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证券研究报告
2016年 4月 21日
主题研究:热门美股
纽约 VR影展体验及 Facebook VR技术
观点聚焦
内容瓶颈未解,视频/社交是 VR大众化重要推手
随着三大主流桌面级 VR设备的发布,VR正式开启了商业化进程。
但当前内容瓶颈尚未完全解除,依然在数量上供应不足,在质量
上参差不齐。我们认为,VR要从早期游戏玩家向大众市场渗透,
硬件上需要有成熟的移动一体机;在内容上,泛视频和 VR社交将
是 VR 大众化的重要推手。我们初步预计,VR 大众化的时点将在
2018年前后。移动一体机需要 2~3年时间克服当前 CPU/GPU能
力、电池续航、散热、网络连接等方面的技术障碍,达到目前桌
面级 VR 所达到的体验效果。泛视频内容需要好莱坞逐步摸索 VR
语言的全新表达,而 VR社交更需要实现对面部和肢体微语言的精
确捕捉和程序,并需要做出预判。
纽约 VR影展体验
本月在纽约进行的 2016年 Tribeca电影节上展映了 13部 VR电影
和 5部 VR体验。数量上略少于今年 1月的 Sundance电影节(美
国最大的独立电影节)展映的 30多部,但不少影片都是全球首映。
我们团队就近做了调研。这些影片都较短,时长不超过 20分钟,
但类型、题材多种多样。惊悚片 Killer Deal 获得最多关注,引众
多观者失声尖叫;取材于盲人音频日记的 Notes on Blindness:Into
Darkness 将富有空间层次感的音响效果和巧妙的视觉幻象结合,
动人心弦。通过与在场的影片创作者交流,我们也了解到 VR影片
一些独特的拍摄过程和技巧。与传统电影过程是 suspension of
disbelief(逐渐被导演和演员带入影片情节)不同,VR 电影的初
始状态就是“相信”,观影者反而需要提醒自己“不要相信”。
Facebook的 360视频播映技术
当前 VR/360 度视频还处于严重供应不足的状态。Facebook 在今
年的 F8大会上不仅推出了开源的 VR摄录设备,还组织了两场专
题讲座,讲解 VR/360度视频拍摄、传输和分享的技术要点。目前
大部分 360 度视频都是 30fps 的 4K 画质,但更理想的效果是
6K/60fps。Facebook的 Dynamic streaming技术将根据观者的视
线变化而调节视频像素,提高观者视线聚焦部分的像素,而降低
其他部分的像素。这一技术可将有效对焦点范围像素提高 43%,
数据传送速度要求降低 29%,缓冲时间减少 48%。Facebook 现
已支持 6K 360度视频,不久将可实现 8K乃至 10K。
VR社交
在 Facebook 的战略构想中,VR 不仅是娱乐媒体功能,更是终极
社交媒介。F8 大会上演示了 VR 社交的初步成果,可在虚拟空间
中对话、玩游戏,一起看 360 度视频,甚至以虚拟替身的身份合
照自拍照,并分享到 Facebook上。
分析员 何玫,CFA
SAC 执证编号:S0080512090005
SFC CE Ref:AVJ148
@
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目录
纽约 Tribeca电影节 VR影展体验 ............................................................................................... 3
Facebook 360视频播映技术 .................................................................................................... 8
360视频制作流程 ............................................................................................................... 8
Facebook Dynamic Streaming技术优化 VR视频传输............................................................... 14
Facebook VR社交 .............................................................................................................. 16
图表
图表 1: 2016 Tribeca Film Festival VR影展 ................................................................................ 3
图表 2: 惊悚片 Killer Deal令人失声尖叫 ...................................................................................... 4
图表 3: 动画片 Invasion逼真、可爱 ............................................................................................ 5
图表 4: Notes on Blindness:Into Darkness具有空间层次感的音响效果 ............................................. 5
图表 5: 6x9:An Immersive Experience of Solitary Confinement让人体会单独监禁的感觉 .................... 6
图表 6: Hard World for Small Things的摄像机位于跑车的右后座 ....................................................... 7
图表 7: 按照沉浸感由弱到强划分的表现形式 ................................................................................... 8
图表 8: 360度视频制作流程 ...................................................................................................... 9
图表 9: 消费级和专业级拍摄设备 .............................................................................................. 10
图表 10: Oculus Quill直接在 VR环境中画出 VR动画片 .................................................................. 10
图表 11: 360度视频需要进行无缝拼接 ....................................................................................... 11
图表 12: 360度视频的投影形式主要有四种 .................................................................................. 12
图表 13: Cubemap投影原理 .................................................................................................. 12
图表 14: Offset Cubemap投影重心被后臵 ................................................................................. 13
图表 15: Facebook视频数据分析面板中提供热力图,以显示观众实际观看的角度 .................................... 13
图表 16: Dynamic Streaming效果展示 .................................................................................... 14
图表 17: Viewport-dependent Streaming ................................................................................ 15
图表 18: 现场演示 VR社交魅力,可在 VR内用虚拟替身自拍 .............................................................. 16
图表 19: VR社交难点在于捕捉、呈现和预测,技术成熟后 VR空间内看到的人像仿真度更高 ......................... 16
中金公司研究部:2016年 4月 21日
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纽约 Tribeca电影节 VR影展体验
本月在纽约进行的 2016年 Tribeca电影节上展映了 13部 VR电影和 5部 VR体验。数量
上略少于今年 1月的 Sundance电影节(美国最大的独立电影节)展映的 30多部,但不
少影片都是全球首映。我们团队就近做了调研。
这些影片都较短,时长不超过 20分钟(最短 3分钟,最长 16分钟),但类型、题材多种
多样,类型包括纪录片、故事片、动画片、科幻片、科教片、惊悚片;涉及的题材包括
街头艺术、气候变化、战争难民、动物、天文、外星人、丛林奇幻等等。虚拟现实技术
使这些影片更加生动、逼真,令人身临其境,而我们采访到的电影导演/创作人员也都表
示 VR带来更大的创作空间和想象力,VR语言的探索过程充满乐趣。
图表 1: 2016 Tribeca Film Festival VR影展
资料来源:中金公司研究部摄于 2016 Tribeca Film Festival
惊悚片 Killer Deal获得最多关注。讲述了发生在酒店房间的一场谋杀案和人鬼搏斗战。
观众“亲临”谋杀及搏斗现场,在影片接近结尾时惨烈搏斗带来的鲜血朝着观众飞溅,
在虚拟现实技术加成下的惊悚效果使不少男性、女性体验者失声尖叫。
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图表 2: 惊悚片 Killer Deal令人失声尖叫
资料来源:中金公司研究部摄于 2016 Tribeca Film Festival,Killer Deal海报
纪录片 The Ark、The Click Effect和 The Crystal Reef针对动物保护、环境变化等话题,
通过虚拟现实更加直接的向人们展示这些珍贵的画面,同时也起到深刻的教育意义。The
Ark 记录了濒临灭绝、全世界仅存三头的白犀牛的生存现状,以及全天候被持枪者严格
守护的日常生活;The Click Effect向观众展示了生活在开曼群岛周围那些海豚和鲸鱼
通过类似超声波的叫声来探路或与同伴交流;The Crystal Reef呈现了一片因气候变暖、
二氧化碳排放而大面积消失的珊瑚及依附于珊瑚生存的生物,繁荣多彩的海底世界或将
在不久的将来变成一片光秃秃、寂寥的景象。
动画片的画质与实景拍摄的 360度影片相比更加细腻。时长 16分钟的 Allumette视觉
效果和故事情节都很不错,这部故事中的人们生活在云上建立的世界,一个无家可归的
小女孩依靠点燃彩色火柴来回忆曾经与妈妈的幸福生活。观众在影片有一定的活动空间,
可以从多个角度,甚至穿过船舱、墙壁观看影片中的人物和场景细节。近距离观察(视
觉距离约 10厘米)可以看清楚剧中小女孩的面部表情变化以及衣服上的花朵。
另一部由 Baobab工作室创作的动画影片 Invasion,讲述了两只外星人乘坐飞船到初到
地球,遇到一只可爱的大眼睛兔子的有趣故事。虽然影片时长仅 3 分钟,场景、角色从
画工到数字呈现效果都体现了创建团队的精良制作,特别是当主角兔子出场跳至体验者
身旁,相信没有人能将目光从它身上移开。她闪烁着的大眼睛目不转睛好奇的盯着你,
活灵活现。现场与 Invasion的制作人 Eric Darnell交谈中了解到,Baobab工作室正在制
作 Invasion 系列影片,围绕外星人、兔子制作更多集 VR 动画体验,下一集预计将在今
年年底前推出。
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图表 3: 动画片 Invasion逼真、可爱
资料来源:Baobab,YouTube 视频链接地址
然而,我们最喜欢的参展影片是 Notes on Blindness:Into Darkness,这部影片基
于一位盲人的音频日记而创作,共有 6个章节,每个章节 5分钟。以黑色为主背景,采
用灵动剔透的水蓝色刻画日记中的物体和场景。这部影片不仅表现手法新颖,特别是“听
风”那一章节,观众可以触碰头盔上的控制板向视线范围吹起一阵阵风,风的强度和频
率由手指触碰控制板的时长和频率决定。为了表达盲人的世界,影片创作者在音效处理
上花了一番功夫,将公园场景中人们的交谈声、小孩的嬉戏声、走路声、池塘里的鸭子、
秋千声等等十几种声音处理的层次分明。虽然观众只能看到黑、蓝两色的场景,但层层
分明的音效却创造出了极强的空间感。当观众头部移动时,近处的声音由弱及强,而距
离越来越远的声音渐渐变弱。
图表 4: Notes on Blindness:Into Darkness具有空间层次感的音响效果
资料来源:电影节官方网站
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另一部震撼且引人深思的影片 6x9:An Immersive Experience of Solitary
Confinement,仅用 9分钟时间让观众在虚拟现实的监狱中,体验在 6英寸 x9英寸狭
小监狱中单独监禁的感觉。当用户视线聚焦于场景中的物体(地上的杂志、床边的小桌、
门、马桶等)时,将会听到“你”作为犯人的内心独白。该体验是为了让观众更深刻了
解,单独监禁日积月累会对人的心理造成严重甚至于永久性伤害。这部影片的实景还原
度非常高,很可能是利用 360度相机取景后,再用数字渲染技术处理,使得体验者可以
参与互动,并能够看到出现在墙壁上的文字信息。
图表 5: 6x9:An Immersive Experience of Solitary Confinement让人体会单独监禁的感觉
资料来源:电影节官方网站
通过与在场的影片创作者交流,我们也了解到 VR影片一些独特的拍摄过程和技巧:
► VR影片中观众所在的位臵就是实景拍摄时摄像机的位臵,一般与演员或主要拍摄目
标距离 4~8英尺。以 Hard World for Small Things为例,开场几位演员在跑车
周围聊天的场景,摄像机位于跑车后排右边的位臵,而拍摄团队可以取长镜头 360
度拍摄(3 分钟),这就需要团队隐秘藏身,通过远距离操控拍摄。而 Killer Deal
中,由于主要场景为酒店房间,摄像机被架设于能看清楚整个房间的一面墙壁上,
这也意味着影片的可观看视角为 180度。
► 同一场景下的镜头之间没有间断,这种长镜头拍摄要求演员将故事情节一气呵成,
拍摄中需要离场的人物角色可以直接离开至摄像机远处。
► 有些时候也会进行多次拍摄再后期剪辑,将场景中多余的人和物用正确的版本进行
替换。这种方法适合空旷场景、光线不足等需要拍摄人员在场的片段。
► 拍摄过程中移动摄像机也需要非常小心、平稳,这样才能将观看时由于场景移动带
来的晕眩感降至最低。
► 由于 VR 电影中观众可以随意多角度观看。创作者需要特殊的技巧或专门暗示,才
能引导观众的注意力。比如通过主要演员的动作、音响效果,甚至小鸟、蝴蝶等。
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► “蒙太奇”不能照搬于 VR,而需要重新探索将不同场景组合在一起的新语言。
► “第四墙”十分微妙。既不能完全无视观影者,以致加深了“ghost effect”,但又
不能太重视观影者,以致造成表达失效。
► 从传统电影转型做 VR 电影的创作者需要“遗忘”掉 50~70%的拍摄知识,而从其
他艺术类型(剧场、音乐、绘画)转行也许更有优势。
图表 6: Hard World for Small Things的摄像机位于跑车的右后座
资料来源:电影节官方网站
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Facebook 360视频播映技术
自 Gear VR发售至今,累计视频观看时长已达 200万小时,成为最流行的 VR体验。VR
视频的颠覆性主要体现在为观众打造存在感,通过一系列的“手段”(3D画面、音效等)
“欺骗”、说服大脑,让观众相信他们存在于视频内容当中。这种沉浸体验带来的存在感
被称为鬼魂效应(Ghost Effect),让体验者相信自己身临其境,但事实上却又“隐形”
于 VR场景中。与传统电影过程是 suspension of disbelief(逐渐被导演和演员带入影片
情节)不同,VR电影的初始状态就是“相信”,观影者反而需要提醒自己“不要相信”。
然而,当前 VR/360度视频还处于严重供应不足的状态。Facebook在今年的 F8大会上不
仅推出了开源的 VR摄录设备,还组织了两场专题讲座,讲解 VR/360度视频拍摄、传输
和分享的技术要点。
全息 VR视频沉浸感最强,但 3D 360度视频是目前最有发展空间的 VR视频。按照沉浸
感的由弱到强,视频可分为 2D和 3D的 rectilinear video(长方形直线视频),2D和
3D 的 360度视频和全息视频。2D 360度就是将拍摄的 360度平面视频“粘贴”于球面
而成。而 3D 效果则可以让观众感知到空间和距离。全息 VR 视频则具有位臵追踪功能,
允许佩戴者在特定空间内活动、触碰物体等,虽然沉浸感最强,但当前技术条件实现起
来较为困难,成本很高(Lytro刚刚推出的 亿像素的光场相机,售价 万美元)。
图表 7: 按照沉浸感由弱到强划分的表现形式
资料来源:Facebook F8 2016
360视频制作流程
从创作者的角度,360度视频的制作流程分为:拍摄、处理、剪辑、分享和流媒体播放、
分析等几个步骤。
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图表 8: 360度视频制作流程
资料来源:Facebook F8 2016
拍摄:当下的拍摄设备主要分为消费者版和专业版。消费者版摄像机具有体型小、方便
携带的特性,一般由 2~3 个广角镜头组成,RICOH、Giroptic、GoPro、Nokia 是目前主
流消费者 360度摄像机制造商,产品价格区间在 200~60,000美元不等。而专业级别的
360度摄像机使用更多摄像头和感应器,需要由几个人组成的团队使用拍摄,包括 Jaunt
One、Facebook Surround 360、诺基亚 OZO等。360度摄像机可以模拟人的左、右眼的
观看角度,从而拍摄更为真实的 360度视频。目前直接拍摄具有头部、位臵、身体活动
追踪的 360 度视频,技术上还不能实现。因此这种视频还依赖于数字渲染技术(Digital
rendering)呈现。游戏引擎 Unity和 Unreal就专门推出了 VR版的渲染工具。但是,类
似 Oculus Quill在 VR中创作 VR内容,可能也是未来发展方向。
拼接(Stitching):拍摄完成的 360度视频还需要比传统电影制作多一步工作,也是非
常重要的一步。那就是把多摄像头、多角度拍摄的内容进行无缝衔接,剪切角度重合的
内容,拼接成完整、连贯的 360度视频。这项工作可以由具备拼接功能的摄像机设备自
动完成,而有时拍摄者由于拍摄条件的限制而采用多次、多角度取镜,就需要后期借助
电脑软件编辑完成。拼接决定了 360度视频的品质,衔接粗糙的视频将直接影响用户观
看时的沉浸感。
音频混合(Audio Mixing):人的大脑对声音具有很强、细致的感知能力,在 360度的
虚拟现实空间中人们所听到的声音需要对应正确的发声源。这就使得 360度视频比传统
视频制作更为困难,要求音频与画面、及音频对应物体的精准程度更高。好的 360度视
频在体验者移动头部空间发生变化时、视频中发声的物体移动时,都需要音频、音效相
应的配合物体与体验者的距离、移动方向而变化,这样才能够营造出真实的存在感。
投影形式(Projection Format):在进入视频播放展示之前,完成以上制作流程的 360
度视频还需要通过后台软件将球面视频先转化为普通长方形视频进行更为细致的编辑工
作,之后再转回可展现的球面视频。360 度视频的投影形式目前主要分为四种:
Equi-rectangular、Pyramidal、Cubemap、Offset cubemap。
► Equi-rectangular 最常见,这种形式将球面视频进行平铺展示(类似我们平常看
到的世界地图),横向 360 度,纵向 180 度。但是,这种经过平铺过后的画面,特
别是画面的上、下两极像素较低,且画面被拉长。
► Pyramidal也不是理想的选择,基于这种立体几何体所营造的画面在数据处理时对
GPU要求较高;并且当观众快速切换角度超过 180度时,像素和画质会大幅下降。
► Cubemap是基于正方体空间而展现内容的方式,它将拍摄完成的 360度球面视频
点对点映射于正方体的六个面,营造了正方体内的 360度场景。
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► 360度视频最适合的展现形式是 Offset cubemap,与 cubemap同样基于正方体,
然而观众不再处于几何体的中心,而是在偏离中心靠后的位臵,这样能够使各个视
角的画质折损最小化。
分析(Analytics):对于 360度视频的创作者,最大的疑问就是观众是否体会到创作者
的用意。因此,在 Facebook 的数据分析面板上,除了与传统视频一样的观看数据以外,
还增加了热力图,体现观众观影时实际观看的角度,以检测创作者引导观众注意力的有
效性。
图表 9: 消费级和专业级拍摄设备
资料来源:各公司网站
图表 10: Oculus Quill直接在 VR环境中画出 VR动画片
资料来源:Oculus Story Studio 视频链接地址
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图表 11: 360度视频需要进行无缝拼接
资料来源:Facebook F8 2016
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图表 12: 360度视频的投影形式主要有四种
资料来源:Facebook F8 2016
图表 13: Cubemap投影原理
资料来源:Facebook F8 2016
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图表 14: Offset Cubemap投影重心被后臵
资料来源:Facebook F8 2016
图表 15: Facebook视频数据分析面板中提供热力图,以显示观众实际观看的角度
资料来源:Facebook公司网站
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Facebook Dynamic Streaming技术优化 VR视频传输
目前大部分 360度视频为 30fps的 4K画质,但事实上在 3D场景中平铺后,原 4K画质
像素被降低,即便在距离镜头几英寸时所拍摄的画面也不够清晰。而满足 360度视频理
想画质需要双眼视角都达到 6K,每秒传输帧数 60fps。但目前没有达到 6K级别,但达到
6k级别的分辨率又将面临两个难题:
► 比特率(Bitrate)不足:单位时间内传输/送或处理的比特的数量还不能达到 6K 级
别。
► 终端解码问题:假设比特率达到 6K级别要求,但移动设备并不具备相应的解码能力,
目前 Gear VR因搭载手机只能以 30fps的速度进行解码,而 PC设备现在也仅达到
4K解码能力。
Dynamic streaming技术将根据观者的视线变化而调节视频像素,提高观者视线聚焦部分
的像素,而降低其他部分的像素。这项技术需要实时掌握观众眼镜的焦点,当焦点变化
时能够对内容像素及时调整。这一技术可将有效对焦点范围像素提高 43%,数据传送速
度要求降低 29%,缓冲时间减少 48%。Facebook现已支持 6K视频,不久将把清晰度提
升至 8K,甚至今后会支持 10K视频。
Dynamic Streaming 的目的是更有效的向观众呈现他们双眼聚焦的核心画面,允许观众
快速转换视角时,也能及时调整主要画面和次要画面的画质,保证视线所到之处都是清
晰的画面。该技术由三部分组成,projection、viewport-dependent streaming和 client-side
playback。
► 投影(projection)利用最有效的展现形式来存储、呈现理想的像素。
► Viewport-dependent Streaming优化观众视角及视角变化后的视频画面。
► Client-side Playback:Timewarp技术预判观众视角变化,将画面转译为新视角下的
内容。
图表 16: Dynamic Streaming效果展示
资料来源:Facebook F8 2016
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图表 17: Viewport-dependent Streaming
资料来源:Facebook F8 2016
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Facebook VR社交
对于 Facebook来说,VR不仅体现为游戏和媒体功能,更是未来人们社交的主要媒介。
Zuckerberg 就希望自己女儿的蹒跚学步可以通过 VR 与亲友分享。在 F8 大会上,公司
CTO Mike Schroepfer现场演示与30英里之外的同事通过Oculus Rift在虚拟空间中对话、
玩游戏,一起看 360 度视频,游玩伦敦,甚至以自选替身的身份合照自拍照,并分享到
Facebook上。
当然,目前技术离 VR成为终极社交媒介的目标还很远。Oculus的研究总监 Yaser Sheikh
在随后的演讲中概述了社交 VR 的技术难点,包括需要捕捉人类微妙的肢体和面部语言
(嘴部和眼部的微表情细节远比手部动作更能捕捉),并且进行实时呈现,以便在虚拟空
间中看到的人物形象与真实空间完全一致。更有甚者,为了对抗网络延时性,还需要提
前数秒做出预测。
图表 18: 现场演示 VR社交魅力,可在 VR内用虚拟替身自拍
资料来源:Facebook F8 2016 视频链接地址
图表 19: VR社交难点在于捕捉、呈现和预测,技术成熟后 VR空间内看到的人像仿真度更高
资料来源:Facebook F8 2016