马云全息演讲,全息技术是如何实现的?

7月9日举办的2020世界人工智能大会上,联合国数字合作高级别小组联合主席马云、高通公司总裁安蒙等嘉宾以全息投影的方式亮相会场并发表演讲,全息显示技术引起热议,并迅速反映到证券市场。7月9日至7月13日,有“全息AR”第一股之称的上市公司微美全息股价增长了622%,收盘价从7月9日的3.84美元增长至7月13日的24.74美元。虽然7月14日,微美全息收跌28.9%,但之前几日的猛增还是引起了金融界的关注。

然而,经记者查阅以及对产业界相关人士的采访,“全息AR”这一概念,尚没有一个明确的定义。惊艳世界AI大会的全息技术是如何实现的?所谓的“全息AR”又该如何理解?全息显示与AR技术能擦出火花吗?

全息演讲引发业界热议

全息技术通过记录和再现物光场的位相和振幅,产生如同自然场景般栩栩如生的3D视觉,是最有前景的3D技术之一。

本次世界AI大会全息演讲的技术方案,主要由商汤科技提供。据悉,商汤科技为大会主办方提供了“AI背景助手”解决方案,可以在演讲视频中准确检测出人物和背景,将其分离成不同图层,结合全息影像技术,让远程演讲嘉宾的影像惟妙惟肖地出现在大会舞台上,犹如亲临现场。

叠境数字联合创始人洪煦向《中国电子报》记者表示,真正意义上的全息是对所有光场的复原。光场是空间中所有光线的集合,复原光场相当于将人眼所见的所有光线复原出来,需要处理海量数据。

目前商用的全息显示多属于反射式的全息或者投影式的全息,主要有两种实现方式:一是利用背投的方式,用投影仪将影像投到全息膜上;二是基于LED屏幕,将影像通过45°角反射到全息膜上。

“全息显示的过程涉及光场采集、网络传输和全息设备显示。目前,全息显示设备的商用已经相对成熟。而内容的采集生成,还有着进步空间,如何尽可能全面地采集光场,实现对内容最大程度的复原,是全息显示质量的关键。” 洪煦说。

沉浸感、高密度信息传输特质,是全息技术最核心的优势。网易游戏创新实验室基于全息技术与混合现实技术,开发了首款MR全息竞技游戏《Blaster》。网易游戏全息竞技项目负责人杨忠雄向《中国电子报》记者表示,全息技术把游戏场景从小屏幕里搬到现实世界,让用户可以沉浸式体验游戏。相对过去几十年的平面显示技术而言,全息技术以前所未有的方式改变了用户感知与游戏体验设计。

除了游戏,全息技术在舞美设计、远程教育、远程会议、实时通话等领域也得到越来越广泛的应用,5G时代,全息技术的市场渗透率将进一步增长。2018年世界移动大会期间,叠境数字与中国移动、华为合作,打通了全球第一个5G实时三维全息视频通话。洪煦表示,全息显示要实现真人等高的大小、更立体的三维效果,对分辨率和带宽传输的要求非常高,5G解决了带宽问题,能为全息显示提供更流畅的传输、更清晰的画质,将为全息显示的采集、数据处理、影像传输创造有利条件。

“全息AR”概念有待商榷

从上市以来,微美全息一直被誉为“全息AR第一股”,股价的波动,也引发了网络上对于“全息AR”概念的好奇和探讨。但是,记者在检索过程中发现,对于“全息AR”,目前业界并没有一个统一的概念。在采访过程中,多位业内人士也向记者表示,难以为“全息AR”下一个明确的定义。在外媒相关的讨论中,引用较多的“全息AR”概念,都对互动性有所强调。例如将用户从现实世界中实时“抽离”出来,沉浸到虚拟环境中,用户可以在显示设备中看到自己在虚拟环境的实时影像,并与虚拟环境或叠加在现实世界的虚拟元素互动。

AR广告是微美全息的主要收入来源。微美全息在招股书中披露,其全息AR广告软件能够将真实或动画化的3D对象无缝集成到视频场景中。微美全息官网也显示,“全息AR”广告是“让(在)全息化场景植入(的)广告通过计算机全息视觉技术呈现给终端客户,终端客户从视频视觉体验上真假难辨,平滑接受全息广告植入的内容。”在线下,则通过光粒子广告机、全息玻璃广告机、全息橱窗广告机等特殊设备呈现广告内容。《欧洲货币》杂志援引微美全息联合创始人Michael He的观点称,通过“全息AR”技术,可以将一辆跑车的影像直接植入一段拍摄山路的视频中,而不需要广告商再将跑车开到山路上进行实地拍摄,这是一种双赢。

将跑车的3D模型植入视频中,使之与视频自然融合,甚至达到真假难辨的地步,固然是一种省时省力的广告拍摄方式。但这种内容制作方式,可以称为“全息AR”吗?

一位业内人士向记者指出,微美全息的“全息AR”,是将3D对象嵌入视频或拍摄场景中,类似于“三维AR”。虽然三维模型的制作有很多方式,例如人工建模、多相机拍摄重建等,部分技术也能模拟物体的光影表现。但根据视频本身的场景对模型的光影表现进行适配和模拟,与忠实记录并再现物体光波振幅和相位的全息显示不是一个概念。而且将3D模型插入2D视频使用,也与全息显示追求的沉浸感、立体感相去甚远。

“三维模型跟全息显示是两个概念,一个是内容,一个是显示。如果不是基于全光场再现物体,而是基于三维建模来展示内容。那么‘全息AR’这个概念能否成立,就有待商榷。”该AR从业人员向记者表示。

全息技术能否与AR技术融合

这几天刷屏网络的“全息AR”或许还不是真正意义上的“全息+AR”,但全息技术作为最接近理想形态的3D显示技术,能否与AR技术擦出火花呢?

洪煦表示,目前较为接近“全息AR”形态的应用,是将虚拟的全息人与舞台实景融合,真实环境中的人可以走上舞台,与全息人实现同台互动,犹如真人面对面交流一样,这可以视为全息和AR的一种融合。

对于部分国外技术博客提出的全息AR概念——也就是用户在显示屏上能看到自己的实时影像处于虚拟环境,并与虚拟元素互动,集邦咨询分析师蔡卓卲向《中国电子报》表示,所谓“全息AR”若是仅仅采用第三人称,并不会带来身临其境的沉浸感,只能以旁观者的角度观看华丽的影像。如果要获得第一人称的沉浸感,相机必须在使用者头部,或者在AR眼镜上,才能正确抓取视野中各物体和使用者的距离和方位,让使用者与目光捕捉到的物体进行交互。一般的AR与所谓的“全息AR”,在物体互动、投影成像和AR装置的设计上所遇到的情况基本上是一样的。差异只在于相机量测取景的位置,以及后续制作出AR影像的算法是否会因此有所差异。

“简单来讲,一般的AR是以个人视野为主,全息+AR是以固定场域的AR效果为主。所以前者会比较适合用于个人端的装置,而全息AR则更适合用在特定场域,包括展示、娱乐、教育等,并且能同时允许多人一同使用。” 蔡卓卲表示。

杨忠雄向记者指出,在数字孪生范畴,“全息AR”可以视为“全息+MR”技术的过度阶段。目前多个全球科技巨头都希望通过MR将现实世界克隆为虚拟世界,即数字孪生体,再通过算法把虚拟世界与现实世界重叠融合。AR作为将虚拟信息叠加在现实世界的技术,能打破虚拟与现实的边界。而全息显示技术与AR的结合,能加快现有技术向双向交互的远程共空间MR转型,实现更高效的资讯信息流通。

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