如何客观理解xr的概念和前景?
自1933年电影《金刚》应用“邓宁蓝幕技术”到今天,绿幕抠像+后期制作是现下绝对主流的特效视频拍摄方式。
人们可以将演员或实物,放置在任何剧情需要的奇幻炫酷场景中。
从《阿凡达》瑰丽奇异的潘多拉星球,到《流浪地球》的冰封北京城,从虚拟演播室里的卫星云图展示,到2021年央视春晚中刘德华和现场演员的同台互动。
均采用了绿幕抠像+三维场景渲染技术!
但是时至今日,这项技术仍有一些无法规避的问题。
比如无实物表演,演员需要在纯粹的绿箱环境中依托想象力进行表演。
再比如光线问题,怎样让绿箱中的演员/物体呈现出真实的周边光线反射效果?尤其是金属、珠宝、汽车这类带有镜面材质的物体?
毕竟光线修复一向是影视后期人员工作内容的重要组成部分。
而此时,扩展现实(extended reality,简称xr)技术正日趋成熟,并频繁亮相在公众眼前。
一/是什么——xr定义
xr词汇的提出,可以追溯到co allen于2014年的申请的一份专利《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》,文中将xr作为ar的别称进行使用,约2年后,一些国际媒体服务器厂家开始在市场中尝试推广xr的概念。
xr到底是什么?
众说纷纭。但为了方便继续讲述,我们在此先对xr做一个定义,xr(extended reality)即通过摄像机追踪与实时图像渲染技术,使显示介质(led/投影碗幕)及显示介质外的虚拟场景实时跟踪摄像机视角,在摄像机镜头前与现实拍摄画面合成,从而营造出无限空间感的技术。
不好理解?没关系,下面会进一步解释。
对于xr是vr、ar、mr等多种技术统称及其他说法,在此不作讨论。
二/为什么——xr原理
想要了解xr原理,我们需要先理解透视。
因为xr技术贯通虚拟与现实的桥梁,正是建立在透视的基础之上。
那些把人物p在一个个旅游景点前的合成照片,有的能“以假乱真”,有的却能一眼看出“作假”。为什么?
虚假的原因千奇百怪,真实的条件千篇一律。
条件之一是它们必须具备正确的透视关系。
透视学,在平面上再现空间感、立体感的方法及相关的科学。
为了满足透视这一自然科学原理,如果想要制作一张以假乱真的合成照片,照片上的所有物体都必须在空间中拥有统一的透视点。
简单讲,如果照片中的背景是采用俯视的角度拍摄的,那么需要合成的那个人,绝不能采用ta仰视下的形象。
这是在二维平面上,混淆虚拟与现实的做法。
那么在三维空间中呢?
如果要合成一段视频,我希望演员身处室内,然而在镜头下其身后却是一整片森林,除了利用绿幕,还有什么方法?
如果摄像机镜头固定且位置合适,甚至可以在演员身后直接挂一面巨幅的森林图案画布,只要演员和背景平面都在镜头下呈现出正确的透视关系,就能满足一些最初级的需求。
与那些合成照片一样。
但镜头一旦移动,背景森林实为平面画布的事实便无论如何也无法遮掩。
实际上,场景背景的真实感,正是在镜头移动的过程中得到塑造并增强的。在镜头推拉摇移的每一帧,如俯瞰时的大全景、跟拍时的中景——演员的身后都应当呈现出一个在这个位置、这个角度,满足真实透视关系的背景场景。
如果当摄像机旋转或改变角度时,演员身后的背景也能契合摄像机镜头同步完成角度的改变,就好了。
这个技术,就是xr技术。
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