资料图:刘 禹 本报记者 王 春。
前不久,在嘉兴召开的2017国际VR/AR技术与产业大会上,叠境数字科技(上海)有限公司创始人、上海科技大学虞晶怡教授利用虚拟现实领域的一项全新技术光场技术,将同会的外籍嘉宾栩栩如生地展现在手机上,引起了全场热议。
光场技术模拟人眼,是介于建模和计算机渲染之间的技术。在光场技术构建的场景里,用户可以走动,从不同的角度和距离观察事物。很重要的是,光场技术还能再现物体的光泽和材质。因其真实性远超国内主流技术,虞晶怡认为这是目前还原物体真实性很好的方法。
虞晶怡笃定地说:光场技术将成为VR/AR行业的投资焦点。
国内VR行业在吃老本
严格来说,国成都治疗癫痫病医院哪家很好内VR领域的企业缺乏核心技术。谈及技术,虞晶怡毫不留情地说。
目前,VR内容制作主要有两种主流方法:一是利用全景相机拍摄360度视频,即360度环拍技术;二是利用更加高端的软件建模技术,利用计算机工具打造更具沉浸感的VR游戏或视频。但在虞晶怡看来,这些都不是VR内容制作很理想的方法。
大约20年前,出现了一种影响深远的虚拟现实技术,叫做QuickTime VR。这项技术很简单:拿手机拍一圈,把照片拼成一个360度的图片,现很好的儿童癫痫医院在手机上就能实现这个功能。现在市面上很多做虚拟现实的公司就是用的这样的技术!1996年候为民神经内科医生的技术!
360度环拍技术很大的问题就是无法实现动态视觉。虞晶怡解释说,人眼重叠的区域特别大,在重叠区域里,由于左眼和右眼看到的东西一样,就会形成动态的视野,这就是人眼的3D识别。然而,360度环拍技术无法实现这一功能。
早在1995年,苹果就发布了一款主要拍摄360度图片的QuickTime VR相机。虞晶怡也于1999年创业试图将QuickTime VR相机的技术运用到旅游上,并用360度环拍技术拍摄了拉斯维加斯赌场等地的全景照片,但很后却发现做出来的全景照片并不怎么吸引人。虞晶怡认为这个问题到今天依然存在。
同样,软件建模技术虽然更加高端,但不够真实的缺点依然存在。现在很多虚拟现实应用场景,如VR看房,都是采用三维建模实现的需要先建模、贴皮肤以及大量的人工,而且不可能做到非常精细,导致很后的效果相当粗糙。
模拟人眼,所见即所得
什么是光场技术?虞晶怡举了个例子:人眼就是两个天然的光场捕捉器。人眼观看3D世界觉得真实,是因为双目视觉看到的是立体而非平面图像,在三维空间围绕观看可实现360度的视觉构建,而且人眼具有对焦功能。
人眼之所以能够实现这些复杂的功能,是因为人眼采集光线空间。而光场技术就是把人眼看到的光线空间采集下来,再将光线进行重组,可以让虚拟现实模拟出人眼基于距离对物体聚焦、移动的效果,捕捉光线信息,重现三维世界。
叠境科技用广角摄像头模拟人眼,只不过不是两个摄像头,而是由至少上百个摄像头组成的相机矩阵。典型的中型场景光场拍摄方案,是由140个相机(包括80个静态相机和60个动态相机)组成的对内环拍摄影系统,可以从任意角度对物体进行拍摄。
拿一堆相机拍摄的时候,一个很大的问题就是遮挡。因为遮挡,哪怕140个相机对一个人物进行环拍,也不足以呈现人物的全部。同样,人的眼睛不光有几何,还能看到材质。这些材质信息是超越几何的。人之所以能够判断材质,原理还是光场。当转动脑袋和双眼的时候,物体上面的光发生了变化,光的信息蕴含了材质的信息。
如何解决这些问题?叠境科技的方案是为眼睛配备一个大脑。借助计算机视觉和深度学习,把每一帧的时空信息集合在一起,就可以产生非常好的3D重现效果。同样借助深度学习,模仿人类判断材质的学习方式,大量采样,经算法处理呈现出材质特征。
另一方面,叠境科技多摄像头的数据采集方式也带来了北京治疗癫痫医学中心海量的数据。如何才能以很快的速度处理完这些海量数据,便成了相机矩阵光场技术很大的技术门槛。据虞晶怡透露,叠境科技研发的光场数据压缩技术,已经可以将1.5G的数据压缩到30M左右。
仅一年时间,叠境科技就建立了一整套以光场采集、捕捉、显示为核心的VR/AR解决方案,可制作物体和动态人物的360度3D光场采集、建模和渲染以及光场VR/AR内容生成,向内环视和向外环视360度3D视频直播。将全球很顶尖的光场技术引入到虚拟现实领域,很大程度上解决了虚拟现实体验差的问题,给虚拟现实行业带来了巨大的变革。
国内应用步步展开
应用方面,叠境科技的光场技术首先可以用于三维建模。相比传统的建模方案,叠境科技采集了真实物体的光线信息,所建立的三维模型更加真实。目前,该技术已经在上海博物馆、淘宝buy+计划等案例中得以应用。
据虞晶怡介绍,针对不同的应用场景,光场技术将有不同的应用方式。一种是小型光场:针对具体物件,可以更加完整全面地展现实物,给用户更直观的体验,在电商领域将有巨大应用与突破。在去年淘宝双十一发布会上,叠境科技展示了用光场重建的唐三彩。面对材质复杂的模型,光场技术不但实现了捕捉不同视角观看物件产生的光影效果,真实再现了唐三彩的质感,还用压缩与渲染的方法完美植入到淘宝卖家平台。亚马逊看到这一应用后,也开始积极发展这项技术。虞晶怡透露,几个月后,用户将可在手机端看到自己的光场渲染器。
在人物拍摄为主的中型光场中,光场技术可以快速复现动态人物,一台电脑几分钟就可以完成全过程,实现近乎实时的人物复现,未来将会在娱乐、电影*、体育训练等方面大展手脚。
大型光场拍摄针对环境,可直接应用于房地产行业虚拟看房等场景。利用光场技术进行拍摄,可以更加真实地复现场景,并且允许用户走动,从不同的视角和距离进行观察,不久这项功能也会在手机上出现。