从影视到赛事,“子弹时间”技术的发展由来

来源:中国数字科技馆
  “子弹时间”技术并非指画面中出现子弹,而是一类特效镜头的统称。
  1999年,美国科幻电影《黑客帝国》上映,其中男主角尼奥“仰身躲子弹”的片段以360度慢动作环绕的震撼视角为观众呈现,“子弹时间”由此得名。
  “子弹时间”最早并不是利用摄像机来完成的。当时,制作方在演员身边环绕部署了120台单反相机,并在极短时间内依次激活快门,拍下了120张照片。在后期剪辑中,只要按照每秒24张的正常帧率连续播放,电影中子弹穿梭的画面就成功实现了。
  在数字特效技术尚不成熟的20多年前,“子弹时间”这样的镜头堪称惊艳,因此被奉为经典,随后被运用到影视、广告、创意活动等领域当中。但受限于系统成本高、部署复杂、计算时间消耗久等因素,该技术一直无法广泛推广和应用。
  随着相关技术的进步,“子弹时间”特效开始从影视走向赛事,让观众可以360度无死角地回看赛场上的精彩瞬间。而在计算机硬件及网络传输条件大幅进步后,不仅快速生成“子弹时间”画面成为了可能,“子弹时间”的升级版“自由视角”也闪亮登场了。
子弹时间,“子弹时间”技术的发展由来,“子弹时间”特效
(来源:新华社)
  从观众的需求来看,只能看到单个人物的360度环绕画面显然不够过瘾,人们更加渴望能够通过主动交互,旋转到任意的角度观看整个过程。尤其是在体育比赛当中,这种需求能带来更为身临其境的体验。
  “自由视角”实现的正是这一目标。该技术近年来在赛事直播领域兴起,它将“子弹时间”系统当中部署的相机,替换成为了高精度同步摄像机。
  在2018年,西甲联赛最早在足球转播领域推出了类似“自由视角”的360°回放功能,这一度成为西甲比赛转播的一大标志性卖点(甚至连知名足球游戏《FIFA》当中,只有玩西甲球队的比赛时才能看到360°回放)。
  短短3年之后的东京奥运会赛场,从田径、体操赛场到足球、篮球赛场,“自由视角”转播技术已经被全面运用,并被更多观众所熟知和喜爱。
  在2022年北京冬奥会中,负责“自由视角”的摄像机全部为4K分辨率,并组成了圆环型的拍摄阵列。这些摄像机与网络联接,并由软件控制。
冰雪项目交互式多维度观赛体验技术,观赛体验系统,“自由视角”转播技术
国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项“冰雪项目交互式多维度观赛体验技术与系统”亮相“相约北京”冬季体育冰上项目测试活动(来源:新华社)
  比赛开始后,这些4K摄像机将同步开始工作。由于有软件控制,多台摄像机可以在极短的时间内,实现拍摄参数同步、极速对焦,精准捕捉运动员动作细节等功能,实现真正意义上的“指哪看哪”。
  高清摄像机拍摄的视频素材首先被传送到图像处理引擎中,经过芯片处理后,形成多维度视频数据,继而充分利用5G网络“低延迟、高吞吐”的能力,传输到电视/PC/手机等用户终端。如此一来,观众不仅可以欣赏到“子弹时间”式环绕镜头,还可以自由选择观赏角度、进行放大缩小,俨然成为自己的“导播”。
  目前,“自由视角”技术已确定将大范围应用在北京冬奥会直播当中。
  2021年4月,“相约北京”冬季体育系列测试活动的冰球赛场上,观众已经可借助相关技术,在比赛过程中“凝固时空”,立体观看运动员拼抢瞬间的画面。相信在本届冬奥正式比赛的现场,配合VR头盔等设备,“自由视角”技术会给观众带来更好的沉浸式观赛体验。
VR眼镜视角观赛,“自由视角”技术,沉浸式观赛体验
VR眼镜视角观赛效果图(来源:新华社)
  撰文:赵天宇
  编辑:丁林
  科学性审核:李学明  北京邮电大学数字媒体与设计艺术学院院长、教授
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