好萊塢技術(shù)師詹姆斯·卡梅隆的最新力作《阿凡達(dá)：水之道》讓一眾“卡迷”興奮不已。13年前，《阿凡達(dá)1》首次用“表演捕捉”“虛擬制作”“實(shí)時渲染”等先進(jìn)的影視制作技術(shù)，為觀眾打造了一個令人震撼的潘多拉星球，使其成為電影史上的經(jīng)典之作。據(jù)報(bào)道，《阿凡達(dá)2》的制作成本超過4.5億美元，如果按照影片時長192分鐘來算，每分鐘的制作費(fèi)高達(dá)233萬美元。如此高額的投入也意味著《阿凡達(dá)2》的視覺特效將再一次刷新觀眾對3D電影的認(rèn)知。

憑借豐富的想象力加上炫酷特效打造的平行世界，《阿凡達(dá)》一直被認(rèn)為是元宇宙的一個非常優(yōu)質(zhì)的影視版本。影片中用到的動作捕捉、CG特效、3D攝像等虛擬數(shù)字技術(shù)，也正是元宇宙產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)然，打造元宇宙要遠(yuǎn)比制作一部視聽效果絕佳的電影難得多?？苹秒娪暗闹谱骶拖袷窃钪婕夹g(shù)應(yīng)用的預(yù)演，隨著開發(fā)技術(shù)逐漸成熟，元宇宙也正在向我們慢慢靠近。

阿凡達(dá)2如何炫技？

《阿凡達(dá)1》的開創(chuàng)性在于用高端的3D技術(shù)和視覺設(shè)計(jì)將影片的視覺效果帶到了空前的高度，也使其成為電影史上一個革命性的歷史節(jié)點(diǎn)。自那之后，世界電影正式從2D跨入真人實(shí)拍的3D時代。在影片后期制作中用到的數(shù)字技術(shù)也快速普及，在后來的多部影視作品中得到應(yīng)用。

時隔13年，卡梅隆帶著《阿凡達(dá)2》再次刷屏，這也是相關(guān)數(shù)字技術(shù)發(fā)展迭代的第13年。動作捕捉、表情捕捉、CG特效、3D攝像等技術(shù)的應(yīng)用，讓《阿凡達(dá)2》除了呈現(xiàn)出非常逼真的環(huán)境模擬外，人物動作和表情的表現(xiàn)力也有了質(zhì)的飛躍。

其中的動作捕捉技術(shù)就是從實(shí)景演出中提取演員身上真實(shí)的動作數(shù)據(jù)，將其傳輸給電腦并填充到虛擬角色身上，如此生成的虛擬角色就達(dá)到真實(shí)演出的效果。這一過程需要演員穿上定制的服裝，其上覆蓋著若干個LED燈制成的跟蹤點(diǎn)向外發(fā)射紅外線光譜，以便攝影機(jī)將捕獲的運(yùn)動數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)以生成最終效果。

另一項(xiàng)值得關(guān)注的技術(shù)是人物和場景的CG造型設(shè)計(jì)，阿凡達(dá)中層次分明的環(huán)境以及各種觸手可及的生物都是基于這項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)生。此外，影片還運(yùn)用了圖像渲染、實(shí)景3D攝影系統(tǒng)、虛擬攝影系統(tǒng)和協(xié)同工作攝影系統(tǒng)等技術(shù)。

而動作捕捉、CG特效、3D攝像等這些也是眼下火熱的元宇宙產(chǎn)業(yè)涉及的關(guān)鍵技術(shù)，它們在元宇宙里被用于制作數(shù)字虛擬人、虛擬空間以及數(shù)字資產(chǎn)等。元宇宙概念在2021年風(fēng)靡全球，而虛擬數(shù)字人也在2022年遍地開花，成為元宇宙產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)之間最直觀的一個連接，率先與人們的生活產(chǎn)生互動。從柳夜熙、洛天依到華智冰，多個虛擬數(shù)字人頻繁出圈。而虛擬數(shù)字人的制作就涵蓋了人工智能技術(shù)、實(shí)時渲染技術(shù)、3D建模技術(shù)以及動作捕捉技術(shù)等。

此外，在目前被認(rèn)為是元宇宙入口的各類元宇宙游戲中，也需要應(yīng)用到多項(xiàng)相關(guān)技術(shù)來提供逼真效果并打造沉浸感。其中，“3D建模”是元宇宙空間中高速、高質(zhì)量搭建各種素材的技術(shù)支撐；“實(shí)時渲染”也使得在元宇宙空間逼真展現(xiàn)各種數(shù)字場景得以實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)擊的虛擬數(shù)字技術(shù)

事實(shí)上，《阿凡達(dá)》在制作中所涉及的虛擬數(shù)字技術(shù)，早已是科學(xué)界、商界關(guān)注的重點(diǎn)，除了影視制作領(lǐng)域，游戲制作、智慧城市建設(shè)等領(lǐng)域也廣泛使用這些技術(shù)。

在過去的20多年里，《麻省理工科技評論》就對多項(xiàng)與構(gòu)建虛擬世界相關(guān)的數(shù)字技術(shù)的發(fā)展趨勢做過預(yù)判，重點(diǎn)關(guān)注了“混合現(xiàn)實(shí)/3D虛擬現(xiàn)實(shí)”（2015年）、“OculusRift頭顯設(shè)備”（2014年）和“腦機(jī)接口”（2001年）等技術(shù)。

其中，2015年美國創(chuàng)業(yè)公司MagicLeap提出的“混合現(xiàn)實(shí)/3D虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)入選了《麻省理工科技評論》“全球十大突破性技術(shù)”。MagicLeap要做的是將游戲中的怪獸等角色以及周邊真實(shí)的事物一同呈現(xiàn)在玩家的視界里。而要達(dá)到這樣的效果，MagicLeap必須采用一種與之前不同的立體3D技術(shù)。

以往的立體3D技術(shù)本質(zhì)上是通過“欺騙”雙眼來達(dá)到目的，即通過在不同角度向每只眼睛展示同一物體的單獨(dú)圖像來產(chǎn)生深度感。但是，這種方法會迫使用戶同時盯著遠(yuǎn)處的平板屏幕和在面前移動的圖像，從而導(dǎo)致產(chǎn)生頭暈、頭痛和惡心等負(fù)面情況發(fā)生，這些都是阻礙虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備發(fā)展的關(guān)鍵因素。

而MagicLeap采用的3D立體技術(shù)，并不會改變?nèi)擞秒p眼看事物的方式。該款產(chǎn)品將借助一個微型投影儀把光線投射到透明透鏡上，然后再將其折射到視網(wǎng)膜上，這些光線將與投入用戶眼睛的自然光完美融合。如此一來，虛擬事物與實(shí)際事物看起來就渾然一體。

新的3D立體技術(shù)讓人充滿期待，因此盡管當(dāng)時MagicLeap的產(chǎn)品還未成型，但《麻省理工科技評論》依然果斷地將MagicLeap所代表的混合現(xiàn)實(shí)/3D虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)收錄到該年的榜單中，而市場的反應(yīng)也與《麻省理工科技評論》的判斷一致。早在2014年的10月，谷歌就給MagicLeap投了5.42億美元；2016年初，包括阿里巴巴在內(nèi)，谷歌和華納兄弟等公司又對MagicLeap進(jìn)行了總額約8億美元的C輪融資。

在MagicLeap之前，OculusRift（頭戴顯示器）于2014年入選《麻省理工科技評論》“全球十大突破性技術(shù)”，盡管彼時元宇宙熱潮還沒有任何的跡象。

事實(shí)上，VR、AR等技術(shù)設(shè)備與元宇宙的發(fā)展是緊密相關(guān)的，提出元宇宙概念的科幻作家尼爾·斯蒂芬森就曾表示：元宇宙其實(shí)就是VR的另一種說法?？梢哉f，如果沒有VR技術(shù)和相應(yīng)設(shè)備的發(fā)明，元宇宙的發(fā)展將比現(xiàn)在預(yù)想的要緩慢得多。

VR的潛力早在2014年臉書（現(xiàn)Meta）以20億美元收購虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯設(shè)備制造商Oculus的時候就已經(jīng)被預(yù)見。與VR的發(fā)展相伴隨，AR、MR等作為人們實(shí)現(xiàn)與虛擬世界互動的技術(shù)，也被進(jìn)一步開發(fā)并應(yīng)用到游戲、社交等領(lǐng)域。

從阿凡達(dá)到元宇宙

誠然，阿凡達(dá)系列電影在影視特效上已經(jīng)取得了很高的水平，但電影只是從影音角度上打造了一個平行世界，與真正的元宇宙其實(shí)并不一樣。隨著《阿凡達(dá)2》的全球熱播，相關(guān)技術(shù)也會在影視制作等行業(yè)普及開來，市場的關(guān)注也將推動技術(shù)加速進(jìn)化，這些都是元宇宙到來的序曲，各類虛擬數(shù)字技術(shù)正帶著人類社會一步步向元宇宙靠近。

自2021年3月“元宇宙第一股”——世界上最大的多人在線創(chuàng)作沙盒游戲平臺Roblox在美國紐約證券交易所上市以來，元宇宙之風(fēng)席卷全球，與之相應(yīng)的元宇宙經(jīng)濟(jì)也得以快速發(fā)展。包括VR、AR、腦機(jī)接口等產(chǎn)業(yè)都迎來了發(fā)展的新拐點(diǎn)。

其中，在2015、2016年曾經(jīng)讓資本瘋狂的VR和AR也再次回到聚光燈下。VR/AR設(shè)備被視為連接元宇宙世界的接口，正如電影《頭號玩家》中展示的那樣，主人公穿戴相應(yīng)設(shè)備就可以進(jìn)入另一個世界。雖然元宇宙還是個離我們非常遙遠(yuǎn)的世界，但VR/AR設(shè)備的應(yīng)用場景卻日漸豐富，從電影、游戲到社交，VR/AR設(shè)備正在我們的生活中快速普及。

IDC數(shù)據(jù)顯示，2021年全球AR/VR頭戴顯示器出貨量1123萬臺，同比增長92.1%。其中VR頭戴顯示器的出貨量高達(dá)1095萬臺，突破年出貨量1000萬臺的重要行業(yè)拐點(diǎn)。市場融資方面，2021年共有融資并購事件340起，規(guī)模達(dá)556億元。2022年上半年，全球VR/AR產(chǎn)業(yè)融資并購規(guī)模總額為312.6億元，較2021年上半年同比增長了37%；融資并購事件數(shù)量為172起，較2021年增長了17%。

目前，元宇宙產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)大部分處于探索、研發(fā)與完善階段，但可以肯定的是，在不久的將來，它們將融入我們的生活中，盡管其中有一些“先驅(qū)者”會因?yàn)檫^于超前而無疾而終。不論結(jié)果如何，這些前沿技術(shù)都代表著人類不斷拓展科技邊界的最新成就。