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春晚高科技解密:虛擬主持人與全息投影
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春晚高科技解密:虛擬主持人與全息投影

編輯:格非兒 文章來源:數字展示在線 發布日期:2015-2-20 22:34:45

  一、虛擬主持人陽陽與動作捕捉

  雖然看起來就是個卡通形象,但春晚吉祥物陽陽可是有正經工作的哦,它的工作叫“虛擬主持人”。洋氣點的解釋就是:在虛擬演播室的基礎上,將節目中的主持人由真人替換為虛擬的角色,形成了這種新的節目表現形式。它既可以將虛擬主持人放于虛擬的場景中,形成“虛擬場景 + 虛擬人”的模式,也可以將虛擬的主持人置于真實的生活場景中,形成“真實場景 + 虛擬人”的模式。

春晚高科技解密:虛擬主持人與全息投影

  其實,陽陽并不是第一個虛擬主持人。世界第一位虛擬主持人是由英國 PA 新媒體公司制作的安娜·諾娃(annanova),她一出場就獲得了世人的矚目。緊接著她之后又出現了一系列的虛擬主持人,如日本推出了寺井有紀 (Yuki)、美國推出了薇薇安(Vivian)、韓國推出了露西雅(Lusia)等。

  中國推出了歌手虛擬主持人阿拉娜(Alana),但是首位電視虛擬主持人是 2004 年央視在《光影周刊》中推出的“小龍”。

  但當時的科技發展還難以做到對人的動作、表情等實時捕捉,使用的都是一些電腦預先設置好的動作,故而“他們”的動作不夠自然連貫,只具備模式化的主持風格和永遠不會轉動的眼珠,很快就被觀眾冷落。這和陽陽還是有差距的。

  這次為陽陽提供技術支持的是我們之前報道的諾亦騰和“PERCEPTION 騰挪”慣性動作捕捉系統,通過對表演者動作的實時捕捉,進而驅動虛擬的陽陽,再與實際演播室以及真實的主持人相結合,最終得到虛實結合的電視畫面,從而實現了虛擬人物與真實主持人的互動。2014 年世界杯期間,CCTV5 的“我愛世界杯”和 CNTV 的“超級世界杯”節目就采用過這一技術。

  看似普通的陽陽,也有高科技,陽陽身上有不少關鍵技術:

  高性能計算機:主要用于圖形渲染和大數據的計算,以實現角色動作的真實、流暢、連貫。

  3D 虛擬引擎:三維場景的質量很大程度上決定了最后節目的質量,市面上主流的 3D 虛擬引擎有 Unity 3D、Unigine、CryENGINE、UDK 以及廣播電視使用較為廣泛的 Vizrt 等。各引擎在不同的領域都有各自的優勢,選擇一款合適的引擎可以使場景搭建商事半功倍。

  攝像機位置追蹤:“虛擬場景 + 真人”和“真實場景 + 虛擬人”的節目形式,由于最終會將真、假攝像機拍攝的畫面進行摳像重疊處理,就涉及到真實場景中的攝像機和虛擬場景中攝像機的同步問題。現在主流的像機跟蹤技術有圖案識別技術、機械跟蹤技術、標記點跟蹤技術、無軌定位跟蹤技術四種方法可以實現。

  動作捕捉系統:這整套的系統想要完美的運行起來,角色動作的實時采集設備是必不可少的。市面上主流的動作捕捉技術有光學動作捕捉技術和慣性捕捉技術。前者由于對場地光線有較為嚴苛的要求和復雜的操作體驗,現階段還沒有很好的動作實時捕捉解決方案,因而難以實現在大型舞臺上和演播室中應用。而后者基于傳感器的原理,采用無線數據傳輸的方式,無懼遮擋和距離限制,是較好的舞臺和演播室實時動捕解決方案。

  二、李宇春全息舞美演繹《蜀繡》

  我男神終于出來唱歌了,還這么客氣,帶來了自己家仨弟弟當見面禮:李宇夏、李宇秋、李宇冬。據說這是本屆春晚最時尚的創意類節目,春晚劇組利用“全息投影技術”,制作了三維舞臺仿真,舞美工作量巨大,是羊年春晚造價最高的一個節目。

春晚高科技解密:虛擬主持人與全息投影

  事實上,主持人將其稱為全息技術并不準確,稱為三維投影技術更合適。三維投影技術就是投影在不規則的物體上。而之所以說這不是全息,是因為這個節目只能在特殊角度才能看全,轉下角度就看不完整了。真正的全息需要做到 360 度視角。前段時間,周杰倫和“鄧麗君”合唱《紅塵客棧》就是用的這個技術。

  相關技術介紹

  全息技術其實就是實現三維圖像的記錄和再現。第一步是利用干涉原理記錄物體光波信息,記錄的難題早在1947 年就被攻克。一般的三維圖只是在二維的平面上通過構圖及色彩明暗變化實現人眼的三維錯覺,而全息影像則包含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對比度等信息,觀察者可以多角度來觀察圖像在不同角度的形態變化,如同有個真實的物體在那里一樣。當然,現在的技術已經不再局限于記錄真實的影像,還可以制作完全虛擬的三位數字影像。

  全息技術的第二步:再現,也就是利用衍射原理再現物體光波信息。這在2001年才取得突破。主要歸功于全息膜技術的誕生,使三維圖像的再現成為可能。依靠這薄薄的透明膜,無論是T形臺上的流光溢彩,還是舞臺上虛幻影像,都可實現。隨著全息膜的技術進步,現在一些全息膜里面有許多細細的線路絲。借助這些線路絲,人們通過手指觸摸就能與全息影像進行互動。

  介紹完全息技術的梗概,再來看三維全息投影技術,通俗的講就是"幻影成像",類似于大自然中的海市蜃樓,是一種無需配戴3D眼鏡的裸眼3D技術,原理是通過不同數量的投影機把真實影像或事先經過精心制作并具有立體效果的數字影像均勻對稱的投射在成像膜上。經過光的衍射和折射,再現三維影像,將三維畫面懸浮在實景的半空中成像。

細分的話,三維全息投影還分有幾大類:360度全息投影、270度全息投影、180度全息投影。實現方法和應用領域略有不同,在此不做過多贅述。

  這些技術在展示館、博物館、科技館、檔案館、娛樂廳、展覽會、博覽會、圖書館等場館有廣泛的應用前景。3D動漫也在以這種全新的技術革新改變著人們對傳統舞臺的聲光電技術的審美態度。比較有代表意義的就是VOCALOID的初音系列。初音MIKU也是世界上第一個使用全息投影技術舉辦演唱會的虛擬偶像。經過了一些前期的摸索和嘗試,2010年的初音大感謝祭取得了非常大的成功,制作水準也比之前更為優秀,感謝祭采用的是德國Sax 3D公司的3D全息透明屏播放3D影像實現的,其實這場演唱會準確的講是2.5D的,簡單解釋就是在屏幕上播放3D畫面,就和看電影一樣,只不過這個屏幕可以調節透明度,如調節為全透明的舞臺上就只留下MIKU成像,原來就是調節屏幕中的局部粒子濃度顯示出不透明效果并成像。

  商業上常用的全息技術大致可分為兩類:一類是背投方式,投影機直接將影像投射到全息膜上。另一類是利用反射,將投影或LED圖像反射到呈45度放置的全息膜上。選擇哪種投影方式,最重要的是考慮現場環境。如果我們希望物體看起來真實的話,周圍的燈光、舞臺與觀眾的距離、物體的比例大小等因素都是需要考慮進去的。



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關鍵詞閱讀: 虛擬主持人 
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