虚拟现实动画的现状及发展趋势

胡军强，孙传明

（1.福建江夏学院 设计与创意学院，福建 福州 350108；2.华中师范大学 国家文化产业研究中心，湖北 武汉 430079）

一、虚拟现实技术与虚拟现实动画

纵观动画艺术发展过程，从传统手绘动画到材料摆拍动画，从无纸二维动画到三维数字动画，从基于交互的新媒体动画，到近几年逐渐成熟的虚拟现实动画，每一种新媒介或者新技术的出现，都将或多或少改变了动画艺术的创作思维和表达形式。

（一）虚拟现实技术

虚拟现实技术是一项包含计算机图形学、传感器技术、人机交互技术、人工智能等的综合集成技术，它用计算机创建逼真的立体视、听、嗅觉等感觉信息，使人作为参与者通过虚拟交互设备，自然地和虚拟世界进行交互并体验反馈后的各种感官信息。

虚拟现实技术是由美国VPL公司创建人拉尼尔（Jaron Lanier）在上世纪80年代初提出的，到90年代随着计算机技术的发展，虚拟现实技术逐步应用在航空、军事、教育、科研等领域，并在随后逐渐应用于构建三维虚拟场景漫游系统和创作三维数字动画。

（二）虚拟现实动画

“VR动画”目前还未形成一个标准定义，作为一种实践中的动画艺术形式，VR动画被普遍认为是运用计算机及传感器技术营造出三维环境，模拟出人的五种感官（视、听、触、嗅、味）功能，创造出一种人与虚拟世界交互的虚拟环境，达到科技与艺术高度融合，并且使观众能够融入其中体验剧情的动画艺术。目前，VR动画大概有三种形式，第一种是360°全景动画影像，观众戴上虚拟现实头盔能够进入动画场景中，得到沉浸性感受，但这类动画几乎没有故事情节；第二种是带有故事情节和角色的VR动画，观众可以以旁观者身份进入动画场景中，在一定程度上选择摄影机的视角与观看的位置，得到个性化的观影体验；第三种是加入了交互设计的VR动画，观众能够与动画进行互动，甚至参与动画叙事过程而获得参与操纵动画故事情节的体验。

与传统影视动画相比，VR动画不仅是简单的视听感官体验，而是借助如头戴式显示器、数据手套或体感套装的帮助，让观众体验沉浸感、交互性更高的虚拟环境。VR动画视、听、触觉的冲击能全方位调动观众所有感官投入到动画中，感受其中的欢乐和痛苦，这是一种超越单纯视听觉或触觉的艺术体验[1]。正因为VR动画的感官体验方式的特殊性，其在创作时镜头设计也与传统动画有很大不同。VR动画中的镜头是360度的，镜头的目光焦点也是由体验者自行选择，创作者在拍摄镜头是需要考虑镜头中的每一个细节，而且要设置交互情节引导观众注意重点故事情节或者推动故事发展。VR动画这些特性正是它广受欢迎的原因所在。

二、虚拟现实动画现状分析

随着VR技术的发展和VR硬件设备的成熟，运用VR技术创作动画成为动画行业的一种潮流，也让其它行业纷纷加入“VR+”项目大军，期待VR技术能够为行业发展带来新力量。

（一）VR动画现状

2016年VR技术和内容呈井喷式发展，各大硬件厂商纷纷研发VR动画观看、交互的硬件产品，如VR眼镜、VR交互手柄等，继而引发各种“VR+”应用，如VR电影、VR游戏、VR教育、VR文化民俗旅游、VR建筑展示等等。各个行业都在为迎接VR时代的到来而进行着积极改革，而真正能运用这些技术和设备创作出VR动画精品却不多，目前比较著名的VR动画有 《Invasion!》《Herry》《Pearl》等等。虚拟现实动画以其独特的视听效果和交互体验，逐步成为动画行业发展的主流形式之一[2]。相较于虚拟现实游戏的迅猛发展，动画中的虚拟现实体验起步较晚。由于动画产业中多种因素的制约，剧情类的虚拟现实动画一直鲜有佳作。目前为止受到关注并得到广泛认可的虚拟现实动画以短片动画为主，力求在尽可能压缩制作周期和成本的基础上讲述一个相对完整且耐人寻味的故事[3]。

目前，专注开发VR（影视）内容的公司，主要有以下三家公司。第一家是创办于2015年的Baobab Studios公司，该公司在2016 年创作人类历史上第一部 VR 动画电影《Invasion!》。这部VR动画讲述的是两只小兔子抵抗外星人入侵的故事，观众可以化身为其中一只兔子，以角色的视角来观看动画，这样的观影体验带给观众强烈的如临其境的生理感受和参与故事创作的心理愉悦感。第二家公司Oculus旗下拥有一个VR工作室Oculus Story Studio，该工作室在2015年底制作了两部VR动画《Lost》和《Henry》，其中《Henry》拿到2016年艾美奖的最佳原创互动大奖；2017年更上一层楼，出品的VR动画《Dear Angelica》在交互叙事领域有突出表现，获得Lumiere“最佳VR动画体验奖”[4]。第三家公司Google Spotlight Stories VR工作室在2016年创作了VR动画《Pearl》获得第89 届奥斯卡最佳动画短片提名，另外一部《buggy night》利用聚光灯进行交互设计的创意也获得良好观众关注[5]。

相比而言，中国的VR动画起步较晚，但也取得了不错的成绩。其中，2017年蔡明亮导演的《家在兰若寺》让观众体验一下幽暗的兰若寺里遇见女鬼的惊险的故事。

（二）“VR+”项目应用现状

VR动画正在与越来越多的产业发生交互融合，也有越来越多的产业创新者跨界运用VR技术去拓展项目的创新性应用，如游戏中的沉浸感体验、建筑展示中实时交互体验、在民俗旅游项目中的虚拟体验等等。

1.游戏：从最早的文字游戏到2D游戏，再到3D游戏，随着游戏画面和游戏技术的进步，游戏的仿真度和代入感越来越强。但因为技术等方面的原因仍然无法让玩家在玩游戏时完全沉浸入其中的感受[6]。而虚拟现实技术恰好可以构建逼真的游戏场景，又能提供自然的交互技术和多感官体验，玩家玩游戏时能够获得身临其境的真实感受。这一特性也决定了VR技术在电子游戏领域具有巨大的发展潜力，而电子游戏无疑成为“VR+”项目的重要切入口。

2.建筑动画展示：VR技术的三维建模和实时交互功能可以创作建筑漫游动画，让观众浏览大面积三维地形、真实建筑空间、实时光影变化。通过镜头观众不但可以鸟瞰宏大的建筑，也可以近距离观察建筑的纹理，还能提前欣赏未来的建筑规划。另外，观众可以自由选择切换行走、驾驶、飞行等多种漫游方式，体验强烈、逼真的感官冲击，这些都是传统建筑表现形式所无法比拟的[7]。

3.民俗、历史文化、旅游项目体验：VR技术可以将损坏的或不存在的历史文物、文化场景或者不容易到达的旅游实景进行再现和还原。比如观众进入VR项目的虚拟空间中，可以体验精彩的古代民俗活动，登上高高的珠穆朗玛峰，在天空翱翔并俯瞰大地上的山川河流。

4.虚拟学习环境系统：在学习教育上，VR技术可以弥补教育领域的不足，它不仅可以模拟浩瀚的宇宙空间，也可以模拟肉眼看不见的细胞。另外，VR技术可以模拟有危险的实验环境，让学生事先体验实验环境和实验操作过程。

三、VR动画面临的困境

（一）动画创意匮乏

VR技术已然应用到动画创作中，然而技术的发展不能缺少动画故事的支撑，否则VR技术将仅仅是一个高超华丽的噱头，观众将无法通过高新的VR技术体验到真正震撼人心的动画故事。从目前比较经典的VR动画来看，动画剧情设置相对简单，没有太多故事冲突、情节起伏的抒情性质的短片故事；其次，动画中的交互、感官体验设置较少，体验情感偏弱，难以做到与观看者共情；再次，模仿跟风的VR动画作品较多，常常仅靠第一视点的沉浸感带给观众如临其境的生理感受，类似于早期的漫游类的虚拟动画。这些都明确地暴露了目前的VR动画缺乏创新创意。

（二）VR技术有待提高

观众在观看VR动画时，必须带上VR显示设备。当动画中的镜头运动变化大时，VR显示设备输出和显示的图像帧率就会变快，观众就会出现类似于晕车的眩晕感。另外，VR动画为了剧情的完整，交互环节设置较少，交互反馈主要由视听器官来接收，这大大减弱了VR动画的感官体验的娱乐性。VR动画中的交互方式不够自然全面，相对VR游戏而言，体验的沉浸感较差[8]。

（三）VR动画教育体系不健全

根据重庆文理学院联合达内科技、网龙网络等相关企业对VR产业技术岗位需求的前期调研显示，开发维护类、美术设计类以及影视处理类排前三，分别占3l%、20%和15%[9]。然而，目前全国高校设置虚拟现实专业很少，仅仅是在某一个相近专业中设置虚拟现实方向，比如南京艺术学院的动画专业下开设虚拟现实艺术方向。另外，动画行业市场中的培训机构课程体系不健全，仅仅设置虚拟现实技术课程，配套的虚拟现实硬件设施跟不上，而且没有基础的艺术修养课程；校企合作模式中的虚拟现实课程功利性较强，方向单一，课程仅仅适合目标企业对人才的需求。

（四）虚拟现实硬件标准不统一，VR技术难兼容

虚拟现实硬件厂商未形成统一标准，每一个硬件厂商都力图建立自己的生态系统，这导致下游的内容制作商只能选择性开发适合某一款硬件的VR动画[10]。另外，虚拟现实行业缺乏统一的制作技术标准，导致VR动画在技术上个性化强，通用性和易用性差，且国内尚无公认的虚拟现实开发引擎，不同的个人、企业在合作、交流、传播、创作VR动画时都会受到一定的局限[9]。

四、虚拟现实动画的改善策略

（一）VR动画创意表达

VR动画注重观众主动参与故事走向，体验故事情境，因此在观众视角、观众视线引导、场景转换等方面与传统动画有所不同。虚拟现实动画中注重观众的体验感，可以尝试从不同的角色体验来设计观众的视角。比如，观众去代替动画中某一个角度去体验，尝试普通人平时不可能体会过的视角看动画，体验强烈的如临其境的生理感受和参与故事创作的心理愉悦感。

VR动画需要沉浸感动画环境和参与性的剧情，而这种沉浸感不是仅仅靠场景的逼真度塑造的，它需要设计交互性情节。交互的情节不一定像游戏那样的直接控制，而是在交互形式上可以设置包括眼神交互、移动、剧情分支等，让观众能够和电影产生紧密的联系，从而形成情感上共鸣。

（二）提高VR技术表现力

眩晕感是现在虚拟现实电影观看时普遍产生的不适感，如果要彻底解决这方面问题，首先要解决显示和制作的硬件问题。在头显设备方面：其一，要减轻头盔重量以此减轻对颈部的压力；其二，提高屏幕显示质量，刷新达到90Hz或者更高质量，使人眼感受会更舒服；其三，头盔对人脑追踪技术也需要更为灵敏，从而减少延迟感，延迟时长不超过人眼的忍受度20毫秒（ms）。另外，在保证高配置VR硬件设备时，VR动画内容的输出帧率需要提高，已有VR游戏作品在输出帧率达到每秒90帧率的情况下，体验者在观看运动镜头时不会出现眩晕想象[8]。

（三）VR动画专业教育

在VR动画人才培养上，政府也应该引导高校相关专业积极建设VR专业(或依托其他专业上的VR方向)，探索并建立VR人才培养方案、课程体系、实验实训条件、系列教材、师资队伍等等。2017年，重庆文理学院依托教育部产学合作协同育人项目，联动“达内科技”共同制定培养方案、共同实施人才培养工作的VR特色班于当年7月开班，相关办学经验值得借鉴[9]。

（四）政策法规引导

任何新兴行业的发展都需要政府的支持，VR动画行业也需要国家政策法规的引导，来规范虚拟现实硬件设备、VR技术、虚拟现实专业教育等标准。目前，国家“十三五”规划纲要提出推进虚拟现实动画创作、“VR+”项目创新和VR技术研发。截止2016年，天津、青岛、南昌、秦皇岛先后成立了城市级“虚拟现实产业基地”。2016年6月，北京电影学院与乐视联合成立“虚拟现实内容研发中心”，面向影视、音乐、教育等应用领域，开展虚拟现实前瞻技术研究和“VR+”项目创作[7]。另外，政府和相关机构也将计划制定VR硬件标准，包括通讯协议标准、输入输出设备等等，规范VR动画制作标准和引擎技术兼容性规格。

五、VR动画的未来

VR动画本质是通过VR技术创建三维动态动画环境，实现观众与虚拟动画的自然交互，模拟让观众体验的视、听、触、嗅、味等多维感官，从而创作可交互、可体验的新型动画。在未来，快速低成本的三维建模技术、实时三维图形生成和显示技术、新型交互体验设备、智能化和自然的交互技术以及分布式虚拟现实技术的发展，将大大提升VR动画创作水平和感官体验效果。另外，未来的虚拟现实技术在动画等影音娱乐产业中的融合将更加地紧密，更加完善的整合方案和行业标准将也会为所有相关的领域带来进一步的发展。