技术市场双向赋能！XR虚拟拍摄今年“变”在哪？

2022-12-23 10:29

行家说Display

2022年，在疫情及元宇宙的多重影响下，多地建起了虚拟拍摄摄影棚，LED虚拟拍摄也迎来了新的发展周期。那么在这一轮发展周期当中，XR虚拟拍摄的应用场景有何变化?形态上有何新的特征?对技术是否提出的新的要求?

虚拟拍摄不仅在LED显示屏的硬件上要求高，同时驱动IC等显示控制也较为关键。行家说协同驱动IC龙头企业聚积科技，以及虚拟摄影棚幻映纪元共同就XR虚拟拍摄的“变化与发展”，探求LED显示屏幕的形态变化，以及驱动IC等显示控制在新需求下的技术升级。

应用场景细分：虚拟制作(VP)与扩展现实(XR)

先从应用场景来看，在XR虚拟拍摄中，具体的应用场景正在不断地细分，从最初的电影拍摄，逐步扩展到多个虚拟制作方向，包括电视节目、广告拍摄、音乐制作等，而根据这些应用场景，显示屏的形式，以及其他附加技术也在不断变化。

这种变化可从今年虚拟拍摄的定义演变中窥见一二。当前XR虚拟拍摄可分为LED VP虚拟拍摄和XR拓展现实。

VP(Virtual Production)由大型LED屏环幕搭建完整的虚拟背景，所拍即所得，摄像机的拍摄范围限于屏幕之内，由屏幕完成真实感的搭建。这种虚拟拍摄通常用于电影拍摄、电视剧制作、广告录制等。

XR(Extended Reality)是对实景进行了扩展的虚拟拍摄技术。XR结合了LED 屏幕及相机跟踪技术，实时生成内容，增强现实并制作了虚拟空间，可将物理空间无缝扩展到虚拟世界。主要应用在综艺、广告、演播室、直播等场景中。

这种定义的分化一定程度上也反映了当前虚拟拍摄在应用市场的变化。

此前的XR虚拟拍摄多指VP，VP用于电影等影视拍摄，具体形式以弧形屏+天幕屏的为主，主要是因场地较大，且弧形屏可以避免中缝带来的色差。在VP应用中，对LED大屏要求较高，目前属于目前行业金字塔级别。

当下随着扩展现实技术的发展，XR虚拟拍摄在综艺、直播当中应用加速。因需要对场景进行拓展，也为更灵活地契合多个应用场景，多以三折屏的形式出现，尺寸相较影视拍摄明显更小。

技术赋能，寻找新的突破口

从近年来XR虚拟拍摄的变化来看，这种定义的分化源于技术与市场的双向推动。在疫情影响及元宇宙推动下，XR虚拟拍摄技术逐步被消费者接受，可推广至多个应用场景。

针对近年XR虚拟拍摄在整个拍摄市场的变化，行家说Research和聚积科技联合采访了北京虚拟制作摄影棚幻映纪元负责人沈涛，他认为，“影视行业的存量是固定的，相对而言抖音、淘宝等直播带货平台的增量则更被期待，对于直播平台的审美疲劳必将带来内容制作者的视觉升级需求，包括虚拟背景、视觉特技、虚拟人甚至是元宇宙概念，差异化视觉将在未来短视频市场成为流量的新关注点。”

这种差异化的视觉需求为XR虚拟拍摄带来了新的形式，使其能快速落地于直播等场景当中。

这种场景的变化也不断萌生出新的技术变化，如在直播场景中，摄影棚逐步小型化，由此也推动了显示产品微缩化、集成化;同时，为降低成本拍摄成本，供应链也推出了多机位拍摄、插帧拍摄等技术，这些技术与市场背景相辅相成，不断拓宽LED显示新的应用边界。

小型化场景

在硬件成本和技术门槛都相对较高的情况下，小型化场景的需求逐渐起量。小型化场景既能把控成本，技术门槛也相对较低，对透视和灯光等要求不高，也成为了一个新的发展方向。

但值得注意的是，摄影棚的小型化使得摄影机与显示屏的距离会更近，那么LED显示屏的间距也会逐步微缩化。

在LED虚拟拍摄应用中，LED显示屏的点间距范围也逐步扩大，此前产品多在P3以上，近期常用的LED显示屏的点间距落在P1.5(特写、近距拍摄)-P2.8(背景、远距拍摄)，近距拍摄的场景也开始增加。

因点间距微缩，在Mini/Micro LED应用中背板面积有限，驱动芯片需同时具备高整合以及支持高扫设计的特性，并搭配行扫共享架构才能提升背板面积利用率进而实现于更小间距的应用。

在高扫方面，如下图所示，以16通道产品为例，使用一平方米的箱体，随着扫描数的提升，驱动IC的数量可以相应下降，可有效地应用于Mini/Micro LED产品当中。

针对这一问题，聚积推出了MBI5265，支持96扫设计，在4K解析度/ 0.9375mm间距的LED显示屏中可省下32,400颗驱动IC，进而减少了热功耗;此外，其显示规格最高可达16-bit/ 7,680Hz，同时作为高扫规格产品，在低灰等显示效果优化也做了一定提升。

除此之外，为平衡高端场景需求，聚积还推出了共阴极产品MBI5762，为特别针对虚拟制作所研发的驱动IC，规格为16扫/ 16-bit/ 7,680Hz/ 240 帧率，其具备的「超视觉运算」(Hyper Vision Calculation)技术，可修饰扫描线、低灰刷新不足等画面问题。

而LED虚拟拍摄中所使用的天幕屏，亦需因应拍摄场景的要求打造自然环境光，从烈日阳光、傍晚的夕阳到黑夜的月光，LED天幕的亮度变化与灰阶效果也越来越受重视。聚积近期推出的LED驱动芯片MBI5262，可支持高亮度，在最高16扫的设计下，仍可提供16bit灰阶与7,680Hz刷新率，并能实现均匀的色彩表现，满足LED虚拟拍摄的需求。

聚积科技也将于2023年1月31日至2月3日在巴塞罗那举办的ISE 2023展览上演示一系列新品，有兴趣的读者亦可前往参观 (聚积科技摊位号: 5H-240)。

多机位拍摄

在常规的影视拍摄中，为了提高拍摄效率，保证拍摄能一次成功，一般都会采用多机拍摄的方法，这也是较为常见的提高拍摄容错率的一种方式。

但是LED显示屏在不同角度观看会出现不一样的色彩，那么在LED虚拟拍摄常用的直角屏和弧形屏中，在不同的角度观看，会呈现出不同的色彩，即色彩偏移，通常是使用软件校正，以达到色彩的统一。

同一块显示屏在不同角度观看颜色具有差异

而单就硬件而言，行家说Research根据供应链提供的实验数据，对比了在不同角度下正装芯片和倒装芯片显示色彩效果的变化，正装结构以SMD为代表，倒装结构COB为代表，如下图所示：

左边两张图表分别为Mini LED COB产品的亮度、色温变化，右图表分别为SMD产品亮度、色温变化。可以看到，从90°位置到平行观看，COB产品色温变化更为平缓，SMD产品相较而言变化幅度较高。对此，行家说Research认为这种色温的差异可能源于正装打线结构对灯珠光线的遮挡，在摄像机需大角度移动的拍摄场景下，倒装结构呈现的画面变化更为平缓。

多帧拍摄

除了色彩偏移的问题，多机拍摄场景下，显示屏与摄像机的配合也能在拍摄中实现效率的提升，从而提升市场容错率和降低成本，关于这一点Brompton、诺瓦星云等显示控制企业发布了插帧拍摄的技术。

Brompton在其官网介绍，许多虚拟制作工作流程依赖于摄像机跟踪，当摄像机跟随显示屏前面的实景动作时，此时会更新LED背景上数字内容的视角，从而创造出实地拍摄的错觉。

然而，这种跟踪意味着场景只在一台摄像机上看起来是正确的，因为 VFX 只针对一个特定的摄像机视角进行了渲染。额外的摄像头会从错误的角度看到背景。插帧技术克服了这一限制，使多个摄像机能够以正确的视角看到一个独特渲染的背景，即使这些摄像机位于不同的位置并且都在查看同一个 LED 屏幕。

以诺瓦星云的插帧技术举例，例如在60帧的视频中，可在奇数帧播放A画面，偶数帧播放B画面，A摄影机拍摄A画面，B摄像机拍摄B画面。