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立体电影及VR声音的实践探索

时间:2018-05-04 16:06作者:依依
本文导读:这是一篇关于立体电影及VR声音的实践探索的文章,通过VR及电影声音的创作实践, 阐述媒体新技术在音频层面发展的技术设想, 并为后续研究起到理论拓展推动作用。
  

  摘要:在互联网+时代, 基于技术的声音艺术以VR和全景式立体电影为代表广受行业及观众瞩目。以新技术手段来展现电影艺术与自然文化内涵, 有利于大众对影像及视听传媒所表现的世界形成新的认知。通过VR及电影声音的创作实践, 阐述媒体新技术在音频层面发展的技术设想, 并为后续研究起到理论拓展推动作用。

  关键词:媒体新技术; VR; 电影声音

  电影诞生于工业技术活跃发展的第二次产业革命时代, 早期的光学、机械、化学科技发展促进了照相术及显影定影技术的形成。图像的观赏摆脱了画笔的绘制, 一跃到光影像的物理实现, 从而极大地推进了人类社会生活发展。同理, 声音记录与还放的梦想基于当时最新的科学技术也逐步形成。

  1 传统电影声音技术的发展过程

  1881年, 发明家乔治·伊士曼和商人亨利·斯壮合伙成立了照相机和摄影干版公司, 率先解决了摄影的完善问题。1883年, 伊士曼发明了胶片, 胶片轻便廉价可以弯曲, 又创新性的解决了摄影优化的步骤, 因而推动摄影行业发生了革命性的变化。[1]1888年伊士曼推出柯达照相机, 进一步奠定了摄影大众化的基础。爱迪生和助手在使用伊士曼胶片的技术之上, 在1888年发明了活动电影放映机 (Kinetoscope) 。1894年, 爱迪生在美国第一次举行了活动电影放映机的公开放映活动。为了让人们在看到画面的同时又能听到声音, 1895年, 爱迪生将圆筒留声机 (Phonograph) 放入活动电影放映机, 从而实现了有声活动电影机 (Kinetophone) 的出现, 同期拍摄了两名男子伴随小提琴乐手演奏而跳舞的影片。

  有声活动电影机第一次将画面和声音结合在了一起提供给观众观看, 但是播出画面和声音使用不同的器材, 无法保证视听同步。而且一次播放仅可以让一名观众观看, 因此有声活动电影机的电影也仅是解决了有无观看的可能性问题而已。1895年, 法国人奥古斯特·卢米埃尔和路易斯·卢米埃尔兄弟发明了手提式电影放映机 (Film projection) [2], 于12月28日在巴黎卡布辛大街的咖啡馆第一次用电影放映机和银幕公开放映了自己拍摄的电影短片。这次公开放映的是仅有画面的默片, 但是电影利用胶片拍摄制作及在影院大厅银幕上放映的工艺流程已经形成, 解决了电影的播出完善问题, 所以被后世公认为电影的诞生之日。

  自此, 第二次产业革命媒体新技术发展推动的电影已经形成, 进一步的完善与优化就必须解决电影声音的录制与同步还放和扩声问题。有赖于第三次产业革命, 也就是电气化的革命, 电子技术开启了电影声音的大门。电影声音从一个声学领域内的命题进而推广到电声学、建筑声学、化学的时代。自1927年有声电影诞生后直至第二次世界大战后, 电影声音的制作立足于模拟电声领域内磁性记录、光学刻录胶片与画面同步播出的模式。在拍摄时使用轻便廉价的磁性录音设备, 在影院播出环节使用易保存的刻录于胶片边缘的光学声迹。为了提升音质, 光学声迹从容易受显影影响的变密式发展为不因洗印技术而损失音质的变积式。单声道黑白1.33∶1画幅尺寸银幕的有声电影成为了主流, 这种电影形态制式解决了传统电影录制播放的优化问题。

  2 立体声技术的创新价值与意义

  第二次世界大战后, 世界迎来了文化繁荣和经济发展的和平时光。生活富足的观众和锐意进取的电影制作者显然不会满足于单声道黑白标准尺寸银幕的有声电影这一形态, 各种技术在画面和声音的彩色立体层面进行不断的探索与研究。经过特艺色、爱克发、柯达等公司不断的努力, 最终柯达公司完善了电影胶片拍摄制作彩色工艺, 1974年业界普遍采用了伊士曼·柯达的ECN-2和ECP-2影像工艺。1.33∶1画幅尺寸也历经发展出现了变形宽银幕、遮幅宽银幕等尺寸, 在不更改电影拍摄胶片宽度尺寸的前提下, 宽银幕彩色电影成为了大众喜爱的形式。

  仔细分析为什么不能更改电影拍摄胶片宽度尺寸呢?原因在于电影工业标准的统一可以最大程度地减轻发行放映商业渠道的成本, 一旦改变就会增加电影制片机构及电影院线的播出资本投入, 在有限的经济规模下加大投入显然不会受到制作方、播出方和观众的欢迎。因此科技创新不能离开市场的规模, 盲目追求高投入, 在此视点下可以得到对不同立体声技术的新评价与新发现, 通过这些发现可以更清晰的看到今后声音艺术新形态及创新价值与意义。

  2.1 西尼拉玛和森萨朗得

  1952年第一部全景式电影《这是西尼拉玛》公映[3]。西尼拉玛电影使用35mm全涂磁录音和胶片, 放映时与三条画面连锁运动。西尼拉玛电影是一种用了3条35mm胶片表现146度的景物和使用了6声道磁性声带的立体环绕声彩色宽银幕电影。5声道输向银幕后面的5组扬声器, 另1声道为观众厅内的环境声扬声器。1955年Todd-AO立体声系统推出, 采用65mm的电影底片拍摄扩印成70mm涂磁拷贝播映。1974年临场音响的森萨朗得系统立体声 (Sensurround) 电影《大地震》公映。

  西尼拉玛和森萨朗德使得观众观影的目的不仅限于普通的视觉感受, 还创新地再现了水平范围内的听觉感受。这种创新解决了有无立体声的问题, 但是并没有解决完善观影设施和制作成本的问题, 因此这些宽胶片、宽银幕的电影使用70mm画幅、宽高比1∶2、采用6声道磁性声带, 必须使用专用制片及放映设备的电影必然要在发行放映环节优化统一为35mm胶片所能够支持的体系。1953年出现的变形画面宽银幕电影, 西尼玛斯柯普采用的画幅宽高比为1∶2.35。拍摄时用变形镜头水平压缩, 播放时再展开画面, 最开始声音还放利用4声道磁性声迹, 由于磁带胶片还放成本问题最终还是被制片方所放弃, 这个经验教训非常有意义, 电影立体声的创新从来不可能摆脱存储介质的樊篱, 光学声带还音的变形画面宽银幕电影也必须兼容35mm胶片制片拷贝及放映还音设备。

  2.2 杜比电影立体声Dolby SR (Dolby Spectral Recording)

  杜比公司巧妙地运用日本山水公司的矩阵QS编解码技术和自身开发的A型降噪技术, 在具体工艺操作中将电影声音磁底最终混录为左、中、右和环绕声4声道的立体声信号, 通过矩阵编码器将全部4声道左 (L) 、中 (C) 、右 (R) 、环绕 (S) 编码成2路Lt、Rt变积式光学声迹记录在电影胶片拷贝边缘, 还音时再通过矩阵解码器把2路声迹转变为4路声道, 使制作的4声道的立体声再现。[4]杜比电影立体声是一种模拟立体声, 在没有改变电影行业通用规格的35mm胶片这种存储介质的情况下, 也没有改变介质上相对于画框的声迹的位置, 仅对声迹进行了编码, 这一创新既可以满足电影制作者及观众对立体声影片的需求, 也不会扩大电影放映者的预算开支, 所以杜比电影立体声Dolby SR广受欢迎, 这种创新完善了模拟立体声制作的一些缺陷, 一跃成为立体声发展进程中的里程碑。

  图1 杜比电影立体声Dolby SR影院声场扬声器布置

  2.3 杜比数字Dolby Digital
 

  图2 35mm胶片拷贝:具有四种音频制式的照片

  如图2所示, 从左到右:索尼动态数字立体声 (SDDS) (齿孔左侧区域) 、杜比数字立体声 (齿孔中间带有杜比双D标志的区域) , 模拟光学变积式声迹 (齿孔右侧两白线) , 和数字影院系统DTS时间码 (右边虚线) 。声迹右侧是画面。

  图3 杜比数字Dolby Digital与数字影院系统DTS影院声场扬声器布置

  在杜比电影立体声Dolby SR技术基础之上开发了数字录音记录及还放系统。当电影进入数字制作时代后, 传统电影发行放映公司不可能承受大规模的声音系统更新换代, 如何在现有35mm胶片拷贝这种存储介质的情况下进一步创新完善成为了数字立体声的发展先决条件。由此, 美国的SMPTE声音委员确定了技术原则:不改变现有电影拷贝上的画面尺寸和位置;声道以6声道为宜, 分别是左 (L) 、中 (C) 、右 (R) 、左环绕 (LS) 、右环绕 (RS) 、超重低音 (LFE) ;尽量在拷贝上声画合一存储;数字光学声迹能在普通的洗印部门制作。[5]考虑到上述原则, 杜比实验室率先推出了电影数字立体声SR·D制式, 即:AC-3编码、5.1系统、6声道 (L、C、R、LS、RS和LFE) , 数字立体声SR·D依旧使用胶片拷贝空余的空间进行记录, 在损失信息的情况下可以快速的切换为传统模拟立体声。

  2.4 数字影院系统DTS

  数字影院系统DTS (Digital Theater System) 是美国DTS公司推出的一种有别于SR·D制式的DTS数字立体声。该型立体声随好莱坞影片《侏罗纪世界》广为行业所熟悉。DTS的创新在于将声音的储存介质改为了光盘, 在拷贝上刻录的是时间码, 利用时间码引导CD-ROM系统进行6个声道的声音还放。这种将胶片拷贝利用为时间码源, 分离记录声音虽然有一定的风险, 但是在断码的情况下还可以迅速切换为传统模拟立体声, 因此巧妙的抛弃了旧有的条框, 开拓了高质量立体声的新空间。时至今日, 大多数胶片拷贝已被数字硬盘拷贝所替换, 硬盘中的声迹记录读写与DTS有异曲同工之妙。

  2.5 索尼动态数字声SDDS (Sony Dynamic Dig-ital Sound)
 

  图4 索尼动态数字声SDDS影院声场扬声器布置

  日本索尼公司于稍晚也推出数字立体声SDDS制式。SDDS制式与杜比公司的SR·D制式在“声画合一”及“保留模拟光学声迹”方面基本上是一致的。但是基本型的SDDS采用了8声道数字声迹 (L、LC、C、RC、R、LS、RS和LFE) , 这样的制式适合在大型银幕的影院精准的定位正前方声音位置, 但是在较小的影院则无法体现这种优势, 况且布置太多的扬声器需要大规模改造影院, 而且索尼公司进入数字立体声较晚, 大多数发行放映公司认为SR·D和DTS已经较好地满足了观众的需求, 没有必要再大费周章为效果不是很明显的革新花费太多的成本。

  Dolby SR·D、DTS和SDDS三种数字立体声制式互不兼容, 在发行时需要进行不同的拷贝制作, 无形之中增加了制作及播出成本。影院为了兼容三种数字立体声需要不断的添置硬件改造环境, 一个大厅安装三种立体声编解码设备成本投入巨大, 然而观众却听不出三种立体声细微的差异, 这种各自为政、划山头自立的行为其实有悖于早期电影规格统一的诉求, 因此这种创新不被发行放映公司及观众认可就在所难免。时至今日, SDDS制式已然江河日下, 被淘汰出局。

  3 立体电影及VR声音的实践探索
 

  图5 杜比全景声Dolby Atmos影院声场扬声器布置与全维度环绕立体声ADSS影院声场扬声器布置

  3.1 杜比全景声Dolby Atmos

  在杜比数字立体声Dolby Digital基础之上, 杜比继续开发了多种环绕声系统, 最终形成了全景声的概念。杜比全景声也就是创造的声场由多组发声单元构成, 不仅局限于前、后、左、右维度, 还有来自于顶层的维度, 这样前、后、左、右、上几个方向扬声器发声共同构成影院的声响效果, 进一步丰富了电影的表现力。

  3.2 多维度环绕立体声

  杜比公司开发全景声的同时, 其他科研及技术厂商也在研制各种多维度的电影环绕立体声系统, 例如巴可立体声系统BARCO和AURO 3D立体声系统。[6]AURO 3D系统也是一种前、后、左、右、上的多维度立体声, 特色在于分上中下多层构置声场, 可以完美的呈半球状进行立体声的还放, 相对于杜比全景声具有更好的诠释声场能力。

  3.3 全维度环绕立体声ADSS及进一步发展研究

  在杜比数字立体声、巴可立体声系统BARCO和AURO 3D立体声系统初创, 立体声影院的新系统装备大战也随各自制片公司的大片粉墨登场。仔细观察就会发现三种多维度立体声的声场并不包含下方发声。如何精准的完成电影中下方声场产生的效果则成为了一个值得关注的重点。早在2010年, 中国传媒大学博士研究生姚睿阐述了一种全维度环绕立体声ADSS的概念, 即在传统立体声的数字化基础之上, 增加上、下两个维度的发声构置声场, 用于还原类似地震、海啸及火山爆发时所形成的底层空间生源声场。多维度全景化的立体声对于电影声音创作思维的完善与视听语言创新具有里程碑的意义, 不仅在技术上可以弥补各种环绕立体声的死角, 也可以进一步扩大电影摄影机的盲点, 为声音预留更加丰富的创作空间。

  影院在原有数字环绕立体声扬声单元的情况下, 进一步优化立方形、半球形声场还音布局为全球形多层维度还放模式, 增加新的声道编解码器和多路切换功能, 可以有效的增强影院的视听设施设备, 更好的满足观众对于视听体验的需要。

  3.4《魅力山西·魅力五台》VR的制作实践

  进入2014年, Unity公司首先为Oculus Rift眼镜开发了引擎, 从而吸引了大批开发者投身虚拟现实VR项目的开发。2015年, MWC 2015期间HTC公司与曾制作《半条命》 (Half-Life) 等电子游戏的Valve公司联合开发了VR虚拟现实头盔产品HTC Vive。2016年, 也就是所谓的虚拟现实“元年”时代, 各路天使投资人和互联网大公司对开发虚拟现实技术的Magic Leap公司完成了C轮的投资, 使得Magic Leap公司的估值至少已达到了45亿美元, 彻底引发了虚拟现实VR产业的大爆发。

  经过一年多的沉淀与淘汰, 新的虚拟现实VR之战主要在两个方面进行:其一是虚拟现实影视, 也就是全景360度VR作品;其二是增强现实AR, 也就是基于游戏引擎的VR作品。2016年夏, 由五洲传播中心及北京电影学院主办的“遇见中国”青年VR视频影像大展于暑期展开。为本次大展而专门制作了360度VR影视作品《魅力山西·魅力五台》, 视频拍摄利用得图F4全景照相机进行, 再经过视频素材缝合形成全景动态视频影像。全景照相机不具备全景录音功能, 因此视频素材在后期制作时利用全景图缝合制作软件“Autopano Giga”。首先完成影像的缝合调整, 之后利用全景视频剪辑制作软件“Autopano Video Pro”或“Adobe Premiere Pro”, 在软件中完成最终的影像剪辑。

  由于拍摄环境是在五台山, 由多个开阔的公共外景区域构成, 因此在声音设计上人物对话无法避免要出现话筒进入画面的情景;另外在拍摄现场无法清场, 过多的杂声噪声也会影响动作声音效果的清晰呈现;最后是音乐, 在全景视频中无法实现普通宽银幕电影的部分镜头语言运用, 所以声画蒙太奇、声音剪辑和音乐在声场中的位置就显得十分尴尬。为了在短时期内完成规定VR作品, 熟悉制作方法, 大赛并没有对声音的创作提出过多的要求, 因此声音进行了两组创作实践:第一种设计为稳妥保守型的MV制作, 请乐队提前录制了音乐在现场播放, 同时让舞蹈演员随音乐起舞;另一种设计为创新实践, 话筒可以大胆入画, 录音方式按照普通立体声影片的模式记录同期声、单独录制声音效果资料, 立体声录制环境, 为最后的剪辑环节制作成干净的声轨。影片最后以稳妥保守型的设计剪辑为虚拟现实影视全景360度VR的MV, 而VR电影声音制作及播出的研究探索则在该片的基础之上具备了进一步探索的可能。

  4 VR声音的制作开发与电影声音制作的新探索

  4.1 VR的声音制作类型与影院的改造

  在互联网+时代, 基于技术的声音艺术以VR和全景声立体电影为代表广受行业及观众瞩目。以此技术手段来展现电影艺术与自然文化内涵, 有利于大众对影像及视听传媒所表现的世界形成新的认知。通过分析研究与VR电影声音的制作实践, 发现并由此产生了对于虚拟现实影视的新思路与电影声音制作的新的探索。由此可以得出基于媒体新技术的声音艺术新形态发展研究方向。

  基于媒体新技术的虚拟现实影视声音有其独特的制作模式, 不同于传统的电影声音制作工艺及方法、播出模式及观赏视听环境。因此在传统的电影声音制作工艺基础之上必须丰富完善制作技术方能支撑声音艺术新形态发展。其一是虚拟现实影视声音制作, 全景拍摄时话筒和话筒员无处藏身, 因此被迫入画, 入画之后经过后期特效合成软件“NUKE”的擦除与视觉效果合成技术才能完成VR影视作品的声音素材录制和完美的视频制作。

  现阶段虚拟现实影视主要依靠头戴装具或者利用手机加头盔的形式进行观赏, 虽然这种模式传承了爱迪生有声活动电影机 (Kinetophone) 的精髓, 但是依旧无法与有声电影技术发展到极端的全景声、多维度环绕立体声相抗衡。这是由于手机耳机和装具耳机的声响技术特征不同导致的结果。如果进一步改造现有全景声、多维度环绕立体声影院, 通过增加虚拟现实观众追踪系统完全可以结合移动智能终端耳机和装具耳机弥补重低音的缺失和上方、下方声场的补充还放, 完善的声场随动自如运动必将开启虚拟现实影视影院观赏的新契机。

  4.2 VR声音的引擎开发

  现阶段增强现实的声音创作离不开游戏行业的制作模式, 声音的引擎开发和基于Unreal、Unity、Cryengine、TORQUE、COCOS、UNIGINE等编程开发。在美术、声音设计上, 新的工具引擎开发与画面、声音技术制作模块的优化和完善是必然的技术环节。VR的声音制作者也要具备熟练的App研究、工具引擎的应用能力技术。

  在播出端的声音App开发可以完善全景式多维度环绕立体声在虚拟现实影视中的表现。VR的声音最终呈现绝不会是存储在介质中的几条固定位置的扬声器声轨随影片按照固定时间播放, 一定会是随传感器感知观者运动的数据实时处理、储存信息及运算播出的及时响应系统。因此, 良好的声音素材必不可少, 随作品进程而实时由中央处理器运算混录合成定位后播出, 观赏者就能够体验到VR及全景式多维度环绕立体声的乐趣。

  4.3 VR声音与导演控制视听观赏模式与观众自主观赏视听模式的竞争

  经声音的发展历程及听觉艺术的历史演变角度观察分析, 不难发现声音艺术涉及技术领域随科技的发展和市场的需求而动:自物理纯力学意义上的机械振动到带有数学分析的环境声学, 伴随历次产业革命后的光电转换、化学、电声学、电磁技术及数字编解码技术、计算机技术及信息技术, 以至于伴随融入视频制作技术及存储介质的电影电视多媒体、新媒体艺术。学科体系在基础声学、音乐、媒体新技术领域不断丰富完善。声音艺术新形态也呈现出色彩斑斓的多层面衍化并生发展之路。特别是自VR第三次爆发以来, 对电影声音的构思设计、录音技术制作、声音还放表现方式方法上提出了新的挑战。

  VR的特点是“实时” (Presence) 、“交互” (Interaction) 和“自主” (Autonomy) ;其重要的技术特征则是“3I”:“沉浸” (Immersion) 、“交互” (Interaction) 和“构想” (Imagination) 。因此, 虚拟现实技术中的视音频内容制作技术实际上是在传统电影电视技术和计算机游戏制作技术的基础之上有所创新和发展的一项新的技术。这种技术不但要求能为视频提供左右眼立体图像, 还必须完成对观者的运动跟踪和对作品内容的运动跟踪双重任务, 基于跟踪数据的实时分析和处理, 完成利用装具和头戴式耳机的个体观赏者立体声感受。在进一步完善、扩充影院虚拟现实观众追踪系统设施后, 通过补偿缺失的重低音和上方、下方声场立体声频段效果, 还可以增加例如动力学实时交互反馈的机制。

  虚拟现实全景360度VR影视作品和增强现实AR作品在本质上不同于按照导演等主创人员在既定的声画剪辑及视听语言设计下, 观者被动接受视听体验的模式, 而是将观赏体验权利还给观者的一种基于媒体新技术的视听艺术。这种新的艺术会深刻改变、影响传媒交流与沟通的形式, 未来一定会出现在导演控制观众被动观赏视听模式的基础上产生观众自主观赏视听的模式, 进而发展为导演与观众竞争观赏指导权的视听作品第三种模式。

  5 结语

  互联网+时代, 基于媒体新技术的声音艺术新形态发展研究必然要通过VR及电影声音的创作实践。媒体新技术的介入开创了视听传媒的新世界, 在音频层面发展的技术设想需要利用数字图形学、计算机引擎开发、App开发及电声学立体声技术的综合运用与融会贯通。新学科必然进入新的声音艺术研究领域, 并且创新离不开市场发行放映环节与现有设备的兼容, 优化完善体验的同时必须减少增加新的设备设施成本, 由此创新才能为后续创作繁荣提供理论拓展与推动作用。?

  参考文献

  [1]日本大学芸术学部映画学科.映画制作のすべて[M].东京:写真工业出版社, 1999.6
  [2]林风云.法国电影经典[M].北京:对外经济贸易大学出版社, 2006
  [3]侯明, 姚国强.VR视听新技术展望[J].北京:中国艺术报, 2017
  [4]姚国强.电影电视声音创作与录音制作教程[M].北京:中国电影出版社, 2011

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