揭秘登上2021春晚舞臺的黑科技-XR技術
本文轉載自微信公眾號「架構精進之路」，作者架構精進之路。轉載本文請聯系架構精進之路公眾號。
2021牛年春晚的舞臺效果太美了，在視覺表現、科技創新上做了諸多嘗試，科技與傳統文化相得益彰，高科技讓傳統年味更濃。
《牛起來》節目中，在舞臺上與王一博、關曉彤默契互動的劉德華 其實并不在現場，而是通過“云錄制”而出現在舞臺上。三人一同上演，時空穿插起來毫無違和，同時伴隨靈活的機器牛寫“福”字、跳踢踏舞，科技感十足。
周杰倫一曲《莫吉托》，把舞臺“搬”到海濱城市，使人物、道具跟虛擬場景互動和結合，讓我們看到周杰倫帶著樂隊，開著粉色飛車與觀眾共享夏日風情。
一系列美輪美奐的舞臺互動效果，不禁讓人驚嘆：這究竟是什么“黑科技”，效果太真實了吧!
這其實是來自未來的黑科技：XR技術。
XR技術是什么?
XR 延展實境(Extended Reality)不僅覆蓋了完全現實和完全虛幻之間的光譜，更能讓這些技術統稱為一個內容范圍。
也有人根據擴展現實(XR)是“由計算機圖形和可穿戴設備生成的所有真實和虛擬環境”的定義，簡單來說，擴展現實(XR)就是VR/AR/MR三者的交集。
- XR=VR/AR/MR
VR(虛擬實境)
模擬現實強調營造虛擬世界，讓用戶與真實世界隔絕。VR 虛擬現實(Virtual Reality)，具體指的是利用電腦模擬三維空間，通過感官模擬一種沉浸感和臨場感，就像把人帶到一個虛擬的仿真世界。不過，要是單純的影像內容，就和看普通3D電影沒什么差別;所以虛擬現實VR內容和傳統3D影像的區別在于人與影像內容的互動感。
AR(擴增實境)
增強現實強調在真實世界中疊加信息。AR 增強現實(Augmented Reality)，說簡單點，就是在真實空間里植入虛假內容，把虛擬信息(物體、圖片、視頻、聲音等)映射在現實環境中。
VR是帶你精神穿越，AR則是高樓林立的現實中，再現海市蜃樓。
MR：混合實境
合并現實和模擬世界，產生新的可視化沉浸式交互環境。
MR 混合現實(MediatedReality)，倒可以直接看作是VR/AR結合體，因為它指的是合并現實和虛擬世界后產生的新可視化環境。舉個簡單的例子，下班回家的你，戴上MR設備看暴力美劇，施瓦辛格會跳出傳統屏幕，在你眼前吹胡子瞪眼，甭管你移動到哪，他都只對著你演。
實現原理
在《牛起來》演出過程中，劉德華演唱場景采用了XR技術，其作用是制造極強的空間感。為了配合XR技術，一共營造了四個虛擬建模場景，劉德華在榫卯結構的傳統建筑上放歌，在禮盒搭建的魔幻空間里勁舞，在年年有“魚”的陪伴下遨游，最后和現場演員同臺互動。
其實現的原理大概是這樣的：
1)以3D拍攝技術，用三塊LED屏，構建一個三維的虛擬空間，大概這個樣子：
2)現場通過攝影機跟蹤系統，實時提取演員的位置數據，放在三維空間里，再通過VR渲染，就呈現出動態虛擬的3D畫面了;
3)那王一博、關曉彤通過看到屏幕的畫面，就可以沉浸式和華仔進行互動。
那觀眾看到的就是現實+虛擬結合在一起的一臺節目了。
XR技術原理部分參考：hecoos虛擬制作系統(https://www.bilibili.com/video/av373696347)
未來設想
目前這個階段，僅僅實現了用戶視覺的感官體驗，其實XR還要實現聽覺、觸覺、嗅覺、味覺的3D體驗，終極目標就是仿制完全以假亂真的虛擬場景。
一旦XR推廣普及開來，很多行業都會得到顛覆式的改變：如XR+，XR+教育、XR+游戲、XR+工業制造業、XR+醫療等等
雖然我們對這個風口的到來充滿期待，但是它還不會那么快的到來，主要原因在于：
1)技術上：目前芯片的算力還跟不上;
2)網絡上：5G可能還達不到網絡信號傳輸的要求。
你期待XR技術時代的到來嗎?
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作者：架構精進之路，專注軟件架構研究，技術學習與個人成長。
