2010世界杯, CCTV 5為球迷們獻(xiàn)上了精心策劃的《豪門盛宴》?!逗篱T盛宴》在解讀本屆世界杯的時(shí)候,在節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)展示了3D的南非世界杯的各大球場(chǎng)以及逼真的虛擬球員。許多觀眾對(duì)它是如何做出來(lái)的,非常好奇,這到底是怎么一回事呢?網(wǎng)上對(duì)此展開了激烈的討論,有人說(shuō)是虛擬現(xiàn)實(shí),有人說(shuō)是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí),還有人說(shuō)是全息技術(shù)。那么這幾種技術(shù)分別是什么意思呢?它們有什么區(qū)別呢?
現(xiàn)在先給大家解釋一下每個(gè)技術(shù)的具體定義,然后在對(duì)根據(jù)每個(gè)技術(shù)的最重要的不同,帶大家走出技術(shù)的誤區(qū)。
虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,簡(jiǎn)稱VR)
1、定義解釋:
簡(jiǎn)單的說(shuō),虛擬現(xiàn)實(shí)是利用計(jì)算機(jī)模擬現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景,使參與者獲得與現(xiàn)實(shí)一樣的感覺,所以最顯著的一點(diǎn)就是它是由計(jì)算機(jī)生成的。
概括的說(shuō),是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界,提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如同身歷其境一般,可以及時(shí)、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。
VR是一項(xiàng)綜合集成技術(shù),涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域。
它用計(jì)算機(jī)生成逼真的三維視、聽、嗅覺等感覺,使人作為參與者通過(guò)適當(dāng)裝置,自然地對(duì)虛擬世界進(jìn)行體驗(yàn)和交互作用。使用者進(jìn)行位置移動(dòng)時(shí),電腦可以立即進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算,將精確的3D世界影像傳回產(chǎn)生臨場(chǎng)感。
該技術(shù)集成了計(jì)算機(jī)圖形(CG)技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果,是一種由計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。
2 、虛擬現(xiàn)實(shí)的基本特征
1) 多感知性(Multi-Sensory)
所謂多感知是指除了一般計(jì)算機(jī)技術(shù)所具有的視覺感知之外,還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運(yùn)動(dòng)感知,甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。理想的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)該具有一切人所具有的感知功能。
一般來(lái)說(shuō),一個(gè)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由虛擬環(huán)境、以高性能計(jì)算機(jī)為核心的虛擬環(huán)境處理器、以頭盔顯示器為核心的視覺系統(tǒng)、以語(yǔ)音識(shí)別、聲音合成與聲音定位為核心的聽覺系統(tǒng)、以方位跟蹤器、數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣為主體的身體方位姿態(tài)跟蹤設(shè)備,以及味覺、嗅覺、觸覺與力覺反饋系統(tǒng)等功能單元構(gòu)成。
2)浸沒感(Immersion)
又稱臨場(chǎng)感,指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度。理想的模擬環(huán)境應(yīng)該使用戶難以分辨真假,使用戶全身心地投入到計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中,該環(huán)境中的一切看上去是真的,聽上去是真的,動(dòng)起來(lái)是真的,甚至聞起來(lái)、嘗起來(lái)等一切感覺都是真的,如同在現(xiàn)實(shí)世界中的感覺一樣。
3)交互性(Interactivity)
指用戶對(duì)模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度(包括實(shí)時(shí)性)。例如,用戶可以用手去直接抓取模擬環(huán)境中虛擬的物體,這時(shí)手有握著東西的感覺,并可以感覺物體的重量,視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動(dòng)而移動(dòng)。
4)構(gòu)想性(Imagination)
強(qiáng)調(diào)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)具有廣闊的可想像空間,可拓寬人類認(rèn)知范圍,不僅可再現(xiàn)真實(shí)存在的環(huán)境,也可以隨意構(gòu)想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境。
由于浸沒感、交互性和構(gòu)想性三個(gè)特性的英文單詞的第一個(gè)字母均為“ I ”,所以這三個(gè)特性又通常被統(tǒng)稱為 3I 特性。
全息技術(shù)
1、 定義解釋
全息技術(shù)是一種利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù)。
第一步是利用干涉原理記錄物體光波信息,此即拍攝過(guò)程:被攝物體在激光輻照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作為參考光束射到全息底片上,和物光束迭加產(chǎn)生干涉,把物體光波上各點(diǎn)的位相和振幅轉(zhuǎn)換成在空間上變化的強(qiáng)度,從而利用干涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來(lái)。記錄著干涉條紋的底片經(jīng)過(guò)顯影、定影等處理程序后,便成為一張全息圖,或稱全息照片。
第二步是利用衍射原理再現(xiàn)物體光波信息,這是成象過(guò)程:全息圖猶如一個(gè)復(fù)雜的光柵,在相干激光照射下,一張線性記錄的正弦型全息圖的衍射光波一般可給出兩個(gè)象,即原始象(又稱初始象)和共軛象。再現(xiàn)的圖像立體感強(qiáng),具有真實(shí)的視覺效應(yīng)。全息圖的每一部分都記錄了物體上各點(diǎn)的光信息,故原則上它的每一部分都能再現(xiàn)原物的整個(gè)圖像,通過(guò)多次曝光還可以在同一張底片上記錄多個(gè)不同的圖像,而且能互不干擾地分別顯示出來(lái)。
2 、全息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
1) 再造出來(lái)的立體影像有利于保存珍貴的藝術(shù)品資料進(jìn)行收藏。
2) 拍攝時(shí)每一點(diǎn)都記錄在全息片的任何一點(diǎn)上,一旦照片損壞也關(guān)系不大。
3) 全息照片的景物立體感強(qiáng),形象逼真,借助激光器可以在各種展覽會(huì)上進(jìn)行展示,會(huì)得到非常好的效果。
3 、全息技術(shù)衍生產(chǎn)品
1) 全息投影
全息投影是一種無(wú)需配戴眼鏡的3D技術(shù),觀眾可以看到立體的虛擬人物。這項(xiàng)技術(shù)在一些博物館、舞臺(tái)之上的應(yīng)用較多,而在日本的舞臺(tái)上較為流行。全息立體投影設(shè)備不是利用數(shù)碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)的,而是投影設(shè)備將不同角度影像投影至一種國(guó)外進(jìn)口的全息膜上,讓你看不到不屬于你自身角度的其他圖像,因而實(shí)現(xiàn)了真正的全息立體影像。
2) 360度幻影成像系統(tǒng)
360度幻影成像是一種將三維畫面懸浮在實(shí)景的半空中成像,營(yíng)造了亦幻亦真的氛圍,效果奇特,具有強(qiáng)烈的縱深感,真假難辯。形成空中幻象中間可結(jié)合實(shí)物,實(shí)現(xiàn)影像與實(shí)物的結(jié)合。也可配加觸摸屏實(shí)現(xiàn)與觀眾的互動(dòng) 。
可以根據(jù)要求做成四面窗口,每面最大2-4米??勺龀扇⒒糜拔枧_(tái),產(chǎn)品立體360度的演示;真人和虛幻人同臺(tái)表演;科技館的夢(mèng)幻舞臺(tái)等。
適合表現(xiàn)細(xì)節(jié)或內(nèi)部結(jié)構(gòu)較豐富的個(gè)體物品, 如名表、名車、珠寶、工業(yè)產(chǎn)品、也可表現(xiàn)人物、卡通等,給觀眾感覺是完全立體的。
虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與全息技術(shù)的概念區(qū)分
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)延伸,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是虛擬現(xiàn)實(shí)、現(xiàn)場(chǎng)互動(dòng)的結(jié)合。它需要配合特定的頭戴式顯示器才能夠看到,因此在現(xiàn)場(chǎng)的觀眾是不能夠直接觀看到影像。
全息技術(shù)本質(zhì)上是一種投影技術(shù),在現(xiàn)場(chǎng)的觀眾是可以直接看到影像的。
全息技術(shù)必須要通過(guò)一定的介質(zhì),將影像投射到上面,才能顯現(xiàn)出來(lái)。最理想的介質(zhì)是空氣,由于空氣受到溫度、濕度等影響,會(huì)降低畫面的精度和效果,因此現(xiàn)在使用的一般是紗幕等介質(zhì)。