作為著名的“虛擬現(xiàn)實(shí)人物”，初音未來(lái)的演唱會(huì)一直受到廣泛的歡迎。喜歡她的人從來(lái)不覺(jué)得她是虛擬的，因?yàn)樵谝粡埻该髌聊簧贤渡涑霈F(xiàn)的初音未來(lái)看起來(lái)是那樣立體而真實(shí)。

為了營(yíng)造這樣的感覺(jué)，在巨大的屏幕上投影需要利用20臺(tái)以上的投影機(jī)，并生成特殊加工之后的計(jì)算機(jī)圖像，通過(guò)把這些圖像重疊之后形成立體的映像。

通過(guò)透明的屏幕來(lái)投影映像固然很好，但缺點(diǎn)就是沒(méi)法產(chǎn)生亮度。如果把映像加亮，屏幕的透明度會(huì)降低，這會(huì)讓觀眾意識(shí)到屏幕的存在。為了不讓屏幕的透明度降低，初音未來(lái)一直都是暗暗的。

這也意味著現(xiàn)在的技術(shù)還有可以改善的空間。

在去年SIGGRAPHASIA的先端技術(shù)展示節(jié)“EmergingTechnologies”上，日本情報(bào)通信研究機(jī)構(gòu)(NI.T)展示了新的裸眼立體可視技術(shù)“fVisiOn”吸引了很多觀眾。相比于不需要3D眼鏡的裸眼3D電視，這種要在空氣中實(shí)現(xiàn)3D立體成像的技術(shù)的基礎(chǔ)研究仍在進(jìn)行中。

在SIGGRAPHASIA2015，NICT展示的就是后者。fVisiOn是一個(gè)在直徑90cm的桌子上的直徑20cm的圓心放映區(qū)形成一個(gè)垂直畫角60度，水平畫角360度的3D映像設(shè)備。NICT把這個(gè)叫作“Glasslesstabletop3Ddisplay”，保證觀眾一邊繞著桌子走一邊可以看著中心的放映區(qū)，3D映像看起來(lái)就像站在桌子上一樣。

研究帶頭人、NICTUniversalCommunication研究所超臨場(chǎng)之感映像研究室的吉田俊介氏說(shuō)：“安裝上其他的感應(yīng)器之后，可以實(shí)現(xiàn)用動(dòng)作輸入來(lái)操作人物?！边@意味著未來(lái)的應(yīng)用范圍還可以擴(kuò)大。

在展示平臺(tái)上，除了卡牌游戲，還有初音未來(lái)跳舞唱歌的表演。

其實(shí)實(shí)現(xiàn)裸眼3D立體成像理論很簡(jiǎn)單，但要用硬件和軟件的各種技術(shù)組成之后才能夠?qū)崿F(xiàn)。

首先，在桌子下面擺了一圈RGBLED光源的超薄型反射型液晶(LiquidCrystalonSilicon，LCOS)投射機(jī)。這個(gè)超薄型投射機(jī)的厚度只有7mm。由于fVisiOn需要288臺(tái)投影機(jī)，即便1組投影機(jī)低至5000日元也要到144萬(wàn)日元。投影系統(tǒng)可以把圓弧按照每30度分割為一組，1組由24臺(tái)投影機(jī)組成。

每組投影機(jī)的解像度是全彩的400×400像素。如果把投影映像直接放映在直視的屏幕上是什么都看不見(jiàn)的。因?yàn)椋?組投影機(jī)投影的400×400的圖片不是初音未來(lái)的某個(gè)角度，而是一幅從正面到側(cè)面相連起來(lái)的圖像，“就像畢加索的畫一樣抽象”。

形成這樣的映像是由于fVisiOn獨(dú)特的光學(xué)設(shè)計(jì)。擺成圓狀配置的投影機(jī)放出來(lái)的映像不是直接投影在桌子上的放映區(qū)，而是在放映區(qū)的下面，通過(guò)下方的圓錐狀光學(xué)零件投射畫面。這個(gè)圓錐形零件不會(huì)擴(kuò)散入射的光，而是直接通到圓錐內(nèi)部。這樣，光要發(fā)散的時(shí)候，雖然會(huì)往垂直方向按60度的間隔擴(kuò)散，但基本不會(huì)往水平方向擴(kuò)散。

這樣做出來(lái)的fVisiOn的光學(xué)畫面和在平面的屏幕上放映的是兩種完全不同的結(jié)構(gòu)。因此，fVisiOn的視覺(jué)設(shè)計(jì)與一般的渲染不同。

研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了對(duì)應(yīng)fVisiOn光學(xué)設(shè)計(jì)的CUDAbase的光線追蹤渲染器，之后裝在游戲發(fā)動(dòng)機(jī)的Unity里。在展覽會(huì)里表演的初音未來(lái)的唱跳表演都是Unity制作的。

雖然是400×400像素，但是現(xiàn)在要把這個(gè)從288臺(tái)攝像機(jī)的視角進(jìn)行渲染，所以演算負(fù)荷較重。如果是演唱會(huì)，他們會(huì)把“GeForceGTX980”搭載在兩臺(tái)PC上進(jìn)行描畫。

按照吉田氏所說(shuō)，一張圖形卡可以處理4個(gè)2400×1600像素的畫面。然后再分成400×400像素的圖片傳送到各個(gè)投影機(jī)。

fVisiOn的好處在于可以一定程度上實(shí)現(xiàn)交互?；蛟S未來(lái)，初音未來(lái)不僅能夠在臺(tái)上表演，也能實(shí)現(xiàn)更多的實(shí)時(shí)互動(dòng)。

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