揭秘登上2021春晚舞臺(tái)的黑科技-XR技術(shù)
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2021牛年春晚的舞臺(tái)效果太美了，在視覺(jué)表現(xiàn)、科技創(chuàng)新上做了諸多嘗試，科技與傳統(tǒng)文化相得益彰，高科技讓傳統(tǒng)年味更濃。
《牛起來(lái)》節(jié)目中，在舞臺(tái)上與王一博、關(guān)曉彤默契互動(dòng)的劉德華 其實(shí)并不在現(xiàn)場(chǎng)，而是通過(guò)“云錄制”而出現(xiàn)在舞臺(tái)上。三人一同上演，時(shí)空穿插起來(lái)毫無(wú)違和，同時(shí)伴隨靈活的機(jī)器牛寫“福”字、跳踢踏舞，科技感十足。
周杰倫一曲《莫吉托》，把舞臺(tái)“搬”到海濱城市，使人物、道具跟虛擬場(chǎng)景互動(dòng)和結(jié)合，讓我們看到周杰倫帶著樂(lè)隊(duì)，開(kāi)著粉色飛車與觀眾共享夏日風(fēng)情。
一系列美輪美奐的舞臺(tái)互動(dòng)效果，不禁讓人驚嘆：這究竟是什么“黑科技”，效果太真實(shí)了吧!
這其實(shí)是來(lái)自未來(lái)的黑科技：XR技術(shù)。
XR技術(shù)是什么?
XR 延展實(shí)境(Extended Reality)不僅覆蓋了完全現(xiàn)實(shí)和完全虛幻之間的光譜，更能讓這些技術(shù)統(tǒng)稱為一個(gè)內(nèi)容范圍。
也有人根據(jù)擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(XR)是“由計(jì)算機(jī)圖形和可穿戴設(shè)備生成的所有真實(shí)和虛擬環(huán)境”的定義，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(XR)就是VR/AR/MR三者的交集。
- XR=VR/AR/MR
VR(虛擬實(shí)境)
模擬現(xiàn)實(shí)強(qiáng)調(diào)營(yíng)造虛擬世界，讓用戶與真實(shí)世界隔絕。VR 虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)，具體指的是利用電腦模擬三維空間，通過(guò)感官模擬一種沉浸感和臨場(chǎng)感，就像把人帶到一個(gè)虛擬的仿真世界。不過(guò)，要是單純的影像內(nèi)容，就和看普通3D電影沒(méi)什么差別;所以虛擬現(xiàn)實(shí)VR內(nèi)容和傳統(tǒng)3D影像的區(qū)別在于人與影像內(nèi)容的互動(dòng)感。
AR(擴(kuò)增實(shí)境)
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)強(qiáng)調(diào)在真實(shí)世界中疊加信息。AR 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality)，說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)，就是在真實(shí)空間里植入虛假內(nèi)容，把虛擬信息(物體、圖片、視頻、聲音等)映射在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。
VR是帶你精神穿越，AR則是高樓林立的現(xiàn)實(shí)中，再現(xiàn)海市蜃樓。
MR：混合實(shí)境
合并現(xiàn)實(shí)和模擬世界，產(chǎn)生新的可視化沉浸式交互環(huán)境。
MR 混合現(xiàn)實(shí)(MediatedReality)，倒可以直接看作是VR/AR結(jié)合體，因?yàn)樗傅氖呛喜F(xiàn)實(shí)和虛擬世界后產(chǎn)生的新可視化環(huán)境。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，下班回家的你，戴上MR設(shè)備看暴力美劇，施瓦辛格會(huì)跳出傳統(tǒng)屏幕，在你眼前吹胡子瞪眼，甭管你移動(dòng)到哪，他都只對(duì)著你演。
實(shí)現(xiàn)原理
在《牛起來(lái)》演出過(guò)程中，劉德華演唱場(chǎng)景采用了XR技術(shù)，其作用是制造極強(qiáng)的空間感。為了配合XR技術(shù)，一共營(yíng)造了四個(gè)虛擬建模場(chǎng)景，劉德華在榫卯結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)建筑上放歌，在禮盒搭建的魔幻空間里勁舞，在年年有“魚”的陪伴下遨游，最后和現(xiàn)場(chǎng)演員同臺(tái)互動(dòng)。
其實(shí)現(xiàn)的原理大概是這樣的：
1)以3D拍攝技術(shù)，用三塊LED屏，構(gòu)建一個(gè)三維的虛擬空間，大概這個(gè)樣子：
2)現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)攝影機(jī)跟蹤系統(tǒng)，實(shí)時(shí)提取演員的位置數(shù)據(jù)，放在三維空間里，再通過(guò)VR渲染，就呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)虛擬的3D畫面了;
3)那王一博、關(guān)曉彤通過(guò)看到屏幕的畫面，就可以沉浸式和華仔進(jìn)行互動(dòng)。
那觀眾看到的就是現(xiàn)實(shí)+虛擬結(jié)合在一起的一臺(tái)節(jié)目了。
XR技術(shù)原理部分參考：hecoos虛擬制作系統(tǒng)(https://www.bilibili.com/video/av373696347)
未來(lái)設(shè)想
目前這個(gè)階段，僅僅實(shí)現(xiàn)了用戶視覺(jué)的感官體驗(yàn)，其實(shí)XR還要實(shí)現(xiàn)聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)的3D體驗(yàn)，終極目標(biāo)就是仿制完全以假亂真的虛擬場(chǎng)景。
一旦XR推廣普及開(kāi)來(lái)，很多行業(yè)都會(huì)得到顛覆式的改變：如XR+，XR+教育、XR+游戲、XR+工業(yè)制造業(yè)、XR+醫(yī)療等等
雖然我們對(duì)這個(gè)風(fēng)口的到來(lái)充滿期待，但是它還不會(huì)那么快的到來(lái)，主要原因在于：
1)技術(shù)上：目前芯片的算力還跟不上;
2)網(wǎng)絡(luò)上：5G可能還達(dá)不到網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸?shù)囊蟆?/p>
你期待XR技術(shù)時(shí)代的到來(lái)嗎?
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作者：架構(gòu)精進(jìn)之路，專注軟件架構(gòu)研究，技術(shù)學(xué)習(xí)與個(gè)人成長(zhǎng)。
