韓菲琳 周旻希 鐘 穎

(北京電影學院影視技術系,北京 100088)

隨著計算機圖形硬件和頭戴式顯示設備(Head-Mounted Display,HMD)不斷成熟,標準化、規(guī)范化、工業(yè)化的VR內容制作流程成為業(yè)界和學界面對的重要問題。作為一種虛擬現(xiàn)實技術與電影藝術融合產(chǎn)生的內容形式,全景電影的全新敘事方式及觀看體驗逐漸得到關注。面向全景電影制作,電影化虛擬現(xiàn)實(Cinematic Virtual Reality,CVR)應運而生。本文研究CVR視聽場景中用戶注意力的視覺集合、視空間感知和視覺追隨三種視知覺模式,通過分析用戶在身體舒適度、內容理解力和敘事參與度三方面的表現(xiàn),從而提出一種用戶注意力機制研究范式,為全景電影創(chuàng)作者提供建議與參考。

1 電影化虛擬現(xiàn)實

電影化虛擬現(xiàn)實是一種沉浸式視聽技術。不同于傳統(tǒng)電影固定視域的觀影方式,用戶觀看CVR內容時,借助頭戴式顯示設備環(huán)顧虛擬空間,同時,空間化音頻與交互式手柄能夠加強用戶的臨場感和參與感,使其擁有沉浸式觀影體驗。亦不同于傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實互動娛樂方式,CVR將實拍內容與虛擬空間相結合,使之融合了真實與虛擬,其視聽語言及敘事形式更貼近于電影。內容創(chuàng)作者在執(zhí)導全景電影時,如何將傳統(tǒng)電影導演的創(chuàng)作規(guī)律和視聽表達方式運用于虛擬空間攝制過程,是CVR領域的研究重點之一,使導演在呈現(xiàn)創(chuàng)作意圖的同時,盡可能保證用戶的觀看體驗。

與傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實不同,電影化虛擬現(xiàn)實一定程度地限制了用戶在虛擬環(huán)境中的自由。全景電影觀眾通常處于坐姿,這與傳統(tǒng)電影的觀看方式類似,相較于VR的沉浸式全局漫游,CVR僅支持觀眾視點的漫游。沉浸式全景觀影場景下,觀眾通過HMD實現(xiàn)對視域的6DOF(Degree of Freedom,自由度)主觀控制,全景電影鏡頭的控制權從導演指定轉為用戶選擇。當導演無法決定觀眾在何時看向何處,就需要在虛擬空間中做出合適的引導,以確保觀看者不錯過重要的敘事要素。因此,當我們評估CVR鏡頭引導的有效性時,不僅要考量能否維持觀看者的沉浸感和臨場感,還應當關注其注意力的變化過程,能否正確形成空間意識、感興趣點(Points of Interest,POI)和記憶,以保證觀影過程中的身體舒適度、內容理解力和敘事參與度。

圖1 全景電影:從左至右分別是《家在蘭若寺》《Spheres》和《Help》

從2012年圣丹斯電影節(jié)開始,越來越多主流電影節(jié)開始設置VR作品展映,2017年,威尼斯國際電影節(jié)首次開設VR競賽單元,優(yōu)秀VR影片開始在世界范圍內不斷涌現(xiàn)。CVR相關研究中提出,全景敘事核心要素在于沉浸空間、視點設計和注意力引導,敘事模式的特點為“弱交互+窺視與觀察+放松”模式,這為全景視頻的分析與評估提供了思路。得益于8K全景影像制作技術的發(fā)展,以《家在蘭若寺》為代表的實拍型全景電影,呈現(xiàn)出沉浸式現(xiàn)實環(huán)境,更能引發(fā)觀看者的情感共鳴。全景電影中的交互設計以視線參與和視點交互為主,如2017年威尼斯國際電影節(jié)VR競賽單元獲獎作品《Spheres》,通過視覺可視化與頭顯位置數(shù)據(jù)相互配合,實現(xiàn)用戶與星體互動并參與敘事的效果。另外,全景敘事依賴于導演設計的注意力引導方式,如導演林詣彬在執(zhí)導的短片《Help》中,精心設計了主線劇情之外的立體聲效和場景編排,用于實現(xiàn)虛擬空間中聲源定位和視線朝向暗示,以便于觀看者快速確定視覺中心。通過創(chuàng)作理念與制作技術的相互配合,形成“以用戶為中心”的觀影特性,從而為觀看者帶來沉浸感和具身化體驗。事實上,全景電影仍然存在鏡頭語言簡單,部分鏡頭眩暈感明顯,鏡頭引導有效性低以至于錯過關鍵要素無法正確理解劇情的情況。因此,基于觀看者的視知覺模式研究分析其注意力機制,有利于創(chuàng)作者更好地設計敘事要素及鏡頭引導。

日常生活中,我們以視覺、聽覺、觸覺等方式接收信息,人腦通過篩選重要信息并剔除冗余信息來保證高效的信息處理,這種能力就是注意力。在認知科學中,上述機制通常被稱為注意力機制。CVR以用戶視點為中心,本文重點關注其注意力機制中的視知覺模式,以視覺集合、視空間感知和視覺追隨模式作為主要研究對象。視覺集合是指雙眼調節(jié)融像并對準目標物體的過程,集合功能不足容易引起模糊、頭暈及視覺疲勞等。視空間感知使我們擁有構建物體空間關系并在方位轉換后重建該關系的能力,是形成自身空間定位和目標認知理解的基礎。視覺追隨是一種控制有效視野,關注、跟隨和捕捉視覺目標的注意力模式,追隨過程也是形成視覺記憶的過程。在CVR語境下,研究視知覺模式,有助于分析用戶產(chǎn)生眩暈的原因、感興趣點的形成規(guī)律以及記憶連貫性的必要條件。針對上述注意力機制中的三種視知覺模式,結合傳統(tǒng)電影鏡頭語言的相關要素,我們制作了CVR演示樣片并分別設計了針對視覺集合、視空間感知和視覺追隨模式的用戶實驗。參與本實驗的被試共有23人,年齡分布在18歲到30歲,其中女性13人、男性10人。通過分析實驗結果,本文提出基于時間—空間—視點的用戶注意力機制研究范式,探究不同引導方式對用戶體驗的影響。

2 CVR用戶視覺集合

傳統(tǒng)電影中,導演通過向觀眾展示特定的視覺畫面來表達創(chuàng)作意圖。其固定視域的觀影方式下,觀眾的視點與電影畫面的相對位置關系不變。全景電影中,360度各個方位都存在敘事相關內容,觀眾的視點由主觀意識自由控制。當視點與導演引導鏡頭的相對位置關系發(fā)生快速變化時,視覺集合難度增加,可能會引起用戶生理體驗上的不適,尤其是視點的快速旋轉和升降會產(chǎn)生眩暈感和失重感。為保證觀影過程中的身體舒適度,針對基于HMD的全景電影觀影方式,本章探討攝影機運動對用戶視覺集合能力的影響,根據(jù)不同鏡頭引導方式進行測試,分析適合全景電影的鏡頭引導運動方式。

在視覺集合實驗中,選取傳統(tǒng)電影攝影機運動中具有代表性的三種類型:軌道車鏡頭、橫向滑軌鏡頭和垂直滑軌鏡頭,設計了不同運動方式下不同速度的鏡頭引導運動實驗。每次觀看結束后,被試需對自己的暈眩程度進行打分,以此探究不同運動方式和同種運動方式下不同運動速度對用戶觀影舒適度的影響。大多數(shù)被試認為垂直滑軌鏡頭會產(chǎn)生失重感,令他們更容易感到不適,而對橫向滑軌鏡頭幾乎不會感到不適。當垂直滑軌鏡頭引導觀眾時,被試對運動速度的變化更敏感,并且更容易感到暈眩。當軌道車鏡頭引導觀眾時,被試普遍感知不到運動速度的變化,但部分被試會產(chǎn)生眩暈感。因此,本文建議在沉浸式影像制作中,應盡量避免垂直滑軌鏡頭,若需使用建議以平穩(wěn)低速進行引導;橫向滑軌鏡頭的用戶體驗較好,以平穩(wěn)勻速的引導方式進行為宜;軌道車鏡頭引導觀眾時,其速度和方向對觀影體驗的影響不大,但相較于其他方式更容易產(chǎn)生暈眩感,使用時要注意時長和鏡頭的穩(wěn)定性。

圖2 用戶視覺集合實驗中所設計的三種攝影機運動方式

3 CVR用戶視空間感知

在觀察視覺場景時,人眼的注意力會集中在目標物體上,這也就是用戶的POI。在虛擬現(xiàn)實中,用戶視點可以漫游360度全景虛擬空間,其視點所決定的有效視域,由以視點所在直線為視軸,以120度為視野范圍(Field of View,FOV)的視錐體來定義,如圖3所示。隨著用戶感興趣的目標變化,有效視域也會發(fā)生變化。因此,導演需要設計視覺線索,吸引用戶注意力并引導其有效視域與劇情敘事區(qū)域重合,這不僅依賴于視覺引導,還需要觀眾建立較好的視空間感知能力。由于CVR通常以坐姿觀影,這與傳統(tǒng)電影觀看模式相似,因此用戶無法通過走近目標物體來判斷空間中的位置和距離關系,而是需要借助引導鏡頭的景別變化來獲取空間信息。

圖3 視域、視軸、視錐體和視野范圍圖示

在視空間感知實驗中,通過比較不同景別下用戶對目標對象的位置判斷是否正確,來分析景別的差異對于觀眾視空間感知的影響。傳統(tǒng)電影鏡頭的類別以被攝主體占畫面的比例劃分,對應地,在沉浸式全景空間中按照攝影機與主體間的距離劃分,分別設置為遠景、全景、中景、特寫、大特寫。每次演示樣片觀看結束后,與被試確認其主觀視域內他/她理解的被攝主體所在位置及空間分布關系,以此作為分析視空間感知能力的依據(jù)。實驗數(shù)據(jù)表明,40.9%的被試認為較遠景別(全景和遠景)有助于判斷主體空間信息,31.8%的被試則認為應該設計較近的景別(特寫和大特寫),另外有少部分被試傾向于中景。通過與被試溝通后發(fā)現(xiàn),受傳統(tǒng)鏡頭語言的先驗知識影響,在感知空間信息時會考慮畫面構圖等因素,能夠體現(xiàn)全局關系的景別更有助于其理解主體與場景的關系。然而,景別越遠的引導鏡頭中干擾用戶定位POI的因素增加,近距離的主體更有利于吸引用戶的注意力,因此,鏡頭引導的景別選擇與敘事空間的主體設計之間的相互制衡,則需要導演依據(jù)拍攝經(jīng)驗和實踐嘗試進行調整。

4 CVR用戶視覺追隨

有人曾說“蒙太奇是思維,長鏡頭是眼睛”。蒙太奇是重要電影理論,也是常用視聽語言。傳統(tǒng)電影中的蒙太奇突破了時空的限制,對不同時間和空間發(fā)生的鏡頭進行剪輯,以實現(xiàn)導演的創(chuàng)作表達。而CVR僅存在一個虛擬空間,任何鏡頭的變化在時間域和空間域上都是連續(xù)的,視域的切換依賴于用戶視點的移動。為確保用戶的視域變化與劇情的敘事走向一致且連貫,需引導用戶的視點追隨敘事主體。在劇情敘事中,與劇情強相關的重要事件,需要被關注到并且被記住,良好的視覺追隨有助于觀眾加強記憶。除鏡頭引導外,CVR中還能夠利用劇情因素吸引用戶的注意力,以實現(xiàn)視點的引導。劇情因素一般為影片劇情中的敘事主體的運動、光影變化和聲源定位等。非劇情因素(如箭頭、光點、符號等)也可以用于注意力引導,雖然這類標識引導效果較好,但容易破壞觀眾的敘事參與感和視覺效果。

在視覺追隨實驗中,我們將敘事空間分為A、B、C、D四個區(qū)域,如圖4所示。A區(qū)域是用戶不進行頭部轉動VR設備的視角最大范圍,B區(qū)域為用戶頭部稍微轉動可獲得信息的區(qū)域,C區(qū)域為用戶頭部扭轉極限時方可獲得信息的區(qū)域,D區(qū)域為用戶轉動身體才能獲得信息的區(qū)域。實驗中敘事主體以不同幅度的運動跨越不同區(qū)域,記錄被試HMD的陀螺儀偏航角(Yaw)軸轉動數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)進行比對,用于分析評估用戶的視覺追隨效果,探究劇情因素的運動強度和空間區(qū)域跨度對用戶敘事參與度的影響。

圖4 敘事空間劃分依據(jù)

如圖5頭顯數(shù)據(jù)折線圖所示,當敘事主體從A區(qū)移動到B區(qū)時,敘事主體以跳躍方式移動的用戶頭顯數(shù)據(jù)相較于標準視點移動軌跡的偏移較少;當敘事主體從A區(qū)移動到D區(qū)時,敘事主體以走路方式移動的頭顯數(shù)據(jù)偏移更小。分析實驗結果可知,當敘事主體移動的區(qū)域跨度較小時,節(jié)奏快、幅度大的運動方式容易吸引觀眾的注意,隨著區(qū)域跨度增大,節(jié)奏較慢,幅度較小的運動方式更能維持觀眾的注意力。同時,在實驗過程中發(fā)現(xiàn),當敘事主體的移動跨區(qū)超過270度時,部分用戶會預估目標區(qū)域的位置,并選擇從反方向確定POI。

圖5 在視覺追隨實驗中被試的H MD旋轉數(shù)據(jù)

5 總結與展望

由全景電影的特性可知,因長時間佩戴頭顯和視域變化過快而產(chǎn)生的眩暈感是影響用戶觀影體驗的重要因素。無論是鏡頭引導還是敘事主體移動,都會伴隨著視點位置的改變從而產(chǎn)生視域在時間維度上的連續(xù)變化,而景別的改變則會使視域在空間維度上以視點為中心實現(xiàn)放大或縮小。為保證視域變化過程平穩(wěn)且舒適,其在時間維度和空間維度上的改變,都應當是相互獨立,互不干擾的。因此,本文認為以時間—空間—視點作為注意力機制的研究范式,能夠幫助研究者們更好地分析電影化虛擬現(xiàn)實技術。在單一敘事模式下,當視域在時間和空間維度上的變化相互獨立,有助于用戶及時預判并切換相應的視知覺模式,以保證用戶在全景電影觀影中的身體舒適度、內容理解力和敘事參與度。

本文針對基于HMD的全景電影觀看方式,設計了三組CVR實驗,以視覺集合、視空間感知和視覺追隨模式作為主要研究對象,分析了鏡頭引導的運動方式、景別設計和敘事主體的移動方式對用戶觀影體驗的影響。實驗中我們發(fā)現(xiàn),當鏡頭引導中的攝影機運動和景別同時發(fā)生變化時,觀眾會產(chǎn)生較強的眩暈感,應在制作中盡量避免這類鏡頭語言。另外,HMD的佩戴舒適度及觀影時長很大程度上也會影響CVR用戶體驗,硬件設備仍有較大發(fā)展空間。未來,隨著軟硬件技術的提升,用戶會對CVR內容制作質量提出更高的要求,因此也需要根據(jù)CVR特性建立全景電影的綜合評價體系。本文正是以此為出發(fā)點,從用戶注意力機制的角度對觀影體驗進行分析評估,探討電影化虛擬現(xiàn)實的視聽語言及敘事技巧,為CVR內容制作者提供意見與參考。?