“刘小拿浮生记”
请大家和我们幻想以下场景:当你和小伙伴打三国杀的时候,你抽到刘备,濒死之时大喊一声“蜀将何在!”瞬间赵云啊张飞啊噌噌噌真实地出现在你身边。
好吧,虽然有点中二,但还挺酷的是不是?别以为这只是说着玩儿,随着虚拟全息成像技术的日益发达,在不久地将来,也许我们真的可以解锁这种打牌的新姿势哦~ 下面就请剑桥大学电子工程系在读PhD夏神来给大家详细讲一讲,用“全息技术”打牌的正确姿势。
这个事情还得从1996年,高桥和希先生创作了一部名叫《游戏王》的动漫作品说起。故事讲述了性格懦弱、没有朋友但擅长玩游戏的少年武藤游戏,从爷爷手上得到了名为“千年积木”的古埃及神秘古董,他在拼好了千年积木后,寄宿在积木中的无名法老王进入了他的身体之中,使他拥有了暗游戏的人格。暗游戏是一个有高超游戏技术、自信而且大胆的人格,他是正义的守门人,会以黑暗游戏(暗のゲーム)来挑战伤害武藤游戏和他朋友的人,并对失败者以惩罚游戏来进行制裁。整个故事就是围绕卡片任务对决展开的。那么当初在创作这部作品的时候,作者是如何刻画人物打牌时候的样子呢?机智的高桥先生正是依托一种虚拟成像技术来展示了一种高端的打牌姿势。
虽然和三国杀类似,也是抓牌出杀(召唤怪兽),但是看看人家帅气的抽牌动作,吼一吼大地抖三抖的气势。再看看咱们三国杀那种QQ斗地主的娱乐感,顿时高下立判。
事实上,游戏王每年都会在全球举行各种竞技比赛,最近的几场就是为了还原动漫中召唤怪物的这种中二感,也就是我们目前市面上所鼓吹的“全息技术”:
参赛选手召唤的“青眼白龙”
动漫里召唤的青眼白龙
现场观众通过现场屏幕看到的参赛选手的操作
怎么样,虽然真人和动漫比差距很大,但还是看得很热血沸腾啊!我之前用到了“鼓吹”一词,为什么这么说呢,因为这种技术依托的原理事实上并非全息,而是另外一种其实更加简单的原理:
佩泊尔幻象(Pepper’s Ghost)
19世纪有个英国人John Pepper, 利用了两张简单的半透膜就欺骗了很多观众,具体是怎么实现的呢?我们不妨把上下两面半透膜分别称为膜1,膜2,他本人站在舞台下,通过给自己补光,将自己的反射光打在膜2的反射面上,然后再让光线打在膜1的反射面上,最终进入到观众眼中。又因为膜1是半透膜,反射到膜1后的光也可以进入到观众的眼中,所以看起来就像是有个幽灵(Ghost)在舞台上。
这个原理后人称之为佩泊尔幻象(Pepper’s Ghost),只不过由于现代计算机技术的发展,站在舞台下的人已经可以被一个简单的计算机成像系统替代,实现任何高大上的特效或虚拟人物,让观众看起来好像真的有人在舞台上。咱们春晚有个节目《蜀绣》就是利用了这种原理:
由于半透膜并非完全平整,因此成像必然会有些许瑕疵,比如常见的光晕。不难看出2号位才是我们真正的李宇春大哥!
如何成功地召唤一只怪兽
那么,回到刚才所提到的游戏王比赛上,他们又是如何拍摄的呢?作者随手画了一个示意图:
一句话来形容,就是利用摄像机来捕捉半透膜后的现场光,以及半透膜下面的投影仪投出的动画效果即可。由于这个技术的设备要求非常低廉,也没有什么限制条件,因此只要有智能手机和几张半透膜,就能利用4面成像搭成一个这样全视角的佩泊尔幻象动画出来。
最近湖南卫视《我是未来》节目里有个项目倒是给这种技术又加了新特技:利用机器视觉识别人物移动方向,让3D动画跟着移动。具体操作就是人在台上指挥一只猛犸象前进。
其实原理也很简单,作者又画了个草图:
不过是加入了一部分机器视觉技术而已。
究竟什么才是“全息技术”?
事实上,以上提到的这些技术,通通不是全息。那么啥叫全息呢?如果打开中文维基百科的话,你会看到这一行话:一种记录被摄物体反射(或透射)光波中全部信息(振幅、相位)的照相技术,而物体反射或者透射的光线可以通过记录胶片完全重建,仿佛物体就在那里一样。注意很关键的一点是,“仿佛物体就在那里一样”。因此全息技术其实本质上,是一种还原物体发出或者反射光信息的一种方式。
我们不妨举例来生动的讲一讲啥叫全息。由于全息和佩泊尔幻象的本质区别,全息是一种能够还原物体信息的技术。举个例子,在看一个物体的时候,如果你的视野发生变化,你看到的东西是不一样的。作者在本科的时候利用全息技术拍下了这张照片:
这是两枚50欧分和1欧元的硬币,如果是普通的佩泊尔幻象,你无法看到图中垂直于你的硬币的信息。但是作者利用了全息拍摄技术,此时,在看这两张照片的时候,只要你的头稍向右偏,就可以看到这个侧着硬币上写的是什么。
是不是很神奇?自从一个叫盖伯的年轻人在1947年发现全息技术之后,热度持续不减。但是由于器件,显示技术和计算机的数据处理速度等等问题,全息技术一直得不到推进,也只能停留在实验室阶段。然而,近年发现了一种器件,可以实现数字化全息成像。作者参与的一个公司的项目就实现了这种技术:
它最大的特点就是能够清晰地还原三维物体在空间中的信息,最典型的就是这两只小象。由于我们的眼睛类似于一个可变焦的透镜,当我们注视近处的小象时,远处的呈现的是模糊的。注视远处时,近处的呈现是模糊的,而这这是符合我们观察远近物体特征的。而这些图像特征,依靠传统的佩泊尔幻象是无法实现的。说的简单点,全息技术就好比一个是拿着电脑虚拟出的物体在看,而佩泊尔幻象只能拿着电脑屏幕上放映出来的图像在看。
用“全息技术”打牌的未来展望
然而,目前真正的全息技术仍面临着很多的问题,不过在作者依据自己的脑洞,利用真正的全息技术做出了这么一个效果。以后打三国杀就可以先喊一句:看尔乃插标卖首,我召唤关羽!
再看到这种普通版的卡牌,是不是内心毫无波澜
这个技术以后到底可以用来做什么呢?最近有个很火的游戏叫《绝地重生》,俗称吃鸡,那么以后很有可能就是在这个虚拟现实中,你正开着车下班回家,一开门,发现家里憋了一支队伍拿着生化武器来追杀你哦!
全息带来的浸入式体验并不可与佩泊尔幻象同日而语。虽然我们现在的技术还是如此的拙劣,可是,梦想一定要有,万一实现了呢?
编辑:Aprilis