全息蓝图

全息蓝图
作者:屈竹杰
来源:《信息化视听》2013年第10
        96日,周杰伦2013年世界巡演台北站,昔日歌后邓丽君与今日天王周杰伦同登舞台,合唱经典歌曲《你怎么说》,为观众带来跨越时空的惊喜。成就这一演出的正是全息投影技术。这段只有5分钟的表演,由45名特效师组成的美国团队奋战了2个多月,攻克形神、语言、头发三大难关,耗资约2000万人民币。
        时至今日,全息投影技术已经成为了舞台演出的常客,尤其是像这样被用来重建逝去巨星的音乐传奇,在过去几年就有说唱歌手图帕克和猫王的立体版本被搬上舞台。
        不久前,在巴西向Renato Russo致敬的音乐会上,Holition以及美国V Squared实验室,与巴西歌星Renato Russo家人携手,在乐团旁边创造了一个音乐家表演的全息图,吸引五万粉丝前来向这位逝世于1996年的歌星致敬。当灯光暗下来,“Renato Russo”出现并演唱他最受欢迎的曲目之一“Sera”HolitionV Squared实验室对尺寸的研究,确保全息技术打造出一个大型的全息图。
        全息投影技术在舞台中的应用,构建了一个虚拟融入现实的全新世界,同时,通过互动,为观众带来一种震撼体验,也为娱乐行业发展带来新契机。考虑到明星繁忙的档期以及去往不同国家的成本要求,全息解决方案成为了演出公司最终的答案。近期,韩国的两家经纪人机构Success Museum Entertainment SM Yang Goon EntertainmentYG),就将全球化的韩国流行文化与先进的3D投影机结合,创造出其艺人真实的全息图像。理论上,这是将明星带到世界各地粉丝面前的更经济高效的方式。SM计划开放专门针对虚拟表演的被称为“V-Theater”的音乐厅。它最终会成为一个旅游胜地,同时扩张计划也已经展开。另一方面,YG也已经建立了K-Pop全息图,在YG位于京畿道省的爱宝乐园展示PSY鸟叔的全息录像。
        不仅是在舞台上,全息技术有望在各个领域发光发热,在不远的未来,心脏病专家或许会使用投影的心脏3D全息图,取代平板显示器上的图像。这是Partho Sengupta的愿景,在美国的超声心动图团体年会上,他发表了广受称赞的技术风向标演讲。演讲也采用了投影3D数字图像的全息图和动画来演示,最新的全息技术结合功能性超声心动图的未来应用可以更精确地分析结构、功能和心血管系统的流动形式。演讲同时使用了交互讨论的形式,Sengupta与其导师James Seward的全息投影进行讨论。Sengupta表示,全息图是明显的
破坏性趋势,是技术指数增长的结果。
        展览展示行业中全息技术的应用也非常广泛,通常能够很有效地创造眼球效应,例如针对展览展示行业推出的360度虚拟成像系统,将三维画面悬浮在实景的半空中成像,营造了亦幻亦真的氛围,为展览展示行业开辟了新的营销方向。
        然而,到现在为止,全息投影仍然是一项在不断探索和完善中的技术。业界认为,现在很多的所谓全息应用并没有真正捕捉到全息图的能力,也就是说,我们看到的很大一部分全息图展示都是幻象,而非原始的、裸眼的三维投影,或者通过多个投影机配合生成真人大小的图像。在开发一个真正的全息图的过程中最大的挑战是超越所谓的诡异之谷理论,即要让观众相信所看到的图像是货真价实的。
        因此,很多公司都正在着手展开针对未来全息图的下一步计划。多伦多技术公司Rose and Thistle就是其中之一,他们正在出售一个专利全息图技术:Holographic Paramotion。它不是利用隐蔽的房间,而是依靠舞台装饰风格的显示盒,把全息图元素反射到舞台中心。这一系统被称之为ShowBox,通过缩放反射光源,它可以把显示图像做到像影院屏幕那么大,也可以像电视那么小。该公司认为,决定未来全息技术发展的其中一个关键领域是发送
和观看图像的投影和照明系统。这类技术正在经历快速增长——不仅是图像质量得到大大提升,亮度和照度也在显著增加。Rose and Thistle的产品已经开始测试应用,其中一个著名的案例是PBSQuest Beyond the Stars,他们打造了一个现场全息巡回表演片段,通过全息图探索神奇的太空。另一个安装是在加拿大的连锁百货公司Holt Renfrew,于多伦多旗舰店时装周期间在Outlet的显示窗上展示的全息模型。
        过去,全息技术一直都不被看好应用在个人消费领域,然而,现在已经有很多研究机构和公司在努力尝试实现个人化的全息产品。据《自然》杂志报道,由于显示技术的发展,在未来几年,全息设备很可能将变成我们日常通信的一部分。随着显示设备不断丰富、强大和快速,就有可能在不远的未来让它们投射3D图像。
        Rose and Thistle公司同时也在考虑全息便携式设备的可能性。就目前而言,iPad2还有一些不足——电源还不足以提供所需的光源。但是iPad3已经接近了,当平板设备的质量不断提升,观看性能变得足够强大,有了适合的光源,就有可能在手持设备上获得相等的体验。
        另外一些公司正以不同的方式向这一目标迈进。Infinite ZzSpace背后的公司,从其自
——被动3D技术出发解决个人全息设备的问题。并非投射裸眼3D系统,zSpace是靠眼镜来生成图像。但是系统中结合了很多的全息元素,使其好像真实存在。该公司认为,一个成功的个人全息技术的关键,是运动视差(motion parallax,即图像对眼睛跟踪路径做出反应的能力。如果你在移动,而图像跟着你移动,那么就有一个表现良好的全息图像,但是实现简单动作的技术仍需数年时间。该公司介绍,对基于人眼位置的场景进行渲染是重要的一步,这让创造那种幻觉变得简单得多。这种技术终有一天会实现,但今天我们仍受限于目前技术的能力。因为这对于追踪能力、大脑全天候所给的精确瞬间及精确反馈的要求非常高,在没有跳跃的情况下该技术可以做到这些。
        麻省理工学院的研究团队则正在着手为客厅带来全息图。学院媒体实验室基于物体媒体团队的工程师不仅要让全息视频成为现实,而且是可以负担得起的现实。全息图并不依赖像3D显示那样的视觉错觉来投射深度,它只依赖于光的物理现象。一束激光照射到全息目标物上,而另一束激光完全绕过目标物,最终两束激光汇集在一块全息银幕上,并互相干涉。是干涉图样赋予投射目标物以深度,就好像它真的存在。以现有的系统投射动态的全息图像成本高,而且有严重的局限性。主要问题在于被称为空间光调制器的模块,空间光调制器是一个芯片,使光能够实现某种方式的改变,例如,颜、强度、亮度的快速变化,它可以让
直射光在三维空间形成点。使用现有技术,显示尺寸、观看角度、帧频和图像深度等关键元素受到限制。而麻省理工的工程师开发出的新的空间光调制器,可以克服大部分的困难,它简洁紧凑、便宜且可扩展,其中一些关键元件的生产只需数十美元,每秒可以显示500亿像素,较早前的模型有更广泛的视角范围。这些特点令全息技术自然朝着消费电子设备,如电视、手机等方向发展。目前,基于新的空间光调制器推出的Holo TV基本上可实现一个实时、移动的全息图,并对飞行中的激光的弯曲(衍射)进行计算和渲染。
        内容方面,新的实时媒体的出现要求一系列新的内容捕捉和生成设备。目前,静态数字全息图的内容比较容易获得,可以结合来自于2D3D数据的信号源,如智能手机的视频和图片。全息图制造公司,如Zebra ImagingGeola UAB提供的界面能够让用户轻松地利用不同来源的信号源制作全息图。然而,这些都需要太长的时间编译以成为适合Holo-TV的信号源素材。新南威尔士大学的Holoshop团队正在开发一款软件,可以实时创建3D图。Holo-TV最初的界面是一个操纵杆,可以旋转静态的全息图像。下一代的Holo-TV界面,将实现实时交互的圆柱线框物体的全息图像结合触摸敏感设备,使用户可以感觉到全息图像的形状。Holoshop团队目前的研究建立于这些早期的工作,并涉及针对全息和其他3D显示器内容创建的高速3D绘图技术的设计和评估。使用一个触摸传感界面,它会将用户的手势实时记录为
一个数字3D场景。所以,或许在若干年后,你与海外亲友用Skype交流时,他们经3D渲染的形象将会坐在你面前的桌子上,届时,你不仅能看还能触摸到他们。
        现在,技术还没有为实现真正的全面的全息体验做好准备,但是我们正在前所未有地接近它。或许在接下来10年,我们可以在影院观看完美的全息图,同时还可以在平板电脑上观看水晶般的全息投射。可以肯定的是,虚幻注定会变成现实。

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