2019/01/18

伪/真全息,伪/真AR,360全景摄影/VR 

看标题就说明了,我们将要讲清楚这三件事,和目前真伪之分。

1.伪全息和全息投影

2015年的春晚,李宇春的节目《蜀绣》让很多人印象深刻,春哥在表演时一下子分了三个分身出来,形成4个李宇春同台的奇特场景,在社交媒体上引发阵阵惊呼。

同样的反应在国外网友中也有,2012年在rap歌手Dr.Dre和Snoop Dogg的演唱会上,已故美国嘻哈巨星Tupac以虚拟影像的方式重登舞台,光着上身在舞台上来回走动的Tupac甚至还向观众打招呼,一切都看起来非常真实,观众们以为自己活见鬼了。这引发Twitter上嘻哈粉们的热烈讨论,还创立了一个搞笑账号@HologramTupac。

还有已故天王Michael Jackson的“全息”复活表演。

没错,舞台效果是很棒,然而,它们都不是全息(hologram)。

实际上这是一种聪明的光学错觉技术,名为“Pepper’s Ghost”(佩珀尔幻象)。对其最早的描述可以追溯到16世纪的一位意大利科学家,而它的名字则是来自于19世纪的英国人John Pepper,因为他最早将其应用到舞台表演艺术上。

这种古老的技艺加上现代高水平的计算机渲染技术造就了舞台上逼真的影像。但它重点是计算机渲染技术而不是显示技术的进步带来的。

“非常厉害,这毫无疑问,”杜克大学负责图像与光谱学项目的负责人David Brady对Tupac的影像评论道。“最让人印象深刻的是它看起来就像真的一样,细节好而且非常自然,但这只是计算机渲染而不是显示技术的进步带来的。”

那么,佩珀尔幻象是如何运作的呢?

如上图所示,观众们看着舞台上的出现的虚拟影像,他们没有看到的是舞台上藏着的一块透明玻璃和舞台下面的真实表演。灯光打在真实表演者身上,透过玻璃映射在舞台上的特定区域。因为早期的灯光不是很强,所以观众看到的影像亮度低,就像鬼影一样。

现代的佩珀尔幻象表演可以做到栩栩如生,是因为我们有了高流明度的灯光和出色的CG技术。但其展示原理和最早的表演仍然是大同小异。

就Tupac的那场表演来说,其背后的制作公司AV Concepts没有用玻璃,而是用了一种专用的Mylar膜,也就是所谓的“全息膜”,国内的许多全息表演也是一样。鱼果动画的多媒体设计师王之纲EGO在知乎的一个回答中写道:商业上常用的全息技术大致可分为两类:一类是背投方式,投影机直接将影像投射到全息膜上。另一类是利用反射,将投影或LED图像反射到呈45度放置的全息膜上。

上图是鱼果做过的一场全息投影的舞台。他们利用的是反射原理,LED在地面上,与全息膜呈45度夹角。

央视此前也报道过春晚李宇春的表演是如何实现的,也是类似的方法,舞台上架一个45度角的全息膜,利用地面的影像源,折射上去。

王之纲所说的两种全息技术,其实第一种应该称之为投影,而后一种则是佩珀尔幻象。

目前,绝大多数我们看到的舞台表演中运用的所谓全息技术,都是佩珀尔幻象或是投影,不应该被称为全息。全息可以说是黑科技,但佩珀尔幻象实现起来并不难,你甚至可以自己DIY做一个,比如,这个加拿大人就在2007年利用佩珀尔幻象自己做了一个万圣节鬼屋。

伪全息的制作:再教大家更简单的方法,首先,大家都有手机吧。好的,先去网上下载一些“全息投影素材资源”。

就是类似这样的素材,四个面展开的小人儿一段视频。然后再找一个这样的东西,看下图。

然后房间调暗一些,播放视频吧,把这个东西放在中间,大功告成!

如果这些不是全息,那么真全息是什么?

维基百科对全息是这样定义的:全息术(英语:Holography),又称全息投影、全息3D,是一种记录被摄物体反射(或透射)光波中全部信息(振幅、相位)的照相技术,而物体反射或者透射的光线可以通过记录胶片完全重建,仿佛物体就在那里一样。通过不同的方位和角度观察照片,可以看到被拍摄的物体的不同的角度,因此记录得到的像可以使人产生立体视觉。

由于全息实现的效果和佩珀尔幻象达到视觉效果类似,致使许多人将两者概念混淆,不仅观众称其为全息,媒体也不假思索地跟风报道,实际上它们是不同的技术。

具体区别如下:

真全息是能在空气里显示出影像,换角度观看不影响清晰度,而且人体能穿透画面走过去。

伪全息是用倾斜成各种角度的光学材料折射光源形成全息的视觉效果,只能在设计好的角度观看,想穿过去会把脑袋碰个大包。伪全息现在已经可以使用手机和特制视频,通过自制设备实现。

真全息有6个主要的深度线索:

1、透视:远处的物体看起来更小;
2、遮挡:近处的物体会挡住处的物体;
3、双眼(立体)视差:左右眼看到同一物体的不同视图;
4、单眼(运动)视差:当头部运动时,远处和近处的物体会以不同幅度运动;
5、聚合:当眼睛聚焦在近处物体时两眼视线汇合;
6、调节:根据物体的距离,眼球相应地调整焦点。

全息影像就是要把这6个深度线索全部重现,完全骗过大脑,让它以为“见到鬼”了。一款全息显示设备至少应该为一位用户创造虚拟三维物体影像,且要满足第1-5条深度线索。

初音未来和里约8分钟是不是全息?

这个问题问的应该是初音未来的演唱会是不是全息,这个基本可以说是否定的,因为它用的就是一个平面投影机制,缺少第3、4和5个深度线索,从侧面看就是平的;里约8分钟所用的技术目前不能确定,但猜测也应该是某种类似的投影机制。

Magic Leap 和 HoloLens是不是全息设备?

如果Magic Leap和demo中演示的一样,那么他们都是,它们可以满足第1-5条深度线索,甚至是第6条。

三角(四角)玻璃展示台是不是全息?

不是,其原理也是佩珀尔幻象,你可以看到影像的三个或四个面,并不是360度。

VR头盔是不是全息设备?

带空间位置追踪的头盔是全息显示设备,比如HTC Vive和Oculus CV1,因为其支持1-5条深度线索,而Gear VR和Cardboard不是。

3D电视是不是全息设备?

不是,因为没有第4条深度线索。

通过以上这些问题,我们大概可以了解全息想要的视觉效果是什么。实际上,本文的这一标准已经是经过妥协的,许多人认为HoloLens不应该被称为全息显示设备,而是伪全息,因为你需要戴个笨重的头盔来看到那些影像。这些人并没有错,但把HoloLens称为全息也不是不对,它确实可以实现同样的效果,毕竟许多人看清真实世界还需要眼镜呢(近视),看全息多个眼镜能怎样。

对于大众来说,只要不把科幻电影里那种像手电筒一样打出一个全息影像当成真实的全息技术,不把佩珀尔幻象这种2D光影技巧当成全息,就够了。

2.伪AR和真AR

里约奥运期间,QQ利用AR技术来实现了过亿人次的火炬传递活动,取得了空前的口碑。这场AR营销也启发了许多互联网同行们。

其后,UC头条和天猫也顺势而已,推出了AR营销玩法。在Pokemon Go的余温中,AR貌似从游戏领域跳开,转而在营销领域找到了新的活力。

但是,在AR营销渐入佳境之时,我们有必要泼一盆冷水。那就是:不是你看到的所有“AR”营销,都配得上叫做AR。比如上述两个例子,严格来说并不是AR技术,充其量是LBS技术的一个升级版。

UC头条的玩法是,让你站在广州塔的前面,对准它扫一扫,然后可以获取红包。但实际上,你只要站在广州塔附近几百米距离内,对准任何物体扫描,都可以看到红包。天猫“寻找狂欢猫”的道理也是一样,都是基于LBS技术实现的。

而真正的AR技术,必须要有图像识别的过程。比如QQ AR火炬,以及最近苏宁做的“捕捉十二星座萌狮”活动,都是要用摄像头扫描一幅特定的图像,才会触发AR算法,“跳出”吉祥物来。

类似于微软Hololens中搭载的AR技术,不仅要识别现实场景,还会利用立体摄影机、红外线来测量景深,探知空间的结构,从而把3D建模与现场场景无缝结合。手机固然没有这么多硬件支持,但利用摄像头至少可以做到图像识别。

在图像识别的基础上,把预设的3D建模“投射”在用户的相机画面里,才叫做AR(比较初级的AR)。单纯基于GPS定位所实现的效果,是伪AR,严格来说并不是增强现实。

此外,真正的AR还有一个特点,那就是基于图像识别等技术,当用户拿手机走近、走远相机里的3D建模时,它会出现相应的大小、角度的变化,就如同真的在那里。而上面说的UC头条和天猫的玩法,并不能做到这一点。

换句话说,它们没有调取AR引擎。在QQ AR火炬和苏宁双十一“寻找萌狮”活动中,两家公司都是用了亮风台科技的HiAR SDK来做AR技术的驱动引擎。后者在AR领域已经有近4年的技术积累,并也研发了对标微软Hololens的HiAR Glasses。

接入AR SDK后,摄像头捕捉到的画面才会被充分利用、加以分析,然后把吉祥物等3D建模精准地与之结合起来,实现那种“如临其境”的效果。

硬件领域,也有一些伪AR设备,比如智能眼镜。早期的Google Glass虽然引领了潮流,但终究不属于AR眼镜之列,现在竟被媒体誉为AR眼镜的鼻祖。其实,包括后来的SONY SmartGlasses等设备,都不是AR眼镜。

目前,真正应用AR技术的眼镜,只有微软的Hololens、Meta 1、爱普生的Moverio,以及亮风台的HiAR Glasses等。

AR作为一项成长中的技术,其市场前景正逐步明朗。围绕AR展开的二次开发也开始在游戏、营销和硬件等领域大量萌生。而一些基于LBS实现的伪AR,并非是真正的AR技术。

3.360全景摄影和VR

这个很简单,一张图就讲的很清楚了。

Article Tags

Related Posts