刘达：未来我国电影发展 须从三个方面实现提质升级

　　日前，在由科普中国网主办的第一期《科普中国·新参》沙龙上，中国电影科学技术研究所高新技术研究部主任，教授级高级工程师、上海大学上海电影学院客座教授刘达针对虚拟现实/增强现实（VR/AR）技术在我国电影产业的发展与应用进行了全面分析。

　　电影科技发展与演进趋势

　　据介绍，目前我国数字影院已有8703家，数字银幕达46565块，其中3D银幕占比达到94.5%。“十三五”时期我国电影产业的发展重点是提质升级。今年年初我国在银幕数量上已经超越美国，位居世界第一。虽然我国每年的影片生产数量和影院建设规模非常之大，但是高质量的影片比较缺乏，电影关键系统和核心技术的自主研发能力也相对较弱，这些因素制约着我国电影产业实现提质升级。

　　“‘十三五’时期我国电影产业的发展目标是从数量规模型向质量效益型转变，特别是近年来一些新兴视听技术，包括4K、3D、巨幕、HFR、HDR、激光放映、沉浸式声音等，以及云计算、大数据、物联网、人工智能、机器学习等新一代信息技术，一方面显著提升了电影的视听质量，另一方面也积极推动了电影产业的信息化和智能化升级，促进电影产业加快向高新技术产业转型升级。”刘达说。

　　刘达指出，数字电影系统的两大核心要素是质量（Quality）和安全（Security），拥有卓越的视听质量和完善的内容安全保障是电影的生命力所在。电影产业实现可持续发展的三个关键要素，一个是节目摄制质量，一个是影院放映质量和观影体验，一个是内容安全和版权保护。

　　电影高新技术的发展与应用

　　据了解，电影视听质量和观影体验的提升，离不开两大领域关键技术的支撑：一是新兴视听技术，包括4K、8K、HFR、HDR、WCG、视觉特效（VFX）、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等，二是新一代信息技术，包括云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、机器学习等。这两大领域的技术发展支撑着电影提质升级。

　　刘达指出，近些年来，电影拍摄制作领域呈现出新特点和新趋势，最基本的趋势就是全球化、网络化、分布式、协作化、专业化和融合化。一方面是制作功能加速整合，制作流程不断优化，使制作功能和效率不断提升；另一方面是制作规模和要求也在不断提升，导致制作分工越来越精细和专业，这为数字电影网络化分布式协同制作奠定了基础。

　　VR/AR技术近年来炙手可热，但在电影行业目前还处于发展与应用的初级阶段。而电影领域的VR/AR应用很重要的就是提升沉浸感、临场感和体验质量。“数字电影是VR/AR的重要应用领域，电影应用在节目源端（编码端）开放，其注重摄制手段的丰富性和多元化，不管通过什么手段让制作后的技术指标符合电影要求，都可以进入这个领域。”刘达认为，VR/AR二者的重要区别就是VR主要强调完全沉浸感，AR强调虚实融合，这两方面都非常适合电影的应用。未来的发展，专业电影VR/AR领域与消费娱乐领域的应用肯定是有显著区别的。VR/AR技术具有三个关键特征：Immersion（沉浸性）、Interaction（交互性） 、 Imagination（构想性）。未来随着整个社会智能化进程的不断推进，Intelligence（智能性）将成为VR/AR的重要特征，其依赖于智能科学技术的发展与进步，涵盖人工智能、机器学习、认知计算、脑科学等。

　　VR/AR的六大支撑技术

　　一是立体显示技术。立体电影有偏振光分光立体显示、图像分色立体显示、分时立体显示等实现方式，但在VR领域主要强调沉浸式体验，目前采用的是头戴显示设备（HMD）。

　　二是多感知自然交互技术。这涉及到动作捕捉、面部表情捕捉、眼动追踪，3D光感应，包括深度信息获取，语音交互和识别，以及触觉技术、数据手套、模拟器等技术。

　　三是立体建模技术。涵盖CG/CGI计算机立体建模、立体摄像机、360度全景拍摄、三维激光扫描、虚拟现实/增强现实引擎等技术，其中VR/AR引擎很关键，最终VR/AR场景要做数字合成和后期制作。

　　第四，3D全息投影技术。涵盖投射全息投影技术和反射全息投影技术，未来将会出现裸眼全息投影技术。

　　第五，脑机接口（BCI）技术。目前还处在初级阶段，未来发展可能通过意念、意识来实现人机交互。

　　第六，机器学习（Machine Learning）技术。机器学习即通过算法，使机器能够从大量历史数据中学习规律，从而对新的样本做智能识别或对未来做分析预测。机器学习对于推动电影产业的智能化升级极为重要，其基本思想就是通过不断学习和训练，利用经验来改善和提升系统性能。机器学习遵循以下基本步骤：确定训练数据集；使用训练数据集训练或学习模型，构建学习器；使用验证数据集评估学习器性能，进行模型选择；使用最终模型对测试数据进行预测，输出预测结果。机器学习的最终目标是使学习或训练得到的模型能够很好地适用于新样本，即具有强泛化能力，避免过拟合和欠拟合现象发生。

　　在电影摄制领域，方便快捷的素材采集机制和智能高效的后期处理技术极为关键。其中，在后期处理方面，涵盖更具普适性的基于机器学习和认知计算技术的三维运动数据/面部表情数据重用技术和三维动画智能化生成技术等。

　　现在VR/AR主要的发展瓶颈是高品质的VR/AR内容稀缺。VR/AR技术在电影领域的应用前景主要如下：（1）基于VR/AR技术的3D沉浸式观影体验将会逐渐成为观影新模式；（2）VR/AR技术将对3D影视制作产生重要影响，促进电影虚拟摄制技术应用，创新电影摄制手段，并使观察视野突破屏幕物理尺寸限制；（3）VR/AR技术应用将会对观影环境以及银幕、眼镜等电影放映辅助设施产生重要影响，加快相关设备技术升级进程。

　　因此，要适应视觉特效影片应用需求和电影虚拟摄制技术发展需求，以“十三五”电影提质升级为契机，积极推广应用VR/AR技术，加快制作影院级沉浸式VR/AR内容，提升视效电影的摄制质量和科技含量。此外，应当紧密结合可穿戴设备技术及相关软硬件系统的发展进步，以及智能科学、无线通信和无线信息传感技术发展，实现VR/AR相互促进和有效互补。

　　加快我国电影提质升级的思考和建议

　　关于我国电影的未来发展，刘达提出几点思考和建议：

　　第一，要进一步深化对电影本质的认识，中国电影要走高科技和自主创新发展道路，大力发展计算机视觉、机器学习、认知计算、虚拟摄制、虚拟现实、增强现实、人机交互等技术，不断丰富电影摄制手段，创新电影视觉表达模式。中国电影的发展升级，一方面要借鉴发达国家的成功经验，借鉴好莱坞，另一方面需要结合国情走中国特色的创新发展道路。

　　第二，要综合应用4K、8K、3D、巨幕、HFR、HDR、WCG、VR、AR、MR等视觉表达手段，全面提升国产影片的科技含量、视听品质和观影体验。我国要积极实施电影精品战略，持续推出具有卓越视听品质与创作水准的优秀作品，有效改变国产电影作品“有高原，缺高峰”现状，加快电影强国建设步伐。

　　第三，要以电影产业提质升级为契机，对我国电影产业的信息化、智能化升级进行顶层设计，创建基于大数据分析和机器学习技术的现代电影智能化生产制作流程和产业服务模式。电影产业已经进入大数据时代，数据密集型应用将会越来越多，智能化是电影产业发展的必然趋势，机器学习是大数据分析的核心技术。我国要加快实施电影大数据的采集、挖掘、处理、分析和可视化，推进机器学习技术应用，优化电影工艺流程和产业结构，以实现科学发现产业规律、准确把握产业趋势和有效规避产业风险。