品牌樂此不疲進行著的一場場戶外3D秀,是如何實現的?為什麼在各種戶外的3D營銷秀上不需要佩戴3D眼鏡,可電影院仍然需要戴眼鏡才能看3D電影?為什麼明明沒看到任何投影屏幕,卻真的出現一個大活人在空中漂浮?你們知道嗎,目前大部分所謂的「全息成像」都不是真的全息,而是全息的投影?那麼,全息投影和全息成像究竟有什麼區別?… 所有這些關於3D的技術背後,究竟是什麼?

亦真亦幻的3D視界,每每出現總能帶來一場喧囂。無論是三年前三星3D TV在荷蘭市中心大樓上演的精彩投影秀,或是今時今日,在澳洲幾乎人人都在談論著的Roger Water: The wall live3D演唱會 ——再現當年Pink Floyd樂隊成員Roger Waters經典的個唱現場⋯⋯ 3D,無疑是這個年代被普遍公認為是承接未來的時代性技術。

從工業至商用,直到家用設備,無人不對其津津樂道。這是一塊被鍍了金的尤物,更是一門被普遍忽視,甚至誤解的專業技術活兒。

9個精彩案例,16個演示視頻,分門別類,圖文敘述,讓我們重新認識3D技術背後的學問和細節。

編輯、作者:Vivian.P@ DamnDigital
Cover Image: Wang Qi@DamnDigital
感謝給予本文專業內容支持:GUSH Multimedia  吳煒達

呼之欲出的3D時代

人們對更真實更新穎體驗的愛好似乎早就烙印在基因當中,並沒什麼道理可言。

幾個世紀前,在3D電影最早誕生的歲月裡,3D技術被人認為是帶給人們短暫新鮮感的「玩具」而已。今天,靜靜等候數百年的3D顯示技術終於盼來了二十一世紀,這一次所有3D技術與周邊衍生品一起捲土重來:3D電影、3D展會、3D顯示器,3D秀, 3D電視, 3D觸摸屏⋯⋯ 在今天,無論是家用3D,亦或是工業、商用場合,都共同處於一個3D取代2D的革新時代之中。

儘管我們對各種戶外的3D病毒營銷秀早已司空見慣了,但不知大家有否想過,為什麼那些在高樓,牆壁,舞台上演的3D場景,不需要佩戴任何眼鏡就能看得一清二楚,可電影院看3D電影還是需要佩戴眼鏡?為什麼看不到投影屏幕卻依然能出現投射而成的三維圖像?為什麼家用3D還沒有擺脫3D眼鏡?所有3D技術背後究竟隱藏著什麼?又是否知道其實目前看得的大部分全息3D秀都並非真正的全息成像技術,而只是全息投影,全息投影和全息成像究竟如何區別?那麼,所有這些又和現在熱門的「裸眼3D」之間有什麼關係和區別呢?

今天,讓我們一次性了解熱門的3D技術背後的個中秘密。

 

3D projection 三維投影——「給我一個平面,就能投射出一個立體世界」

3D projection  is any method of mapping three-dimensional points to a two-dimensional plane. As most current methods for displaying graphical data are based on planar two-dimensional media, the use of this type of projection is widespread, especially in computer graphics, engineering and drafting.——Wiki:3D Projection

三維投影,在計算機科學中也稱為三維可視化。簡單來說,是通過計算機圖形科學中的平行投影或透視投影的方法,在二維的平面上顯示三維物體(該三維物體包括靜止的圖像,以及動畫),其過程包含了對被投影物體的取景和觀察,來建立相應的三維模型,並對投影機投射的位置、朝向和視野等因素來建立坐標,然後經過投影變換來最終實現。

21世紀初期開始,各種基於3D投影技術的應用開始在當今的數字化商業營銷中呈井噴式發展。在人潮洶湧的戶外場景中用震撼性的視覺影像來高調地展示品牌、產品的核心賣點,並且在人群和網絡病毒的傳播中達到廣告的傳播效果,樹立品牌形象,這,其實已經是一種非常普遍和典型的營銷手法了,尤其對於奢侈品,遊戲,汽車等等行業來說,更是開創了一片線上線下整合聯動的營銷新天地。

究竟在這些令人驚奇又美輪美奐的真實投影秀,是如何做到的呢?下面我們將分別從視頻展示,視頻講解製作方法,以及相關的文字與大家一同分享3D立體投影技術背後的故事。

三維投影顯示技術的原理:

目前大多數主流的顯示技術都是基於二維平面上所顯示的。因此,三維投影的應用領域非常之光,其技術的實現方式和實現效果也不斷優化。從舞台幕布,到玻璃屏,從藝術展示,到各種品牌新品發布會⋯⋯今天的三維投影可以投射在任何介質的平面上。

其實不必非要在黑漆漆的晚上才能進行三維投影,Vodafone這一宣傳視頻就給我們出了一個好主意。簡單的一個桌子,兩部激光投影機,加上幾部業已淘汰的過去的手機,就製作成了一個簡單卻非常有趣的3D投影展示。

Vodafone- The Evolution of Mobile


 
看看它們是如何製作的:

Credits & copyright: FND collective & Flat-e 
CREDITS: Directors: Barney Steel (FND) , Robin McNicholas (flat-e) 
Senior Art Director: Jamie O’Brien (TBG) 
Art Director: Alex Hill (TBG) 
VFX Artists: Murat Pak (UNDREAM) , Matthias MüllerSvenja, Frahm , Robin Mcnicholas, Barney Steel, Rob Pybus 
DOP/Steadycam Operator: Thomas English 
Studio/Techincal Supervisor: Memo (MSA Visuals) 
Projector Rig Creation: Phil Mayer (Gaianova) 
Production Assistant: Dan McNicholas White 
Documentary Photography: Sandra Ciampone 

 

運用激光投影儀,三維建模,以及燈效的設計,是三維投影技術最為常見的方式,以下這一視頻,其精美絕倫的三維激光動感畫面,讓人不得不傾心。

ENVISION – STEP INTO THE SENSORY BOX

Credits & copyright  Superbien

 

此外,各種投射屏的創新使得今天的3D投影顯示技術可以應用在各種各樣不同的場合與場景之中,帶來更豐富多彩的三維投影視覺享受:

車體投影:

Toyota ‘Get Your Energy Back’ 3D投影秀

 
Toyota ‘Get Your Energy Back’背後的製作故事

Credits & copyright Glue Isobar & Igloo
Official Website: Get your Energy Back

 

同樣,來自蘭博基尼跑車的這一場3D投影秀也基於同樣原理:

Credit&Copyright: The Media Merchants
Projection Mapping: The Media Merchants 
Creative Technical Director: Anthony Diehl 
Technical Coordinator: Jordan Ciurcovich 
Animation Director: Stuart Langfield 
Sound Design: Mitch Lee for Redemption Audio 
Post Production: JUMP Studios 
Videography: Perfect Pictures, Van Media 
Director of Photography : Dan Dumouchel 
Lamborghini Reventon: SR Auto Group

 

牆面投影:

現代Accent2012最新3D投影活動

 
背後的製作故事

Credit&Copyright : Bread
Planning : Bread 
Producer: Lee wan seob 
Director : Park jung sik 
Film : Idea from daily life 
3D Artist : Oh se yun. Kim Do Ho. Seo Dong Hyuk. Kim Moon Gi. Lee eun q 
2D Compositing : Oh se yun 
Film Compositing : Idea from daily life, mercury

 

水幕投影:

Nike Melo M8 water projection

Credit&Copyright :  Wieden+Kennedy NYC

 

樓體投影Architecture Projection Mapping

樓體投影,或稱建築投影,是目前商用領域應用最廣泛的投影方式。利用建築物當作大型投影布幕的技術,看起來好像很簡單其實不然,建築物不像一般投影幕,建築物不平整又在戶外,還有必須利用到多台投影機這是硬體問題,如果畫面要精彩,跟被投影物的集成性要夠高,這對於影片製作的難度就更高了,故事又要配合所設計的主題,整個來說就是一個高難度的藝術作品,算是軟硬集成很好的例子。

曾經為三星電視機在荷蘭創造了震驚世界的建築3D投影秀的荷蘭互動Agency  Muse聯合大牛Postpanic工作室帶來又一3D投影佳作:為知名的遊戲” Hot Wheels Secret Race Battle”在悉尼打造了一場生動的3D遊戲互動體驗:

這是關於此項目的製作視頻

Credits & copyright  Muse  & Postpanic 
Credits: Directors: Chris Staves, Mischa Rozema, Justin Blyth
Production: PostPanic 
Agency: Muse

 

箭牌糖果旗下的5 Gum所推出的這則樓梯三維投影秀活動則更出彩,光影與音效的出色設計,完美搭配建築流線型的外觀輪廓,打造了一場精美絕倫的動聽3D多媒體投影視聽盛宴(PS :這可是出自North Kingdom的作品哦!大家懂的!):

5 Gum : Wall ALive


 
這是背後的製作解析視頻:

Credit & Copyright: Tribal DDB SA & North Kingdom
Agency: Tribal DDB South Africa 
Client: Wrigley’s 5 Gum
Digital Production Company: North Kingdom
大牛之作!!!凡是出自North Kingdom之手,必為精品!!!!

 

空氣霧幕投影

由投影機與空氣霧幕系統構成氣體投影系統。空氣螢幕系統可以製造由水蒸汽所構成的霧牆,作為投影機影像投射的媒介,而霧牆的分子會因振動而形成層次感和立體感很強的影像)

無論是哪一種介質的投射成像,其原理都是相仿的。所有這些活靈活現的三維視覺震撼的背後,都有著精密且完善的工作過程:

三維投影製作的流程:

  • 建模
  • 加工(場景佈局、三角剖分、繪製)
  • 繪製三維模型
  • 反射和明暗模型

感謝各種專業的三維圖形應用程序接口API(如OpenGL、Direct三維、RenderMan、RenderWare等),使得三維模型的創建過程大大得到簡化,並且使得投射的三維影響也更為逼真,生動。

 

3D顯示/成像技術——未來世界, 真實視界

可以說,目前三維投影技術已經逐漸趨於成熟。但是這種投影技術所帶來的3D影像技術大多應用於工業與商用領域,對於家庭消費領域來說,它還無法帶來任何價值。

回到本文開篇的問題,其實電影院的3D電影基於的是3D顯示技術,其技術原理與以上介紹的3D投影有本質上的區別。而3D顯示技術可以說是這個時代裡應運而生的時代新寵,讓人們熱衷​​於投身這一領域,因為它是真正推動3D時代趨勢性變革的重要技術之一。它究竟是什麼呢?

為了區分這兩個容易混淆的技術概念,我們下面與大家一起分享一些關於3D立體顯示技術的一些基礎內容:

3D顯示技術的組成: 眼鏡式&裸眼式

無論是目前的眼鏡式3D,還是新興的裸眼3D,其技術原理運用的都是人類左右眼的視覺錯特徵,也就是我們的左右兩隻眼睛之間的差距。這類技術是通過畫面的一些設置,讓我們誤以為眼鏡所看到的是三維的。

1) 眼鏡式3D

眼鏡D是目前電影院和家用領域比較常見的一種技術形式,這類技術所顯示的3D畫面需要人們佩戴專門的3D眼鏡才能正常觀看。

人的兩眼分開約5公分,兩隻眼睛除了瞄準正前方以外,看任何一樣東西,兩眼的角度都不會相同。雖然差距很小,但經視網膜傳到大腦裡,腦子就用這微小的差距,產生遠近的深度,從而產生立體感。一隻眼睛雖然能看到物體,但對物體遠近的距離卻不易分辨。

根據這一原理,如果把同一景像,用兩隻眼睛視角的差距製造出兩個影像,然後讓兩隻眼睛一邊一個,各看到自己一邊的影像,透過視網膜就可以使大腦產生景深的立體感了。各式各樣的立體演示技術,也多是運用這一原理,我們稱其為「偏光原理」。

在眼鏡式3D技術中,我們又可以細分出三種主要的類型:色差式、被動偏光式、主動快門式,也就是平常所說的色分法、光分法和時分法。


Dolby杜比3D數字顯示原理

市面在售的偏光產品都是分光偏光產品,在圖像清晰度和3D效果上都存在一定缺陷。目前,LG、康佳、TCL、海信、創維等品牌都有採用分光偏光3D技術的產品。

2)  裸眼3D

裸眼3D技術大多處於研發階段,並且主要應用在工業商用顯示市場,所以大眾消費者接觸的不多。從技術上來看,裸眼式3D可分為光屏障式(Barrier)柱狀透鏡(Lenticular Lens)技術指向光源(Directional Backlight)三種。裸眼式3D技術最大的優勢便是擺脫了眼鏡的束縛,但是在技術成本,顯像效果上還存在諸多不足。

具體參見:果殼網《裸眼式3D技術》

還有一種技術,也可以為我們實現不用戴眼鏡就能看到真實的三維物體和空間,就是全息:

全息投影與全息成像技術

全息的本意是在真實世界中呈現一個3D虛擬空間,這個概念從20世紀末期開始被不同程度地探索執行。

去年11月,英國《自然》雜誌封面文章介紹的新成果,顯示科學家們已發明出近乎實時傳送水平的3D全息成像技術,即“全息網真”。《每日郵報》評論稱該突破將可使電視電影、電腦遊戲、街頭3D廣告甚至遠程醫療出現徹底革命。

並且,這是一場目前仍然處於襁褓中蓄勢待發的革命。

Holographic projections全息投影——「偽裝」的全息技術

真正的全息成像目前還沒有真正進入應用階段,而我們卻已經聽說過不少打著「全息」名號的例子,其實,目前所能看到的關於全息3D的應用,大多運用的是一種偽裝的全息技術——即全息投影。比如,MIT開發出的一種特殊材質的全息薄膜,是一種投射產生全息圖像的隱形膜,是人們看不到的一面「隱形的幕布」,全息投影通過光的投射而產生。其實本質上仍然是投影。

全息投影技術,原理上是利用乾涉和衍射記錄並再現物體真實的三維圖像的記錄和再現的技術。全息投影技術本質是利用光學原理,通過空氣或者特殊的立體鏡片上形成立體的影像,全息投影技術能夠呈現360度的3D影像,觀眾從任何角度觀看影像的不同側面皆不會失真。

而全息投影技術本質上也不能稱之為全息,還是投影反射原理。儘管全息投影的應用已經開始逐漸顯示出發展的勢頭,只是,科技產品市場化的前提是質量與成本達到臨界,全息投影的路還有很長。

Holographic technology 全息成像技術

Holograms, of course, do show three-dimensional images. However, you normally have to look at or through a piece of glass (or film) to see the image. If there is any “mid-air” effect, it is because the holographic image appears slightly in front or behind the glass.—— Laser Show Resource Guid

三維全息技術的原理可以看做是一個全息攝像機快速刷屏的過程,其原理是利用乾涉和衍射原理記錄並再現物體光波波前的一種技術。

其第一步是利用乾涉原理記錄物體光波信息,此即拍攝過程:被攝物體在激光輻照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作為參考光束射到全息底片上,和物光束疊加產生干涉,把物體光波上各點的位相和振幅轉換成在空間上變化的強度,從而利用乾涉條紋間的反差和間 ​​隔將物體光波的全部信息記錄下來。記錄著干涉條紋的底片經過顯影、定影等處理程序後,便成為一張全息圖,或稱全息照片。

其第二步是利用衍射原理再現物體光波信息,這是成像過程:全息圖猶如一個複雜的光柵,在相干激光照射下,一張線性記錄的正弦型全息圖的衍射光波一般可給出兩個像,即原始象(又稱初始象)和共軛象。再現的圖像立體感強,具有真實的視覺效應。全息圖的每一部分都記錄了物體上各點的光信息,故原則上它的每一部分都能再現原物的整個圖像,通過多次曝光還可以在同一張底片上記錄多個不同的圖像,而且能互不干擾地分別顯示出來。

真正的全息是這樣製作的:Video Source: UCLA

全息成像技術與全息投影的最大區別在於:前者依然受到立體鏡面組成的360度投射空間所限制,而全息成像可以實現人們肉眼無法看出處於高速運轉之中的玻璃鏡,所呈現的靜態/動態全息影像幾乎可以和真人一樣面對面互動。不過前提還是要保持一定的間隔距離,不然⋯⋯

利用全息投影技術,可以讓身處異地的人們「面對面」地進行交流,令人稱奇。

而這一種應用,走出實驗室不久,真正應用全息成像的案例也不多。

編者結語:

我們或許記不得自己看過的第一部3D電影是什麼,但《Avatar》裡神奇的世界,冰河世紀中栩栩如生的猛獁象和小松鼠跳躍的場景或許印象更為深刻。我想,3D技術發展到今時今日,應該不會再被認為只是為人們帶來視覺上短暫新鮮感的一件玩具而已。

科技隨著時代不斷加快腳步飛躍的今天,不論多麼難以想像的創新,終究要回歸到人本的需求。儘管3D投影技術還無法進入人們的家庭生活中,即便裸眼3D今天還在進一步的探索之中,我想,某天我們抬頭即可觸摸到電話另一頭交談的朋友,可以通過三維成像技術和遠方思念的人面對面交談自如,人和人的情感必然會無限接近,而科技則也將與我們的生活密不可分,如氧氣一般與人類共同呼吸。這樣的場景,也許並不遙遠。

希望通過今天的一番討論,可以讓我們對於3D與投影技術擁有一個更清晰的視角。

PS:最後,特別鳴謝來自於上海廣湧多媒體GUSH Multimedia吳煒達童鞋的指導,讓我們重新對3D投影和3D成像技術有了一個豁然開朗的全新認知!

若文中出現有誤的表達或者大家還有任何疑問或想法,歡迎留言,與我們交流。

 

參考資料:
3D projection WIKI │ 三維模型及繪製 │ UCLA Research
How to Project a Texture │ 杜比3D數字影院
學術報告:A Study on Image Interpolation and Point Matching in IBR
裸眼3D技術 │ C3D World

互動中國更多知識普及
知識普及: 聚焦Web3.0——下一個互聯網時代的進化與傳承
知識普及: HTML5的備忘錄清單 │ 知識普及:天煞的HTML 5到底是個什麼東西
知識普及:Motion Graphic 讓世界動起來!
知識普及: Something about Internet of things 關於物聯網的基礎知識
知識普及:WebGL 大神出沒,各方“注意”! │ 知識普及:Social Media到底是社交媒體還是社會化媒體
知識普及: Infographic (信息可視化)的實例與製作工具集 │ 知識普及: What’s Infographic? 什麼是信息可視化

 

文章出處:互動中國 http://www.damndigital.com/archives/47887

誠摯邀請你成為好朋友-->
        

About The Author

專注科技創新在生活與營銷中的應用,探討科技,創新,與人們生活以及營銷等領域的相互關系與未來發展的各種可能性與機會!

Related Posts

留下你的看法: