揭秘登上2021春晚舞臺的黑科技-XR技術(shù)
本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「架構(gòu)精進之路」，作者架構(gòu)精進之路。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系架構(gòu)精進之路公眾號。
2021牛年春晚的舞臺效果太美了，在視覺表現(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》節(jié)目中，在舞臺上與王一博、關(guān)曉彤默契互動的劉德華 其實并不在現(xiàn)場，而是通過“云錄制”而出現(xiàn)在舞臺上。三人一同上演，時空穿插起來毫無違和，同時伴隨靈活的機器牛寫“福”字、跳踢踏舞，科技感十足。
周杰倫一曲《莫吉托》，把舞臺“搬”到海濱城市，使人物、道具跟虛擬場景互動和結(jié)合，讓我們看到周杰倫帶著樂隊，開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互動效果，不禁讓人驚嘆：這究竟是什么“黑科技”，效果太真實了吧!
這其實是來自未來的黑科技：XR技術(shù)。
XR技術(shù)是什么?
XR 延展實境(Extended Reality)不僅覆蓋了完全現(xiàn)實和完全虛幻之間的光譜，更能讓這些技術(shù)統(tǒng)稱為一個內(nèi)容范圍。
也有人根據(jù)擴展現(xiàn)實(XR)是“由計算機圖形和可穿戴設(shè)備生成的所有真實和虛擬環(huán)境”的定義，簡單來說，擴展現(xiàn)實(XR)就是VR/AR/MR三者的交集。
- XR=VR/AR/MR
VR(虛擬實境)
模擬現(xiàn)實強調(diào)營造虛擬世界，讓用戶與真實世界隔絕。VR 虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)，具體指的是利用電腦模擬三維空間，通過感官模擬一種沉浸感和臨場感，就像把人帶到一個虛擬的仿真世界。不過，要是單純的影像內(nèi)容，就和看普通3D電影沒什么差別;所以虛擬現(xiàn)實VR內(nèi)容和傳統(tǒng)3D影像的區(qū)別在于人與影像內(nèi)容的互動感。
AR(擴增實境)
增強現(xiàn)實強調(diào)在真實世界中疊加信息。AR 增強現(xiàn)實(Augmented Reality)，說簡單點，就是在真實空間里植入虛假內(nèi)容，把虛擬信息(物體、圖片、視頻、聲音等)映射在現(xiàn)實環(huán)境中。
VR是帶你精神穿越，AR則是高樓林立的現(xiàn)實中，再現(xiàn)海市蜃樓。
MR：混合實境
合并現(xiàn)實和模擬世界，產(chǎn)生新的可視化沉浸式交互環(huán)境。
MR 混合現(xiàn)實(MediatedReality)，倒可以直接看作是VR/AR結(jié)合體，因為它指的是合并現(xiàn)實和虛擬世界后產(chǎn)生的新可視化環(huán)境。舉個簡單的例子，下班回家的你，戴上MR設(shè)備看暴力美劇，施瓦辛格會跳出傳統(tǒng)屏幕，在你眼前吹胡子瞪眼，甭管你移動到哪，他都只對著你演。
實現(xiàn)原理
在《牛起來》演出過程中，劉德華演唱場景采用了XR技術(shù)，其作用是制造極強的空間感。為了配合XR技術(shù)，一共營造了四個虛擬建模場景，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)場演員同臺互動。
其實現(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)建一個三維的虛擬空間，大概這個樣子：
2)現(xiàn)場通過攝影機跟蹤系統(tǒng)，實時提取演員的位置數(shù)據(jù)，放在三維空間里，再通過VR渲染，就呈現(xiàn)出動態(tài)虛擬的3D畫面了;
3)那王一博、關(guān)曉彤通過看到屏幕的畫面，就可以沉浸式和華仔進行互動。
那觀眾看到的就是現(xiàn)實+虛擬結(jié)合在一起的一臺節(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)
未來設(shè)想
目前這個階段，僅僅實現(xiàn)了用戶視覺的感官體驗，其實XR還要實現(xiàn)聽覺、觸覺、嗅覺、味覺的3D體驗，終極目標(biāo)就是仿制完全以假亂真的虛擬場景。
一旦XR推廣普及開來，很多行業(yè)都會得到顛覆式的改變：如XR+，XR+教育、XR+游戲、XR+工業(yè)制造業(yè)、XR+醫(yī)療等等
雖然我們對這個風(fēng)口的到來充滿期待，但是它還不會那么快的到來，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可能還達不到網(wǎng)絡(luò)信號傳輸?shù)囊蟆?/p>
你期待XR技術(shù)時代的到來嗎?
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作者：架構(gòu)精進之路，專注軟件架構(gòu)研究，技術(shù)學(xué)習(xí)與個人成長。
