春晚高科技解密:虛擬主持人與全息投影
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(jīng)工作的哦,它的工作叫“虛擬主持人”。洋氣點(diǎn)的解釋就是:在虛擬演播室的基礎(chǔ)上,將節(jié)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(jié)目表現(xiàn)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(shí)的生活場景中,形成“真實(shí)場景 + 虛擬人”的模式。
其實(shí),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(xiàn)了一系列的虛擬主持人,如日本推出了寺井有紀(jì) (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(dāng)時的科技發(fā)展還難以做到對人的動作、表情等實(shí)時捕捉,使用的都是一些電腦預(yù)先設(shè)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(fēng)格和永遠(yuǎn)不會轉(zhuǎn)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(shù)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(tǒng),通過對表演者動作的實(shí)時捕捉,進(jìn)而驅(qū)動虛擬的陽陽,再與實(shí)際演播室以及真實(shí)的主持人相結(jié)合,最終得到虛實(shí)結(jié)合的電視畫面,從而實(shí)現(xiàn)了虛擬人物與真實(shí)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(jié)目就采用過這一技術(shù)。
看似普通的陽陽,也有高科技,陽陽身上有不少關(guān)鍵技術(shù):
高性能計(jì)算機(jī):主要用于圖形渲染和大數(shù)據(jù)的計(jì)算,以實(shí)現(xiàn)角色動作的真實(shí)、流暢、連貫。
3D 虛擬引擎:三維場景的質(zhì)量很大程度上決定了最后節(jié)目的質(zhì)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(lǐng)域都有各自的優(yōu)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(jī)位置追蹤:“虛擬場景 + 真人”和“真實(shí)場景 + 虛擬人”的節(jié)目形式,由于最終會將真、假攝像機(jī)拍攝的畫面進(jìn)行摳像重疊處理,就涉及到真實(shí)場景中的攝像機(jī)和虛擬場景中攝像機(jī)的同步問題,F(xiàn)在主流的像機(jī)跟蹤技術(shù)有圖案識別技術(shù)、機(jī)械跟蹤技術(shù)、標(biāo)記點(diǎn)跟蹤技術(shù)、無軌定位跟蹤技術(shù)四種方法可以實(shí)現(xiàn)。
動作捕捉系統(tǒng):這整套的系統(tǒng)想要完美的運(yùn)行起來,角色動作的實(shí)時采集設(shè)備是必不可少的。市面上主流的動作捕捉技術(shù)有光學(xué)動作捕捉技術(shù)和慣性捕捉技術(shù)。前者由于對場地光線有較為嚴(yán)苛的要求和復(fù)雜的操作體驗(yàn),現(xiàn)階段還沒有很好的動作實(shí)時捕捉解決方案,因而難以實(shí)現(xiàn)在大型舞臺上和演播室中應(yīng)用。而后者基于傳感器的原理,采用無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞,無懼遮擋和距離限制,是較好的舞臺和演播室實(shí)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(dāng)見面禮:李宇夏、李宇秋、李宇冬。據(jù)說這是本屆春晚最時尚的創(chuàng)意類節(jié)目,春晚劇組利用“全息投影技術(shù)”,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(jié)目。
事實(shí)上,主持人將其稱為全息技術(shù)并不準(zhǔn)確,稱為三維投影技術(shù)更合適。三維投影技術(shù)就是投影在不規(guī)則的物體上。而之所以說這不是全息,是因?yàn)檫@個節(jié)目只能在特殊角度才能看全,轉(zhuǎn)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!肪褪怯玫倪@個技術(shù)。
相關(guān)技術(shù)介紹
全息技術(shù)其實(shí)就是實(shí)現(xiàn)三維圖像的記錄和再現(xiàn)。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(gòu)圖及色彩明暗變化實(shí)現(xiàn)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(tài)變化,如同有個真實(shí)的物體在那里一樣。當(dāng)然,現(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)不再局限于記錄真實(shí)的影像,還可以制作完全虛擬的三位數(shù)字影像。
全息技術(shù)的第二步:再現(xiàn),也就是利用衍射原理再現(xiàn)物體光波信息。這在2001年才取得突破。主要?dú)w功于全息膜技術(shù)的誕生,使三維圖像的再現(xiàn)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(shí)現(xiàn)。隨著全息膜的技術(shù)進(jìn)步,現(xiàn)在一些全息膜里面有許多細(xì)細(xì)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(jìn)行互動。
介紹完全息技術(shù)的梗概,再來看三維全息投影技術(shù),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(shù),原理是通過不同數(shù)量的投影機(jī)把真實(shí)影像或事先經(jīng)過精心制作并具有立體效果的數(shù)字影像均勻?qū)ΨQ的投射在成像膜上。經(jīng)過光的衍射和折射,再現(xiàn)三維影像,將三維畫面懸浮在實(shí)景的半空中成像。
細(xì)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(shí)現(xiàn)方法和應(yīng)用領(lǐng)域略有不同,在此不做過多贅述。
這些技術(shù)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(yīng)用前景。3D動漫也在以這種全新的技術(shù)革新改變著人們對傳統(tǒng)舞臺的聲光電技術(shù)的審美態(tài)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(shù)舉辦演唱會的虛擬偶像。經(jīng)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(zhǔn)也比之前更為優(yōu)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(shí)現(xiàn)的,其實(shí)這場演唱會準(zhǔn)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(diào)節(jié)透明度,如調(diào)節(jié)為全透明的舞臺上就只留下MIKU成像,原來就是調(diào)節(jié)屏幕中的局部粒子濃度顯示出不透明效果并成像。
商業(yè)上常用的全息技術(shù)大致可分為兩類:一類是背投方式,投影機(jī)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(xiàn)場環(huán)境。如果我們希望物體看起來真實(shí)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(jìn)去的。
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