如何客觀理解xR的概念和前景？

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舉報(bào) 2022-09-12

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如何客觀理解xR的概念和前景？

自1933年電影《金剛》應(yīng)用“鄧寧藍(lán)幕技術(shù)”到今天，綠幕摳像+后期制作是現(xiàn)下絕對(duì)主流的特效視頻拍攝方式。

人們可以將演員或?qū)嵨铮胖迷谌魏蝿∏樾枰钠婊渺趴釄?chǎng)景中。

從《阿凡達(dá)》瑰麗奇異的潘多拉星球，到《流浪地球》的冰封北京城，從虛擬演播室里的衛(wèi)星云圖展示，到2021年央視春晚中劉德華和現(xiàn)場(chǎng)演員的同臺(tái)互動(dòng)。

均采用了綠幕摳像+三維場(chǎng)景渲染技術(shù)！

但是時(shí)至今日，這項(xiàng)技術(shù)仍有一些無法規(guī)避的問題。

比如無實(shí)物表演，演員需要在純粹的綠箱環(huán)境中依托想象力進(jìn)行表演。

再比如光線問題，怎樣讓綠箱中的演員/物體呈現(xiàn)出真實(shí)的周邊光線反射效果？尤其是金屬、珠寶、汽車這類帶有鏡面材質(zhì)的物體？

畢竟光線修復(fù)一向是影視后期人員工作內(nèi)容的重要組成部分。

而此時(shí)，擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（Extended Reality，簡(jiǎn)稱xR）技術(shù)正日趨成熟，并頻繁亮相在公眾眼前。

一/是什么——xR定義

xR詞匯的提出，可以追溯到CO Allen于2014年的申請(qǐng)的一份專利《Method for creation ofaugmented reality medium i.e. extended reality medium, involves detectingaugmented reality contents based on determination that reality data correspondsto given acquisition event data》，文中將xR作為AR的別稱進(jìn)行使用，約2年后，一些國(guó)際媒體服務(wù)器廠家開始在市場(chǎng)中嘗試推廣xR的概念。

xR到底是什么？

眾說紛紜。但為了方便繼續(xù)講述，我們?cè)诖讼葘?duì)xR做一個(gè)定義，xR（Extended Reality）即通過攝像機(jī)追蹤與實(shí)時(shí)圖像渲染技術(shù)，使顯示介質(zhì)（LED/投影碗幕）及顯示介質(zhì)外的虛擬場(chǎng)景實(shí)時(shí)跟蹤攝像機(jī)視角，在攝像機(jī)鏡頭前與現(xiàn)實(shí)拍攝畫面合成，從而營(yíng)造出無限空間感的技術(shù)。

不好理解？沒關(guān)系，下面會(huì)進(jìn)一步解釋。

對(duì)于xR是VR、AR、MR等多種技術(shù)統(tǒng)稱及其他說法，在此不作討論。

二/為什么——xR原理

想要了解xR原理，我們需要先理解透視。

因?yàn)閤R技術(shù)貫通虛擬與現(xiàn)實(shí)的橋梁，正是建立在透視的基礎(chǔ)之上。

那些把人物P在一個(gè)個(gè)旅游景點(diǎn)前的合成照片，有的能“以假亂真”，有的卻能一眼看出“作假”。為什么？

虛假的原因千奇百怪，真實(shí)的條件千篇一律。

條件之一是它們必須具備正確的透視關(guān)系。

透視學(xué)，在平面上再現(xiàn)空間感、立體感的方法及相關(guān)的科學(xué)。

為了滿足透視這一自然科學(xué)原理，如果想要制作一張以假亂真的合成照片，照片上的所有物體都必須在空間中擁有統(tǒng)一的透視點(diǎn)。

簡(jiǎn)單講，如果照片中的背景是采用俯視的角度拍攝的，那么需要合成的那個(gè)人，絕不能采用Ta仰視下的形象。

這是在二維平面上，混淆虛擬與現(xiàn)實(shí)的做法。

那么在三維空間中呢？

如果要合成一段視頻，我希望演員身處室內(nèi)，然而在鏡頭下其身后卻是一整片森林，除了利用綠幕，還有什么方法？

如果攝像機(jī)鏡頭固定且位置合適，甚至可以在演員身后直接掛一面巨幅的森林圖案畫布，只要演員和背景平面都在鏡頭下呈現(xiàn)出正確的透視關(guān)系，就能滿足一些最初級(jí)的需求。

與那些合成照片一樣。

但鏡頭一旦移動(dòng)，背景森林實(shí)為平面畫布的事實(shí)便無論如何也無法遮掩。

實(shí)際上，場(chǎng)景背景的真實(shí)感，正是在鏡頭移動(dòng)的過程中得到塑造并增強(qiáng)的。在鏡頭推拉搖移的每一幀，如俯瞰時(shí)的大全景、跟拍時(shí)的中景——演員的身后都應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)出一個(gè)在這個(gè)位置、這個(gè)角度，滿足真實(shí)透視關(guān)系的背景場(chǎng)景。

如果當(dāng)攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)或改變角度時(shí)，演員身后的背景也能契合攝像機(jī)鏡頭同步完成角度的改變，就好了。

這個(gè)技術(shù)，就是xR技術(shù)。如何客觀理解xR的概念和前景？

自1933年電影《金剛》應(yīng)用“鄧寧藍(lán)幕技術(shù)”到今天，綠幕摳像+后期制作是現(xiàn)下絕對(duì)主流的特效視頻拍攝方式。

人們可以將演員或?qū)嵨铮胖迷谌魏蝿∏樾枰钠婊渺趴釄?chǎng)景中。

均采用了綠幕摳像+三維場(chǎng)景渲染技術(shù)！

但是時(shí)至今日，這項(xiàng)技術(shù)仍有一些無法規(guī)避的問題。

比如無實(shí)物表演，演員需要在純粹的綠箱環(huán)境中依托想象力進(jìn)行表演。

再比如光線問題，怎樣讓綠箱中的演員/物體呈現(xiàn)出真實(shí)的周邊光線反射效果？尤其是金屬、珠寶、汽車這類帶有鏡面材質(zhì)的物體？

畢竟光線修復(fù)一向是影視后期人員工作內(nèi)容的重要組成部分。

而此時(shí)，擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（Extended Reality，簡(jiǎn)稱xR）技術(shù)正日趨成熟，并頻繁亮相在公眾眼前。

一/是什么——xR定義

xR到底是什么？

不好理解？沒關(guān)系，下面會(huì)進(jìn)一步解釋。

對(duì)于xR是VR、AR、MR等多種技術(shù)統(tǒng)稱及其他說法，在此不作討論。

二/為什么——xR原理

想要了解xR原理，我們需要先理解透視。

因?yàn)閤R技術(shù)貫通虛擬與現(xiàn)實(shí)的橋梁，正是建立在透視的基礎(chǔ)之上。

那些把人物P在一個(gè)個(gè)旅游景點(diǎn)前的合成照片，有的能“以假亂真”，有的卻能一眼看出“作假”。為什么？

虛假的原因千奇百怪，真實(shí)的條件千篇一律。

條件之一是它們必須具備正確的透視關(guān)系。

透視學(xué)，在平面上再現(xiàn)空間感、立體感的方法及相關(guān)的科學(xué)。

為了滿足透視這一自然科學(xué)原理，如果想要制作一張以假亂真的合成照片，照片上的所有物體都必須在空間中擁有統(tǒng)一的透視點(diǎn)。

簡(jiǎn)單講，如果照片中的背景是采用俯視的角度拍攝的，那么需要合成的那個(gè)人，絕不能采用Ta仰視下的形象。

這是在二維平面上，混淆虛擬與現(xiàn)實(shí)的做法。

那么在三維空間中呢？

如果要合成一段視頻，我希望演員身處室內(nèi)，然而在鏡頭下其身后卻是一整片森林，除了利用綠幕，還有什么方法？

與那些合成照片一樣。

但鏡頭一旦移動(dòng)，背景森林實(shí)為平面畫布的事實(shí)便無論如何也無法遮掩。

如果當(dāng)攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)或改變角度時(shí)，演員身后的背景也能契合攝像機(jī)鏡頭同步完成角度的改變，就好了。

這個(gè)技術(shù)，就是xR技術(shù)。如何客觀理解xR的概念和前景？

自1933年電影《金剛》應(yīng)用“鄧寧藍(lán)幕技術(shù)”到今天，綠幕摳像+后期制作是現(xiàn)下絕對(duì)主流的特效視頻拍攝方式。

人們可以將演員或?qū)嵨铮胖迷谌魏蝿∏樾枰钠婊渺趴釄?chǎng)景中。

均采用了綠幕摳像+三維場(chǎng)景渲染技術(shù)！

但是時(shí)至今日，這項(xiàng)技術(shù)仍有一些無法規(guī)避的問題。

比如無實(shí)物表演，演員需要在純粹的綠箱環(huán)境中依托想象力進(jìn)行表演。

再比如光線問題，怎樣讓綠箱中的演員/物體呈現(xiàn)出真實(shí)的周邊光線反射效果？尤其是金屬、珠寶、汽車這類帶有鏡面材質(zhì)的物體？

畢竟光線修復(fù)一向是影視后期人員工作內(nèi)容的重要組成部分。

而此時(shí)，擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（Extended Reality，簡(jiǎn)稱xR）技術(shù)正日趨成熟，并頻繁亮相在公眾眼前。

一/是什么——xR定義

xR到底是什么？

不好理解？沒關(guān)系，下面會(huì)進(jìn)一步解釋。

對(duì)于xR是VR、AR、MR等多種技術(shù)統(tǒng)稱及其他說法，在此不作討論。

二/為什么——xR原理

想要了解xR原理，我們需要先理解透視。

因?yàn)閤R技術(shù)貫通虛擬與現(xiàn)實(shí)的橋梁，正是建立在透視的基礎(chǔ)之上。

那些把人物P在一個(gè)個(gè)旅游景點(diǎn)前的合成照片，有的能“以假亂真”，有的卻能一眼看出“作假”。為什么？

虛假的原因千奇百怪，真實(shí)的條件千篇一律。

條件之一是它們必須具備正確的透視關(guān)系。

透視學(xué)，在平面上再現(xiàn)空間感、立體感的方法及相關(guān)的科學(xué)。

為了滿足透視這一自然科學(xué)原理，如果想要制作一張以假亂真的合成照片，照片上的所有物體都必須在空間中擁有統(tǒng)一的透視點(diǎn)。

簡(jiǎn)單講，如果照片中的背景是采用俯視的角度拍攝的，那么需要合成的那個(gè)人，絕不能采用Ta仰視下的形象。

這是在二維平面上，混淆虛擬與現(xiàn)實(shí)的做法。

那么在三維空間中呢？

如果要合成一段視頻，我希望演員身處室內(nèi)，然而在鏡頭下其身后卻是一整片森林，除了利用綠幕，還有什么方法？

與那些合成照片一樣。

但鏡頭一旦移動(dòng)，背景森林實(shí)為平面畫布的事實(shí)便無論如何也無法遮掩。

如果當(dāng)攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)或改變角度時(shí)，演員身后的背景也能契合攝像機(jī)鏡頭同步完成角度的改變，就好了。

這個(gè)技術(shù)，就是xR技術(shù)。

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