1先上车 三分钟手机屏幕出“全息”
一说到全息影像技术,我们总会想起在体育馆中凭空跃起的鲨鱼,无论是MR混合现实还是全息投影技术,至少它在视觉上给我们带来了极大震撼。本期极客说,笔者用生活中最简单的工具,在智能手机屏幕上为大家呈现“全息影像”的魅力。
●先上车 三分钟手机屏幕出“全息”
原本笔者打算做一个小视频来展示整个制作过程,但整体制作下来发现过程非常简单,图文形式完全可以说明问题,完全没有必要拍摄视频(其实是笔者找到了网友制作的DIY视频过程),基本上幼儿园级别的手工制作水平已经足以胜任本次DIY。
前期准备:剪刀、硬卡纸(貌似只要是平整的纸张基本都可以)、透明塑料片(透明度要高,不要太软,廉价的手机贴膜、衬衣的透明塑料内衬都很合适)、透明胶带和一部智能手机(能播放视频即可,无需安装特定APP)。
在纸面上剪出如图形状并以此为模板在透明塑料板上剪出同样的四片
首先在硬卡纸上勾勒出一个等腰梯形,上底尺寸1cm、下底6cm、高3.5cm即可;将图形剪下,并以此为模板,在透明塑料片上剪下同样尺寸的塑料片4枚;将4枚透明等腰梯形塑料片腰与腰相连,聚拢成如图所示,使用透明胶带粘牢即可。塑料板笔者使用的是废旧的手机贴膜,材质的通透性不错,但是硬度稍差,钢化膜应该是个不错的选择,但切割并不那么容易。
在手机上下载特定片源,此类片源在youtube上很常见,搜索hologram video,一搜一大把,或者在线全屏播放也可以,最好选720P以上的清晰度。如果不方便浏览Youtube,笔者在本文结尾处也为大家准备了一个百度网盘链接。
笔者找到了一个玩家制作的DIY视频
将刚才做好的塑料组件置于手机屏幕之上,将屏幕亮度调整到最高,此时你就会在透明的塑料组件中看到“全息影像”悬浮在空间中,效果相当不错。DIY过程中所需材料基本上都是我们生活中常见的材料甚至是废料,DIY成本无限接近于0。
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2提问 为什么要给“全息”打引号?
●为什么要给“全息”打引号?
相信很多读者也已经注意到了,笔者在之前DIY过程的描述中都给全息二字加了引号,显然以上做法呈现出的并非是真正意义上的全息,科学的解释,这只佩珀尔幻象的一种表现,那么何为佩珀尔幻象呢?笔者会在下一章节为大家进行详细阐述,本章节我们只聊全息。
钢铁侠中特效展示的AR全息影像
首先我们需要聊一下全息的概念。真正意义上的全息所指应该是全息影像,全息影像我们经常可以在科幻电影中看到其身影,例如钢铁侠的工作室,这是一种物理上的纯三维影像,观看者可以从不同的角度不受限制的观察甚至进入影像内部,当然目前在现实中无法达到钢铁侠那样的特效。
钢铁侠中的全息影像具备以下六种特征,即透视、遮挡、单眼视差、双眼视差、聚合以及调节。
透视:顾名思义,全息影像要可以区分远近景物,简单来说,远处的物体视觉效果上要比近处的物体小。举个简单的例子,当你目视天空中的飞机时,飞机在你的视野中大小就像一颗米粒。
遮挡:遮挡意味着在全息影像中近景物体可以遮挡住远处物体。
单眼视差:睁一只眼闭一只眼,在运动时远近物体的移动幅度不同。
双眼视差:左右眼观察同一物体,角度会有细微差别。
聚合和调节:两眼根据目标物体的距离进行聚焦调节和视线聚合。
通常意义上,全息景象只有满足这六点,才能成功骗过大脑,让感官误以为我们所见是真实存在的而非是虚无缥缈的影像。
按照这一标准,我们所看到的无论是周杰伦演唱会上和邓丽君的时空合唱、初音未来演唱会、G20峰会闭幕式最忆是杭州应该都不是全息影像,极有可能都是佩珀尔幻象的杰作。
3揭秘 佩珀尔幻象其实并不神秘
●揭秘 佩珀尔幻象其实并不神秘
讲完全息,这里我们便要开始讲讲佩珀尔幻象的事情。这里借用网络上给出的定义:佩珀尔幻象是一种在舞台上与某些魔术表演中产生幻觉的技术,这种技术借由使用一面平坦的玻璃与特定的光源,使物体可以出现或消失,或是变形成其他物体。读到这里你是否依旧一头雾水?那么我们看图说话。
一场利用佩珀尔幻象呈现的演出
图中紫色人物为舞台中真实存在的形象,而红色人物为利用投影机投射到投影屏上的虚拟人物。投影机在舞台的前上方,将要投影的素材成像在界面上;光线通过在全息膜上的反射和折射,最终在舞台上形成幻象。
回想我们在第一部分DIY“全息”,其实原理与之完全相同,通过手机屏幕上的画面透过透明塑料片的反射和折射在梯台中形成一个伪3D效果的影像。
4杂谈 全息影像与VR/AR/MR技术
●杂谈 全息影像与VR/AR/MR技术
很显然,利用佩珀尔幻象呈现出的“全息”效果并非真正意义上的全息。当我们围绕着那个倒金字塔形的结构观看时,你会发现其中的影像只有在正对着四个面时才能呈现出良好的视觉效果。还记得笔者之前曾经提到过的六种特征,即便我们将条件放宽,佩珀尔幻象也只是在很局限的范围内为我们呈现了一个伪全息效果。
之前有很多媒体报道称在G20峰会上采用全息技术呈现的最忆是杭州,目前来看应该是一种非常不专业的说法,很多人误以为类似春晚上呈现出的真假难辨的效果是全息影像,笔者必须做出澄清,目前民用的全息影像根本无法做到这种舞台上以假乱真的现场效果。
佩珀尔幻象应用在舞台上效果的确非常炫
说到这里,有很多朋友已经联想到了今年最火的VR/AR/MR概念,全息影像技术感觉与它们都有着千丝万缕的联系,讲真,在某种程度上,它们的确有着想通之处。
先来说VR,虚拟现实从某种角度理解那也是现实的一种存在形式,而VR世界中要呈现虚拟的物象还是非常容易的,可以说,目前市面上可以实现定位功能的VR设备都可以勉强算作是一种全息影像的表现形式(这里不再严格按照之前提出的六种特征衡量)。VR在实现这种3D效果方面有着先天优势,完全隔离真实世界使得我们所看见的东西全部通过计算机和屏幕呈现,这最大程度简化了与现实契合的问题,这也是为什么尽管AR看上去更有前途,但大家还是一窝蜂去做VR,因为VR实现起来更简单。
再来说AR和MR,事实上AR和MR目前为止仍然停留在概念阶段,即便是微软的HoloLens也仍停留在试验阶段,采用了衍射式平显技术的HoloLens我们不去讨论它是通过何种方式来实现画面所示效果的,至少效果上它与全息影像更加接近。
至于Magic Leap,可以说它是目前为止最接近全息影像的一个概念,前文提到的六种特征中从演示效果来看应该能够满足五条以上,但令人遗憾的是Magic Leap至今令人印象深刻的依旧还是体育馆中凭空跃起的一条鲨鱼和其他几段视频,尽管他们称这是真实效果,并没有任何后期特效加入,然而Magic Leap至今没有拿出任何实质性的产品。
不过换一种角度来看,AR/MR似乎正是全息影像技术的一种可行的解决形式,AR/MR技术最终要实现的正是虚拟与显示的有机融合,届时可能AR/MR和全息影像都将会成为一体,毕竟他们在表现形式上具有很多相似之处,而可视化的交互模式也是最直观最容易被人接受的一种形式。
总结:
三分钟让你的手机变“全息”,通过简单的DIY让大家看到了一个颇为真实的“全息”影像,这的确非常有趣味性。尽管这是一个然并卵的DIY,但至少它让我们明白了舞台上那些号称“全息”的炫酷效果是如何实现的。虽然目前钢铁侠中的全息影像(或者称之为MR)效果短时间内无法成为现实,但畅想一下明天总还是会令人浮想联翩。
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