數(shù)字互動時代的第三代電影研究與開發(fā)

數(shù)字互動時代的第三代電影研究與開發(fā)

一電影技術(shù)發(fā)展史與第三代電影電影發(fā)展的歷史，其本質(zhì)是電影技術(shù)與藝術(shù)交織并行的發(fā)展史。每一次電影藝術(shù)的飛躍都離不開電影科技的突破，離不開高水平圖像、聲音乃至數(shù)字科技的研發(fā)成果。在電影科技的不斷發(fā)展與創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，電影藝術(shù)經(jīng)歷了從黑白無聲到彩色有聲兩個主要階段。我們這里所要提出的是當(dāng)今基于數(shù)字三維動畫技術(shù)、數(shù)字影像技術(shù)、互動控制技術(shù)，以及立體放映呈像技術(shù)等系統(tǒng)資源整合的第三代電影——數(shù)字立體互動電影，并將三維動畫在數(shù)字互動立體方面的獨特優(yōu)勢及未來在第三代電影中廣闊的應(yīng)用前景進行深入剖析。下面，我們將從電影誕生之初到技術(shù)持續(xù)發(fā)展，從電影核心技術(shù)及標志性的作品的演變逐步推演到今天及未來的新一代電影體系。1.第一代黑白無聲電影開創(chuàng)了電影工業(yè)的基礎(chǔ)1895年，法國人奧古斯特·盧米埃爾和路易·盧米埃爾兄弟在愛迪生的“電影視鏡”和自己研究的“連續(xù)攝影機”的基礎(chǔ)上，研制出“活動電影機”，它以每秒16畫格的速度拍攝和放映影片，圖像清晰穩(wěn)定，這成為世界上首次利用銀幕進行投射式放映，具有現(xiàn)代電影基本功能和效果的放映設(shè)備。3月22日，他們在巴黎法國科技大會上放映《盧米埃爾工廠的大門》，開啟了人類通往電影世界的大門。12月28日，在巴黎的卡普辛路14號大咖啡館里，他們向社會公映了自己攝制的12部紀實短片：《火車到站》、《水澆園丁》、《嬰兒的午餐》、《工廠的大門》等。[1]由此，盧米埃爾兄弟研發(fā)的“活動電影機”為第一代黑白無聲電影的開發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)，開創(chuàng)了黑白無聲電影藝術(shù)的先河。黑白無聲最大的特點是將以往靜態(tài)的攝影畫面發(fā)展為一種動態(tài)的藝術(shù)，它直接推動了早期實驗電影、動態(tài)映畫藝術(shù)以及蒙太奇理論的產(chǎn)生和發(fā)展，并為此后的電影工業(yè)化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。2.第二代彩色有聲電影完善了電影視聽藝術(shù)，推動了電影紀實美學(xué)等創(chuàng)作理論的發(fā)展從默片到有聲的發(fā)展是電影的一大飛躍，它第一次完善了電影作為視聽藝術(shù)的兩大主體元素，促進了電影在畫面和聲音方面的綜合信息記錄。1926年8月，電影《唐璜》在紐約華納劇院上映，這次放映首次采用了Vitaphone錄音、放音系統(tǒng)，以每秒331/3轉(zhuǎn)的唱片技術(shù)來使得電影聲音與畫面同步。1927年10月，華納公司使用類似的錄音、放音技術(shù)拍攝的電影《爵士歌王》上映，觀眾發(fā)現(xiàn)銀幕上傳出歌星阿爾·喬爾森的歌聲，它不但配有音樂，而且劇中人還能說幾句話。該片成為有聲電影發(fā)展史上的里程碑，它敲響了默片的喪鐘，使得無聲電影迅速向有聲電影過渡。此后不到3年時間，超過95%的好萊塢電影都使用了有聲電影技術(shù)。此后，華納兄弟采用WesternElectric開發(fā)的膠片攜載聲音的技術(shù)對電影錄音技術(shù)進行了更新。這一技術(shù)需要采用每秒24格的放映速度，使得電影畫面和聲音更好地吻合，這就誕生了今天仍然采用的電影播映速率標準。隨著電影錄音技術(shù)的完善，電影中的音樂、對白以及歌舞等聲音內(nèi)容迅速增加，直接推動了電影產(chǎn)業(yè)的繁榮，電影觀眾比此前增加超過一倍。彩色電影的開發(fā)使得電影影像畫面色彩的真實性得到提升，但有關(guān)電影色彩技術(shù)的開發(fā)卻是一個長期研發(fā)與逐步完善的過程。1915年，卡爾摩（HerbertT.Kalmus）博士建立了特藝色（Technicolor）公司，提供了獨特的雙色處理技術(shù)，結(jié)合紅、綠兩層顏色來模擬全色，這一技術(shù)首次應(yīng)用于1922年的電影《海路通航費》（TheTolloftheSea）。此后，特藝色繼續(xù)開發(fā)“三色染印法”，使用特殊的攝影機分別在三卷影片上同步拍攝圖像，分別記錄藍、紅、綠色，之后再結(jié)合到同一卷膠片上以得到更自然的顏色。這一技術(shù)首次應(yīng)用于迪士尼公司1932年的動畫片《花與樹》（FlowersandTrees）。這使得迪士尼公司制作的影片第一次獲得奧斯卡獎。1935年彩色膠片攝影技術(shù)首次在實拍電影《浮華世界》（BeckySharp）中使用，該片的上映得到業(yè)界盛贊。1937年迪士尼再次使用彩色技術(shù)拍攝動畫片《白雪公主》，將動畫電影推向了第一個黃金時代，而實拍彩色電影《亂世佳人》（1939）則將好萊塢電影之風(fēng)刮向全球。這使得彩色電影逐步全面產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用起來，電影的色彩表現(xiàn)力提升，作為事件記錄及影像世界的創(chuàng)造力逐步加強。電影從默片到有聲，從黑白到彩色的發(fā)展推動了電影功能的完善，使得電影成為一門真正的視聽綜合藝術(shù)，并為多方位記錄歷史事件和創(chuàng)造更可信的夢幻世界奠定了堅實的基礎(chǔ)，同時也推動了巴贊、愛森斯坦等電影理論家對電影紀實及創(chuàng)作等相關(guān)理論的深入廣泛的研究。第三代電影正是在前兩代技術(shù)的基礎(chǔ)上對電影屬性進行了更為人性化的拓展，將以往單一封閉的線性敘事模式推向觀眾可控的多情節(jié)開放模式。3.第三代數(shù)字互動立體電影解放了觀眾的思想第三代數(shù)字互動立體電影是在現(xiàn)代計算機數(shù)字圖像技術(shù)、數(shù)字互動控制技術(shù)以及數(shù)字立體放映技術(shù)三大科技成果的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，一種全新的電影互動播映體驗系統(tǒng)。它有三個技術(shù)方面的典型特點：第一是基于數(shù)字影像的生產(chǎn)技術(shù)，第二是基于觀眾互動控制的即時互動及游戲技術(shù)，第三是基于即時數(shù)字立體影像分離與成像的立體放映技術(shù)。相對于以往常規(guī)電影而言，第三代電影最突出的特征是互動性，一種可以由觀眾自己來控制電影情節(jié)發(fā)展走向的主動交互式電影互控播映系統(tǒng)。影院的觀眾可以通過自己的多次互動參與，感受到不同的劇情走向與難以預(yù)知的不同的故事結(jié)局。這使得觀眾的觀影體驗得到前所未有的革新。觀眾從以往的被動接受方式轉(zhuǎn)向一種自己主動參與，并通過游戲互動過程進而自主控制劇情的不同走向。為了全面了解影片的內(nèi)容，觀眾需要多次觀看同一部電影，每次觀影過程將產(chǎn)生不同的互動體驗，并看到完全不同的故事情節(jié)走向與影片結(jié)局。與此同時，支撐這種互動觀影體驗背后隱藏的是電影創(chuàng)作觀念的革新。電影創(chuàng)作者將從以往有明確指向的直線性創(chuàng)作思維向無確定性的發(fā)散性創(chuàng)作思維方面轉(zhuǎn)變，影片將設(shè)定并拍攝多個可能的情節(jié)片段，并由此延伸出迥然不同的故事結(jié)局。此外，制片人、導(dǎo)演對于影片游戲性的設(shè)計和相關(guān)衍生產(chǎn)品的開發(fā)空間將得到空前的擴展。作為當(dāng)今數(shù)字圖像領(lǐng)域的佼佼者，三維動畫在數(shù)字互動立體表現(xiàn)方面具有獨特的技術(shù)、藝術(shù)乃至視覺展現(xiàn)優(yōu)勢，將在第三代電影所表現(xiàn)的主體內(nèi)容方面起到極其重要的旗幟性引領(lǐng)作用。主要緣于四個方面的原因：第一，數(shù)字三維動畫在進行立體效果表現(xiàn)方面具有相比傳統(tǒng)實拍更為突出的優(yōu)勢，以三維動畫為基礎(chǔ)的立體畫面具有更直觀、更靈活、更可能接近理想狀態(tài)的清晰立體效果；第二，數(shù)字三維動畫在表現(xiàn)新奇的視覺奇觀方面具有無與倫比的優(yōu)勢，《阿凡達》正是利用三維動畫技術(shù)創(chuàng)建了潘多拉星球和Na’vi人為核心的奇異外星世界，好萊塢絕大部分奇觀特效也都使用三維動畫技術(shù)完成；第三，與實拍立體相比，三維動畫在制作立體電影方面能夠更有效地控制制作成本，從而更有效地提升影片整體效果；第四，三維動畫在數(shù)字互動方面具有成熟的強大的技術(shù)優(yōu)勢，當(dāng)今火爆的國際視頻游戲及3D網(wǎng)絡(luò)游戲就是最直接的見證。此外，第三代電影最大的突破在于從以往固定的導(dǎo)演自由創(chuàng)作空間向完全開放的觀眾自由選擇空間發(fā)展，進而解放觀眾的思想和視野，讓他們更自由地體驗和感受前所未有的夢想世界。觀眾將在對同一影片的多次觀影過程中體驗不同的互動游戲內(nèi)容，并通過自主選擇不同生活方式去品味不同人生歷程。下面，我們將對第三代數(shù)字互動立體電影的獨特屬性進行深入闡釋，并對相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品的研發(fā)成果進行摘要性的匯報。二第三代電影的描述與核心特性1.第三代電影的描述第三代電影的關(guān)鍵詞是數(shù)字、互動與立體，其中的核心詞是互動。第三代電影是新時代計算機數(shù)字技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，它同時擁有數(shù)字、互動以及立體三個突出特征。其中的數(shù)字是指數(shù)字實景拍攝、數(shù)字三維動畫制作、數(shù)字編輯以及數(shù)字特效等內(nèi)容；互動是指觀眾的可參與、可控制性，觀眾對影片情節(jié)可控，觀影過程中可進行集體互動游戲等內(nèi)容；立體是指側(cè)重于立體影片內(nèi)容開發(fā)與立體放映方式，使用國際領(lǐng)先的立體技術(shù)，讓觀眾看到水晶般清晰的立體影片。（1）在計算機數(shù)字技術(shù)方面第三代電影使用時代最前沿的計算機數(shù)字技術(shù)，貫穿電影拍攝、制作以及播映的全程。其中包括進行數(shù)字實景拍攝、數(shù)字三維制作、數(shù)字影片編輯以及數(shù)字視覺特效設(shè)計表現(xiàn)等。對于影片開發(fā)創(chuàng)作者而言，系統(tǒng)全面的數(shù)字開發(fā)流程具有更大的創(chuàng)作空間，更低的制作成本，更高的制作效率以及更方便可控的影片質(zhì)量。（2）在互動控制技術(shù)方面第三代電影使用最新的數(shù)字互動技術(shù)，其中包括國際領(lǐng)先的次世代[2]高畫質(zhì)視頻游戲互動平臺。我們將在以三維動畫為基礎(chǔ)的高畫質(zhì)次世代互動引擎中進行高分辨率、高細節(jié)的互動內(nèi)容開發(fā)，使互動游戲內(nèi)容與電影情節(jié)完美融合。觀眾在觀影過程中的劇情關(guān)鍵節(jié)點進行集體游戲，游戲結(jié)果和主體觀眾群決定著劇情走向。（3）在立體放映技術(shù)方面第三代電影綜合應(yīng)用當(dāng)前乃至未來主流的放映技術(shù)，其中包括立體技術(shù)。第三代電影將利用基于計算機專業(yè)GPU立體影像處理的國際前沿數(shù)字立體技術(shù)，其中包括世界領(lǐng)先的計算機數(shù)字立體影像開發(fā)商nVidia的GPU高速計算軟硬件系統(tǒng)，以及計算機數(shù)字立體自動分離與播映系統(tǒng)，對互動游戲內(nèi)容進行高質(zhì)量的即時立體影像分離播映。此外，還將綜合應(yīng)用三維數(shù)字立體創(chuàng)作系統(tǒng)，設(shè)計出高質(zhì)量的三維立體內(nèi)容。2.第三代電影的核心特性互動是第三代電影在技術(shù)方面的獨有特征。這一特征衍生出一系列獨特特性?；涌刂萍夹g(shù)使得觀影體驗和電影美學(xué)發(fā)生了巨大革新，主要涉及三方面的內(nèi)容：敘事方式的革新，情節(jié)走向的革新以及觀影體驗的革新。具體表現(xiàn)為：在敘事方面，由觀眾被動的線性敘事向觀眾主動的交互敘事發(fā)展；在情節(jié)走向方面，由單一故事情節(jié)向多維情節(jié)發(fā)展，由一個可預(yù)見的故事結(jié)局向無數(shù)個不可知的結(jié)局發(fā)展；在觀影體驗方面，由個體被動觀影向集體互動、進而主導(dǎo)情節(jié)走向方面發(fā)展。從電影創(chuàng)作與美學(xué)的角度來講，第三代電影最大的突破在于從以往固定的導(dǎo)演自由創(chuàng)作空間向完全開放的觀眾自由選擇空間發(fā)展，進而解放觀眾的思想和視野，讓他們更自由地體驗和感受前所未有的夢想世界。下面我們分別從敘事方式、情節(jié)走向以及觀影體驗三個方面來深入闡釋第三代互動電影的核心特性。（1）敘事方式的革新我們知道，以往的電影敘事方式通常是以導(dǎo)演的思想為主導(dǎo)的，按照某一線性固定敘事方式進行的，觀眾被動接受影片的內(nèi)容這樣一種發(fā)展模式。觀眾在很大程度上是完全在被動地觀看、了解導(dǎo)演已經(jīng)組織出來的事件和結(jié)局。觀眾有認同的部分，同時也存在不認同的部分，但無論如何觀眾只能靜靜地看完導(dǎo)演事先規(guī)劃好的影片內(nèi)容。這就是一種典型的線性的、固定的甚至完全可以預(yù)知結(jié)局的電影敘事模式。第三代電影的互動可控技術(shù)，變革了以往常規(guī)的影片的敘事模式。由于觀眾在觀影過程中存在多個互動游戲和主控情節(jié)內(nèi)容，影片的敘事方式變得開放起來，影片結(jié)局也變得不可預(yù)知。圖1“第三代電影互動內(nèi)容決定的發(fā)散式情節(jié)走向及敘事方式”直觀地顯示了這一特征。圖1第三代電影互動內(nèi)容決定的發(fā)散式情節(jié)走向及敘事方式如圖1所示，如果我們將全部觀眾分為三組，然后設(shè)定三段不同內(nèi)容的游戲方案，每一段游戲結(jié)束由獲勝者從三個不同劇情中選出一個新的劇情走向，這樣就可以產(chǎn)生27個不同的故事結(jié)局。如果觀眾多次參與，總共可以體驗13個不同的游戲過程，而且每次都將感受到不同的影片情節(jié)，看到不同的電影結(jié)局。這就是對第三代互動電影在發(fā)散情節(jié)結(jié)構(gòu)方面最直觀的描述。即使針對同一部電影，在多次觀影過程中觀眾將體驗到完全不同的互動游戲內(nèi)容，并通過自主選擇的不同生活方式去品味截然不同的人生歷程?？梢姡c傳統(tǒng)導(dǎo)演壟斷敘事方式的傳統(tǒng)電影迥異的發(fā)散敘事方式給觀眾帶來更為自由、豐富的人生體驗。（2）情節(jié)走向的革新第三代電影在情節(jié)走向的變化上主要表現(xiàn)在從以往的一種可預(yù)知的情節(jié)，向多個完全不可預(yù)知的情節(jié)和故事結(jié)局方向發(fā)展。從圖1中我們可以看到，在每一個集體游戲點的地方，影片開發(fā)者都可以設(shè)定幾個不同的情節(jié)走向，這種情節(jié)的最終放映由游戲環(huán)節(jié)的獲勝群體進行集體選擇。游戲段落與關(guān)卡設(shè)計越多，情節(jié)的細分越多，情節(jié)的走向就越是具有不可預(yù)見性。觀眾自己所設(shè)定的不同劇情走向順理成章地出現(xiàn)不同的故事結(jié)局。不同的電影放映場次、不同的觀眾群體以及不同的游戲過程，都可能導(dǎo)致產(chǎn)生不同的情節(jié)走向與故事結(jié)局。這就給觀眾帶來了大量新奇情節(jié)和結(jié)局的思考、討論和嘗試空間，引導(dǎo)觀眾多次觀看體驗同一部電影。（3）觀影體驗的革新簡而言之，第三代電影在觀影體驗方面的革新主要表現(xiàn)在由個體被動觀影向集體互動游戲，進而主導(dǎo)情節(jié)走向方面發(fā)展。其中，集體互動游戲是觀眾在影院中將體驗到的與以往常規(guī)電影完全不同的集體娛樂方式。在進入影院之初，每位觀眾將拿到一個互動控制終端設(shè)備，并隨機分成三個或多個群體。在觀看影片進程中，每次到達集體游戲點環(huán)節(jié)，觀眾將自發(fā)形成群體游戲互動控制者，團結(jié)集體的力量和其他群體進行有趣的互動與競爭。這種有趣的群體互動將產(chǎn)生一種熱鬧、開心、團結(jié)的氣氛，有助于拉近觀眾之間的距離，凝聚力最強的群體獲得劇情控制權(quán)來選擇自己喜愛的劇情走向，進而直接影響影片的結(jié)局因素。三第三代電影播映機制、核心技術(shù)與研發(fā)1.第三代電影播映機制圖2顯示了第三代數(shù)字互動電影的播映機制。圖2第三代數(shù)字互動電影的播映機制第三代電影的播映技術(shù)平臺主要由數(shù)字電影劇情庫、次世代視頻互動引擎、數(shù)字立體放映系統(tǒng)、情節(jié)控制終端以及情節(jié)互動控制系統(tǒng)幾個環(huán)節(jié)組成。首先，是數(shù)字電影劇情庫。影片內(nèi)容開發(fā)者根據(jù)影片的主題、內(nèi)容和觀眾可能出現(xiàn)的觀影反應(yīng)設(shè)定多個不同的劇情走向，并根據(jù)不同走向拍攝相關(guān)劇情片段庫，這是一個數(shù)據(jù)量超過10T、影像分辨率不低于1080P的高畫質(zhì)電影視頻存儲數(shù)據(jù)庫。然后，引進研發(fā)次世代視頻互動引擎，這是基于國際最新計算機數(shù)字圖像處理技術(shù)研究成果以及高畫質(zhì)、高細節(jié)次世代視頻游戲互動引擎平臺的視頻情節(jié)互動控制系統(tǒng)。這也是第三代電影的互動機制核心處理系統(tǒng)，它需要高速率的計算機中央處理系統(tǒng)CPU、圖像協(xié)處理系統(tǒng)GPU以及高畫質(zhì)視頻互動引擎系統(tǒng)的緊密配合。次世代視頻互動引擎輸出的畫面通過第三個環(huán)節(jié)數(shù)字立體放映系統(tǒng)呈現(xiàn)給觀眾，觀眾將感受到基于nVidiaGPU計算機高級立體影像自動分離與呈現(xiàn)系統(tǒng)所展示出來的高質(zhì)量、智能立體電影畫面，觀眾將通過這一國際領(lǐng)先的智能立體影像系統(tǒng)，感受到水晶般清晰、逼真的立體電影畫面。接下來是觀眾互動控制劇情的環(huán)節(jié)，全部觀眾將根據(jù)劇情的整體設(shè)計在進入影院的時候根據(jù)情節(jié)控制終端隨機自動分為三個群體，各個群體相對集中。在決定劇情走向的關(guān)鍵段落將出現(xiàn)一個與劇情直接相關(guān)的有趣游戲，這個互動游戲環(huán)節(jié)將在劇情走向及游戲內(nèi)容的引導(dǎo)下有序且有趣地進行。根據(jù)三個群體的游戲互動聲勢及整體效果判斷選擇權(quán)，優(yōu)勝方控制劇情走向，他們將通過自己手中的情節(jié)控制終端通過電影情節(jié)互動控制系統(tǒng)來設(shè)定影片劇情走向。這個互動控制系統(tǒng)直接驅(qū)動次世代視頻互動引擎即時搜索調(diào)用數(shù)字電影劇情庫中的影片內(nèi)容。2.第三代電影核心技術(shù)從上面的第三代數(shù)字互動電影的播映機制中，我們可以了解到播映各環(huán)節(jié)內(nèi)容以及所涉及的主要技術(shù)。其中，較為核心的技術(shù)主要有四個部分：第一是大容量數(shù)字電影劇情庫存儲、檢索系統(tǒng)，第二是高畫質(zhì)次世代視頻互動引擎系統(tǒng)，第三是高質(zhì)量立體影像即時分離及播映系統(tǒng)，第四是數(shù)量較大的情節(jié)終端控制系統(tǒng)。就目前我們的研究成果以及國際相關(guān)領(lǐng)域最新研究現(xiàn)狀來看，第一項和第三項內(nèi)容已經(jīng)有較大的突破，其應(yīng)用效果和生產(chǎn)成本基本可以有效進行大規(guī)模市場應(yīng)用。對于其中的第二項和第四項而言，相關(guān)領(lǐng)域的研究已經(jīng)非常成熟，并且在各自領(lǐng)域已有大規(guī)模市場應(yīng)用。我們對相關(guān)技術(shù)的本領(lǐng)域應(yīng)用及科技轉(zhuǎn)化方面也進行了較為長期的研究，研究結(jié)果表明有關(guān)現(xiàn)有技術(shù)進行科技改造后，完全可以有效支撐本項目的整體技術(shù)應(yīng)用，能夠有效推動第三代數(shù)字互動電影播映系統(tǒng)平臺的整體打造。其中，部分環(huán)節(jié)只需要將研究成果與常規(guī)控制產(chǎn)品稍加整合就可以開發(fā)出整機系統(tǒng)，并以合理的價格大規(guī)模推向市場。3.第三代電影機器實物開發(fā)我們對第三代數(shù)字互動電影播映系統(tǒng)平臺已經(jīng)進行了較長時間的研究、開發(fā)與試驗，相關(guān)研究內(nèi)容已申請國家科技專利，專利名稱放映機（第三代電影），專利號201030683326.1。此外，我們還根據(jù)研究成果和工業(yè)設(shè)計需要進行了播映及互動控制機器實物的開發(fā)。與此同時，我們還在同步進行多部三維立體互動動畫電影的研發(fā)與制作。4.有待持續(xù)優(yōu)化的技術(shù)雖然對于第三代互動電影我們已經(jīng)進行了長時間的研究，一方面有自主研發(fā)的新技術(shù)，同時也引進一些國際領(lǐng)先的相關(guān)技術(shù)，但總體來講目前的整體技術(shù)及試驗效果與我們設(shè)定的理想目標還存在一定的差距。其中較為突出的主要集中在兩方面：第一是互動引擎的自主開發(fā)方面，第二是高數(shù)量的互動控制終端有效應(yīng)用開發(fā)方面。這兩方面的內(nèi)容是第三代互動電影的核心環(huán)節(jié)，持續(xù)研發(fā)與技術(shù)完善的空間相對較大。當(dāng)然，隨著相關(guān)技術(shù)的日益發(fā)展我們完全有信心逐步攻克主要問題，逐步研發(fā)出更為理想的，可以大規(guī)模開發(fā)運營的播映系統(tǒng)。四第三代電影的發(fā)展前景進入我國“十二五”規(guī)劃及實施的新時期，電影文化業(yè)迎來前所未有的蓬勃發(fā)展新時期。2010年，全國電影票房收入101.72億元，其中，國產(chǎn)影片票房57.34億元，占56.37%。新增影院313家，新增銀幕1533塊，平均每天超過4面銀幕的增