从春晚VR直播看VR产业的动作捕捉技术怎么玩



在刚刚过去不久的2017年春节联欢晚会上,首度通过央视影音客户端以VR全景直播的方式,让远在千里之外观众们也能够如同身在会场一般亲临其境感受春晚的欢乐气氛。与此同时,各大电视台也开始融入VR/AR技术,比如江苏卫视采用了全息的VR直播画面,将全息投影技术和AR技术融入节目和舞台布景。观众只要戴上VR眼镜,就能360°全景观看整场晚会;湖南卫视更以水幕和科技的融合打造梦幻水舞台,引入AR超现实技术,让观众一口气体验虚拟现实的快感。
VR是一场交互方式的新革命,人们正在实现由界面到空间的交互方式变迁,这样的交互极其强调沉浸感,而用户想要获得完全的沉浸感,真正“进入”虚拟世界,动作捕捉技术才是VR产业中至关重要的隐形钥匙。
 

 
动作捕捉技术,进入VR世界的隐形钥匙
动作捕捉技术,抽象的说,就是能够捕捉你全身动作甚至面部表情的一套系统,通过数学计算处理,还原重建一个三维模型的虚拟人物,而且这个三维虚拟人物会随着你的动作变化而变化。它就是把现实中人的动作复制到电脑创建的虚拟人物上。然而说起来简单,但是要实现捕捉随时随刻和快速反映的各种动作,面对的技术问题非常多。
目前主流的动作捕捉技术主要有两种:光学式动作捕捉和基于惯性的动作捕捉。
光学式动作捕捉依靠一整套精密而复杂的光学摄像头来实现,它通过计算机视觉原理,由多个高速摄像机从不同角度对目标特征点进行跟踪来完成全身的动作的捕捉。美国大片中的后期特效制作大都是用的这种光学式动捕技术。
惯性动作捕捉系统是由传感器捕捉动作,然后通过数据传输、数据处理最后建成三维模型。一整套系统通常要包括几十个传感器单元,其中每个惯性传感器测量单元都包含陀螺仪、加速度计、磁传感器以及数字信号处理器。
此外还有基于声音定位的声学动作捕捉技术,相对来说还处于实验阶段,相比较光学和惯性的动作捕捉技术来说还不成熟。

其中基于光学的动捕方案精度比较高,而且不需要佩戴复杂的一些外设装置,但是因为需要搭建捕捉动作的各种摄像头,这些摄像头的造价较高,使得光学动捕方案的成本一直居高不下,成为普及的一大障碍。
在上个月的CES2017上,来自中国的本土厂商Realis(瑞立视),展出了拥有自主知识产权研发成功的光学动作捕捉系统设备(简称RTS光学动捕设备),其精确性和稳定性已得到印证,并获得国际多项发明专利,技术参数已达到最低延迟5.5ms以下、亚毫米级误差的国际最顶尖的水平,产品质量已超过美日同类顶级捕捉设备。而更让行业和开发商惊喜的是,瑞立视RTS动捕VR整合系统使得VR技术实现成本将比现阶段降低7成以上,极大的推进VR大空间自由互动方案布局的进程。
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瑞立视RTS光学动作捕捉系统,从光学、镜头、驱动程序、产品外观及结构设计等方面,实现实时流畅的动作捕捉,提供稳定精准的目标追踪,为多人即时互动,互战,互助游戏提供了圆满解决方案。而同时提供上百个反光球图像解析追踪目标,以简单、快速、直观的操作方法,为用户解决全身动作与虚拟场景进行交互,从而实现直观的枪械或武器打怪操作的多人互动对战VR体验。
技术领先说破天,不如实感体验变化真,在结合了光学动捕技术后的VR,将打开虚拟现实新世界的大门。就以之前的春晚VR直播来说,用手机APP+移动VR眼镜或是VR一体机来呈现虚拟现实的效果,且不论其中的画质效果,在沉浸感上就难以达到期待之上的水准,因为此时的体验者更多的处于类似“窥视者”的视角:佩戴着VR头显,通过扭头转动来改变视场范围。

而光学动捕技术所带来VR体验最显著的变化就是,系统将同步知道体验者的方位姿态和身体动作,并反馈在虚拟现实世界中,同样还是VR直播中的春晚,体验者将可以以非常自然的肢体动作,让自己行走到春晚大舞台的正中,或是站在董卿的身旁,感受万众瞩目的焦点体验,高兴时和舞者们一同踏歌起舞,又或是来到台下,向百岁老红军致以崇高的敬意,在这一刻,丢掉各种操作手柄和按键,最自然舒展的动作在光学动捕技术的支持下就能够带着体验者融入到虚拟现实中,展现出千百年来人们所追求的那种人在画中,画随人动的绝美意境。

    全新世界大门已经打开,无所不能的VR时代
自2014年VR概念瞬间点燃后,VR已然成为各个行业最为火爆的应用风口。王菲“幻乐一场”演唱会,作为国内演艺市场中出现的第一例采用VR在线直播的演出产品,被视为VR直播产业的又一里程碑事件。
在电影行业中,对虚拟现实的追求一直存在。2009年《阿凡达》的出现,让人们可以在电影院里感受到三维世界带来的强大视觉体验。而VR动作捕捉的出现,让视听体验更进一步,只要配戴上VR设备,观影者就可以切实体验到整个电影环境,通过头部转动,可以看到四周真实的场景,沉浸感大大超过了在影院中的体验,而且没有影院的地点时间限制,随时随地都可以看电影。

而对于游戏爱好者来说,VR动作捕捉将可以让玩家突破虚拟的第四面墙,通过动捕技术让玩家得到真正的沉浸式体验。无论是角色扮演、竞速赛车或者动作类游戏,VR动作捕捉可以提供几乎与真实环境一致的体验。
借助VR动作捕捉,人们可以建立虚拟的人体模型,借助于跟踪球、HMD、感觉手套,学习了解人体内部各器官结构,对虚拟的人体模型进行手术等,观测手术后的效果,还可以利用VR动作捕捉技术训练新医生。
VR动作捕捉与当下最火的直播进行结合,让每一位观众都可以在虚拟环境中,与主播面对面接触,还能与主播直接对话,可完全颠覆以往的直播模式。
VR社交更是不可或缺的重要组成部分,借助动作捕捉技术,将VR独有的无比真实的沉浸式体验和社交完美结合,打造一个虚拟现实的世界,玩家可以体验到堪比现实的VR社交。

结束语:
从人类发明数学化开始,物理世界的虚拟化趋势已经持续了数千年,计算机IT技术的发展促进了虚拟化后的数据流动趋势,而数字世界在物理世界的重新凝实,将成为全新技术革命的关键环节,虚拟现实技术也将在这个领域发挥非常关键的作用。在未来的数字化时代里,虚拟现实很可能不仅仅是机客玩家的专属,而是继PC机、手机之后的下一代平台,它将用黑客帝国式样的的人机交互性能把整个人类科技的发展带上一个新的阶梯。

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