晰的检索和调用。这个工程需要持续的投入和建设的，可以通过专门的团体搭建架构，制定技术标准，把符合的纳入数据库内，并可以有偿进行商业推广，让这个素材库慢慢发展壮大。现在比较常见的制作三维模型的软件有3Dmax、MAYA以及Cinema 4D等，这些软件中自身携带了一些常见的模型素材库，可供平时的使用，若是在电影拍摄中有其他需要，还可在软件中进行模型制作。这些软件与后期剪辑的软件之间也有共通的文件格式，这为两类软件之间的互通提供了基础。
四、虚拟现实技术在当代的发展
反观现在，虚拟现实技术在电影中的应用已不再停在虚拟角色的创作中了。现在已经出现了不少的虚拟现实电影，例如《亨利》VR动画电影、《Allumette》VR动画电影等，这些虚拟现实电影都有一个共同的缺点，就是时长非常短，基本上只有十几二十分钟，这也是现在虚拟现实电影中存在的一个局限性。
虚拟现实技术在与电影融合后，改变了电影传统的拍摄、创作思维、演员演出等方式。这是虚拟现实技术与电影结合后必将出现的情况。无论是之前融入虚拟角色的电影还是现在的需要佩戴VR头盔或眼镜的电影，都与传统电影有很大差异。
首先，虚拟角色与虚拟场景的创造过程十分繁琐，需要花费大量的时间进行前期的模型道具准备，同时在人物设计与场景设计上也更加考验设计师的能力。而现在的虚拟现实电影中，由于要让观众能够自己的意愿选择观看的主要角色的演出，因此就需要电影的创作团队对电影细节的不断完善，同时因为虚拟现实能够模拟生活中的人物、场景等，这更加考验摄像师与特效师对人物面部表情与场景的细节的把握，由此完成观众从旁观—参与—我即角色的最终实现。
其次，虚拟现实电影弥补了传统电影的拍摄缺陷。在传统电影拍摄中，经常会遇到无法进行真实拍摄的镜头，传统的做法是利用实拍的场景视频加上后期特效合成，这种做法也能够实现不错的效果。在虚拟现实电影中，需要实拍的视频素材并不多，大部分素材都是依靠虚拟现实技术进行模拟合成，尽管是通过模拟合成的，但其影像效果还是非常真实的。前面所提到的《亨利》VR动画电影也是其代表作之一。相比以前的虚拟角色创造过程，现在的虚拟现实电影中的角色以及场景，都是由虚拟现实技术生成，从这看出了虚拟现实技术在短短十几年的巨大发展。
最后，虚拟现实电影相比传统电影，在剧情设计上的完整度要求更高。传统的电影中，由于观众没有自主选择的权利，导演在电影制作过程中几乎都是将剧情重心放在主角身上并围绕着主角推动。而在虚拟现实电影中，观众能够自由选择观看的角色，这就要求电影中的每个主要角色都要有完整的剧情线，让观众在选择想看的角色后，能够体验到完整的剧情线，这很大程度上增加了电影制作的难度，同时赋予电影更多的剧情发展可能性。
尽管现在的虚拟现实技术比起之前已经取得了巨大的发展，但是在电影制作与播放方面还是存在一定的局限。虚拟现实电影无论从制作还是播放，都与现代科技的发展有着紧密联系。传统电影院的设备都是为传统电影或是3D电影所准备的，而虚拟现实电影在设备上则要求较高，例如头盔设备，它可以带领观众进入虚拟现实电影的场景中；而手柄设备可以帮助观众在观看过程中进行一些选择，这是实现沉浸式交互体验的基础。同时，一旦观众自己拥有了虚拟现实电影的播放设备后，便可以不受环境的影响，实现随时随地看电影，这也意味着传统影院将遭受巨大的冲击。因此，在虚拟现实技术高速发展下，传统影院需要做出相应的调整，打破自己的局限性，寻找新的发展契机。
结语
虚拟现实技术在电影中的应用，改变了传统电影的创作过程，为电影创作注入了新的活力，也给相关的电影公司以及传统影院带来了新的挑战。现在所出现的虚拟现实电影时长大多只有十多二十分钟，影片类型也比较单调，在各方面受到的限制都比较大。如果想实现完整的虚拟现实电影，就需要更加成熟的技术以及大量的人力物力的支持。
随着虚拟现实技术的不断发展，未来的虚拟现实电影必将在科技的支持下大放异彩，不仅是电影时长的延长与影片类型的增多，更重要的是打破了传统电影的限制，让电影有了更多的可能。综上所述，虚拟现实技术在电影中的应用是未来影视领域新的发展方向，电影从事人员要跟上虚拟现实技术的发展步伐，将其与传统电影进行融合，迎接虚拟现实技术与电影融合后所带来的新挑战、新机遇，为电影的创新发展开一条辟新的道路。
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