双眼科技扫盲——视觉科技

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干货无图,请自行百度。

首次发文,不足请谅解。

配图无关,只为赏心悦目。


干货预警,干货预警,干货预警


花了将近一个月时间翻阅网上资料,对这些东西做了一些研究:全息技术,3D电影和3D电视,可穿戴视觉设备,立体投影,裸眼3D。

全息技术里主要研究了全息成像,3D电影和3D电视上市很多年了,大家早已了解,可穿戴视觉设备,我总结出了四个主流派别,第一个是以 Oculus 为代表的各种虚拟现实(简称VR),包括国内很火的手机变形的简化版,第二个是以 google glass 为代表的交互式多媒体平台,第三种是以微软的 hololens 为代表的增强现实,第四种是犹抱琵琶半遮面的 magic leep 。

目前来看,这些技术中,市场化成功的只有3D电影。从《阿凡达》开始,大片基本都是3D,3D噱头使得票房有保障。

相对成功的是虚拟现实,不是因为技术不成熟,而是市场规模本来就不大。虚拟现实除了可以看传统3D视频,还可以观看360°全景视频,还有3D游戏。重要的是,它的虚拟空间体验,拥有有娱乐性很强的身体互动。

3D电视基本上是半死半活,因为看电视的人不多了(话说光腚肿菊开始试图把群众拉回电视机前,其他各路媒体都被要求下架15分钟以上的电视视频)。

google glass 光荣地成为了先烈,功能定位不够受欢迎,应用种类少却又不方便,加上一些始料未及的缺陷,比如伤眼睛和影响交通安全,让它从开始的『装逼神器』的神坛上迅速跌落下来,一个比较失败的商业案例。

微软 hololens 目前还在推广期,看起来比谷歌眼镜高端许多,但其实它们是两种功能定位相差很大的东西。hololens 是一个稍大而复杂略显沉重的设备,不适合也没打算用于长时间穿戴和室外活动,主要在室内使用。它的定位目标是作为新一代完整的计算平台,运行win10 ,有专用的各种应用,运行的东西包括,常见的多媒体,游戏,各种设计软件,教学软件,居家生活软件,商务办公。最炫酷的是,它可以对室内环境快速建模,并在现实景象上虚拟投影,实现了字面上的“增强现实”,也就是在虚拟现实的基础上引入了现实景象,另外还能空手(不必像虚拟现实那样需要手上设备)与投影互动。所以,理论上说,虚拟现实(VR)拥有的功能它全都有,而且它还是一部“房间那么大”的“新式电脑”,普通电脑的功能都可以转移上去。戴着它,你可以“像”(其实你的房间里没有立体投影)钢铁侠托尼斯塔克那样“耍酷”(其实没戴 hololens 的人根看不到你在做什么)了。

Magic Leep 可以查到的资料很有限,不知道是故弄玄虚,走保密方式的营销策略,还是八字没一撇,项目进行不下去了,不得而知。从宣传资料来看,很牛X,有点像是 hololens 的功能定位,但据小道消息说,技术实现方式完全不同,和光导纤维有关,不知是真是假。

说说立体投影,实现立体投影的技术很多,五花八门,投入商用的少数几种技术其实也不够成熟,效果都不够理想,而且市场规模也不大,主要用于商业表演和各种会展、宣传场所,例如,春晚上李宇春的那个节目,周杰伦和邓丽君对唱,日本的初音未来大型投影(常被说成全息投影,这就是一种伪全息)。其他技术模式的立体投影都是实验室的技术储备,不便也不必展开细讲了。

因为立体投影是一个难以准确描述的概念,因为它总是很容易和全息影像、裸眼3D混为一谈,三者的定义的界限都比较模糊,还有少数几种滥竽充数浑水摸鱼的伪立体投影,伪全息,让人晕头转向,一头雾水。

而我最感兴趣的是全息影像,它最为奇妙,像是魔术。隔着一张平面透明屏幕,你可以看到一个立体影像,侧着看能看到景物的侧面和侧后方,好像景物真实存在于屏幕后面,十分逼真。如果屏幕平躺着摆放,像军用沙盘或房地产售楼处那种微缩模型一样,你可以以上帝视角看到立体逼真的景象的不同角度。但是,如果你能绕道屏幕后方,你会惊讶,后面根本没有景物中的任何实体,因为全息影像是“虚像”。是不是很科幻?这是一种很先进的裸眼3D。

其实很多看似炫酷的黑科技很早就存在,比如3D电影,只是当初配套条件没跟上,没流行开来。直到好莱坞通过《阿凡达》和配套的最新科技,把这种故纸堆里的科技重新“复活”了。而现在,全息影像也面临着同样的问题:如果再不商用化,也要被打入冷宫,成为无人问津的故纸堆了。可喜的是,与3D电影的奇迹似乎正在上演:全息影像不必像过去那样需要先对实景“拍摄”,再把记录在“底片”上的虚像还原出来。电脑绘图算是早已成熟的技术,类似于CAD这样的制图软件早就是家常便饭,更别提好莱坞的电脑特效。而这些技术完全可以进一步发展,和全息影像技术结合。先用软件电脑无中生有地制作出一个想要的3D模型,再通过相应的数学运算转化成全息影像需要的数据流,接着用激光一类的光学手段把数据流“烧刻”到全息“底片”“里”,再用传统方法再现,这样就能看到我们先前制作的模型了,不过完全不是电脑显示器上看到的那种“3D”了,而是裸眼3D。

说到裸眼3D,稍微补充一点,市场上有少量的裸眼3D手机,其实那也是典型的“古老”技术“复活”,只是这种技术打娘胎里出来就不是好货,天生带有不可弥补的缺陷,视觉效果(客户体验)太差,很少有人感兴趣,不必去关注。

这么多的干货,希望对读者们有科普的帮助。

原文结束于2017年九月份

以下是后补内容

在过去,高端技术总是首先被应用于军事领域,现在,许多民用高端技术开始反超,而且反过来被引入军用。我可以断定,微软的 hololens 相较于美军最先进战斗机 F35 上的头盔显示系统更为先进,另外,我相信我国的战斗机头盔显示系统可以在很短时间内赶超美军。全息影像的技术障碍对于我们这一代国人,可以砍菜切瓜般突破,坐等好消息。

而且我敢再一次断言,大规模全息影像会首先被应用于民用,然后才是军用。

民用领域最容易想到的是大型全息舞台,舞台上能表演的东西,都可以制作成全息数据流并随时再现(全息播放),还有就是进一步的全息电影……

军用领域,顺着你的思路,既然可以全息出一支部队,那么也可以全息出一个大型武器平台,以及整个军营,都是欺骗战术,也就是所谓的兵不厌诈。

但这些设想要么难度太高,要么事倍功半不划算。我能想到的欺骗战术,比较容易实现和实用的全息欺骗技术就是对空伪装顶棚(使命召唤11里有展示),我们有生之年应该可以看到,期待………

找到了一个很好的描述全息影像的方式:

一些动画片和影视作品里经常出现类似“传送门”一样的东西,有圆形也有方形的,前不久的大片《奇异博士》里就有这样的镜头,透过这个门(或窗),你可以跨入另外一个空间,全息影像就是现实中看起来最像传送门的装置。

如果一个窗户形状的全息屏幕安装在墙上,你就会真的以为这是一扇窗户,以为打破这面玻璃就能触摸到窗户“里面”的景物。

如果全息屏幕“半埋”在地上,看到俯视大地的全息影像时,你以为你在飞机上。

所以,全息影像是隔着一层屏幕的虚像,它在屏幕“后面”或者“下面”,它不能“出屏”,也不能“悬浮”。

需要说明的是,目前的全息影像基本都是单色的,彩色十分少见,而且观看环境不能太亮。

许多许多的伪全息,大部分是“培伯尔幻像”技术,原理很简单(半反射),但要达到理想商用效果不容易,所以直到2000年后才出现。虽然是新科技,但不是全息。

VR与全息的目标有重合的地方,例如逼真的三维空间,但技术路径几乎没有交集,是两种完全不同的技术。全息与之最大的不同就是完全裸眼。

全息影像有许多缺点还没有克服,要用在视频类和图片类的大众媒体上仍需时日。所以相对来说不常见。

但它是一个很重要和实用的技术,主要体现在军用和一些高技术工业上。例如枪械上的全息瞄具,战斗机上的衍射平显,汽车行业也在传,有人想把衍射平显搬到汽车上,但我个人认为,这种构想有可能走谷歌眼镜的老路,最后也是一条死路,除非有巨大的技术突破。

又找到了一个当前科技“民先于军”的例证,是一个军事讨论节目提到的:快递行业最近的新技术,不是无人机、分拣机器人、无人快递车之类的终端平台,而是能把系统内的运输资源调配到最优化,节省时间和成本的一整套精妙算法以及对应的实现,这才是很有技术含量的东西,军方应该会把这些技术平移过去。

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