解密春晚黑科技:虚拟主持人阳阳和四个“李宇春”,是如何炼成的?

2015年02月25日 观点 评论关闭 阅读 635 views 次

春晚李宇春

羊年的春晚除了毁歌、毁形象的大串烧等无数槽点和微信摇一摇红包外,也用科技给我们带来了些许新意和惊喜。其中虚拟主持人和李宇春演唱时利用全息投影技术投出了4个不同的自己一起演唱,下面火星人就和大家一起来解析,请拉好小板凳:

 

1、虚拟主持人阳阳

春晚吉祥物阳阳虽然看起来就是个卡通形象,但他实际上承当了“虚拟主持人”的工作。洋气点的解释就是:在虚拟演播室的基础上,将节目中的主持人由真人替换为虚拟的角色,形成了这种新的节目表现形式。它既可以将虚拟主持人放于虚拟的场景中,形成“虚拟场景 + 虚拟人”的模式,也可以将虚拟的主持人置于真实的生活场景中,形成“真实场景 + 虚拟人”的模式。

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其实,阳阳并不是第一个虚拟主持人。世界第一位虚拟主持人是由英国 PA 新媒体公司制作的安娜·诺娃(annanova),她一出场就获得了世人的瞩目。紧接着她之后又出现了一系列的虚拟主持人,如日本推出了寺井有纪 (Yuki)、美国推出了薇薇安(Vivian)、韩国推出了露西雅(Lusia)等。

中国推出了歌手虚拟主持人阿拉娜(Alana),但是首位电视虚拟主持人是 2004 年央视在《光影周刊》中推出的“小龙”。

看似普通的阳阳,也有高科技,阳阳身上有不少黑科技

1、高性能计算机:主要用于图形渲染和大数据的计算,以实现角色动作的真实、流畅、连贯。

2 、3D 虚拟引擎:三维场景的质量很大程度上决定了最后节目的质量,市面上主流的 3D 虚拟引擎有 Unity 3D、Unigine、CryENGINE、UDK 以及广播电视使用较为广泛的 Vizrt 等。各引擎在不同的领域都有各自的优势,选择一款合适的引擎可以使场景搭建商事半功倍。

3、摄像机位置追踪:“虚拟场景 + 真人”和“真实场景 + 虚拟人”的节目形式,由于最终会将真、假摄像机拍摄的画面进行抠像重叠处理,就涉及到真实场景中的摄像机和虚拟场景中摄像机的同步问题。现在主流的像机跟踪技术有图案识别技术、机械跟踪技术、标记点跟踪技术、无轨定位跟踪技术四种方法可以实现。

4、动作捕捉系统:这整套的系统想要完美的运行起来,角色动作的实时采集设备是必不可少的。市面上主流的动作捕捉技术有光学动作捕捉技术和惯性捕捉技术。前者由于对场地光线有较为严苛的要求和复杂的操作体验,现阶段还没有很好的动作实时捕捉解决方案,因而难以实现在大型舞台上和演播室中应用。而后者基于传感器的原理,采用无线数据传输的方式,无惧遮挡和距离限制,是较好的舞台和演播室实时动捕解决方案。

 

2、四个春哥

李宇春带着自己的歌曲《蜀绣》登上中央电视台春节联欢晚会的舞台。节目利用全息投影技术,“分身”出4个李宇春,震撼无比。变幻绮丽至难以想象的表演,精彩绝伦。

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“多嘴”的主持人已经在春晚上透露了,这是采用“全息投影技术”。那么,

什么是全息投影技术?

维基百科上的解释是:

全息投影技术也称虚拟成像技术,是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。全息投影技术不仅可以产生立体的空中幻像,还可以使幻像与表演者产生互动,一起完成表演,产生令人震撼的演出效果。

全息投影技术(front-projected holographic display)也称虚拟成像技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。

关于全息投影的其他相关材料:

维基页面 http://en.wikipedia.org/wiki/Pepper%27s_Ghost
原理解说 http://www.youtube.com/watch?v=HtVcN0q-A08
应用实例 http://www.youtube.com/watch?v=pSICZ_7hpho

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事实上,主持人将其称为全息技术并不准确,称为三维投影技术更合适。三维投影技术就是投影在不规则的物体上。而之所以说这不是全息,是因为这个节目只能在特殊角度才能看全,转下角度就看不完整了。真正的全息需要做到 360 度视角。前段时间,周杰伦和“邓丽君”合唱《红尘客栈》就是用的这个技术。

之前,王之纲EGO在知乎上介绍过相关知识,大家可以参考下:

全息技术其实就是实现三维图像的记录和再现。第一步是利用干涉原理记录物体光波信息,记录的难题早在1947 年就被攻克。一般的三维图只是在二维的平面上通过构图及色彩明暗变化实现人眼的三维错觉,而全息影像则包含了被记录物体的尺寸、形状、亮度和对比度等信息,观察者可以多角度来观察图像在不同角度的形态变化,如同有个真实的物体在那里一样。当然,现在的技术已经不再局限于记录真实的影像,还可以制作完全虚拟的三位数字影像。

全息技术的第二步:再现,也就是利用衍射原理再现物体光波信息。这在2001年才取得突破。主要归功于全息膜技术的诞生,使三维图像的再现成为可能。依靠这薄薄的透明膜,无论是T形台上的流光溢彩,还是舞台上虚幻影像,都可实现。随着全息膜的技术进步,现在一些全息膜里面有许多细细的线路丝。借助这些线路丝,人们通过手指触摸就能与全息影像进行互动。

介绍完全息技术的梗概,再来看三维全息投影技术,通俗的讲就是”幻影成像”,类似于大自然中的海市蜃楼,是一种无需配戴3D眼镜的裸眼3D技术,原理是通过不同数量的投影机把真实影像或事先经过精心制作并具有立体效果的数字影像均匀对称的投射在成像膜上。经过光的衍射和折射,再现三维影像,将三维画面悬浮在实景的半空中成像。

细分的话,三维全息投影还分有几大类:360度全息投影、270度全息投影、180度全息投影。实现方法和应用领域略有不同,在此不做过多赘述。

这些技术在展示馆、博物馆、科技馆、档案馆、娱乐厅、展览会、博览会、图书馆等场馆有广泛的应用前景。3D动漫也在以这种全新的技术革新改变着人们对传统舞台的声光电技术的审美态度。比较有代表意义的就是VOCALOID的初音系列。初音MIKU也是世界上第一个使用全息投影技术举办演唱会的虚拟偶像。经过了一些前期的摸索和尝试,2010年的初音大感谢祭取得了非常大的成功,制作水准也比之前更为优秀,感谢祭采用的是德国Sax 3D公司的3D全息透明屏播放3D影像实现的,其实这场演唱会准确的讲是2.5D的,简单解释就是在屏幕上播放3D画面,就和看电影一样,只不过这个屏幕可以调节透明度,如调节为全透明的舞台上就只留下MIKU成像,原来就是调节屏幕中的局部粒子浓度显示出不透明效果并成像。

商业上常用的全息技术大致可分为两类:一类是背投方式,投影机直接将影像投射到全息膜上。另一类是利用反射,将投影或LED图像反射到呈45度放置的全息膜上。选择哪种投影方式,最重要的是考虑现场环境。如果我们希望物体看起来真实的话,周围的灯光、舞台与观众的距离、物体的比例大小等因素都是需要考虑进去的。

补刀一句,众网友说,这哪是春哥啊?这不是都敏俊吗?呵呵呵呵……

在一些户外演出中,这被用于制造类似全息的视觉效果,下面是 Youtube 截图:

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效果非常惊人,比如:

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可以用这个技术造成三维假像,一个比较简单的手段如:http://www.dcmw.com.my/hologram.html

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有网友提到了:初音未来。这个演唱会使用的技术在维基的伪全息部分有提到。
他们用的是另一种技术,一块半透明的显示屏,这里有售 http://www.diladscreens.com/

看完了黑科技,涨完姿势,大家继续好好过年吧!XD……[知乎则也]

【本文来自趣火星(www.7huoxing.com)原创投稿,部分内容参考知乎网友答案!】

 

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