📖 ZKIZ Archives

虛擬的初音未來憑什麽在現實中開演唱會

作為著名的“虛擬現實人物”，初音未來的演唱會一直受到廣泛的歡迎。喜歡她的人從來不覺得她是虛擬的，因為在一張透明屏幕上投射出現的初音未來看起來是那樣立體而真實。

為了營造這樣的感覺，在巨大的屏幕上投影需要利用20臺以上的投影機，並生成特殊加工之後的計算機圖像，通過把這些圖像重疊之後形成立體的映像。

通過透明的屏幕來投影映像固然很好，但缺點就是沒法產生亮度。如果把映像加亮，屏幕的透明度會降低，這會讓觀眾意識到屏幕的存在。為了不讓屏幕的透明度降低，初音未來一直都是暗暗的。

這也意味著現在的技術還有可以改善的空間。

在去年SIGGRAPHASIA的先端技術展示節“EmergingTechnologies”上，日本情報通信研究機構(NICT)展示了新的裸眼立體可視技術“fVisiOn”吸引了很多觀眾。相比於不需要3D眼鏡的裸眼3D電視，這種要在空氣中實現3D立體成像的技術的基礎研究仍在進行中。

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

研究帶頭人、NICTUniversalCommunication研究所超臨場之感映像研究室的吉田俊介氏說：“安裝上其他的感應器之後，可以實現用動作輸入來操作人物。”這意味著未來的應用範圍還可以擴大。

在展示平臺上，除了卡牌遊戲，還有初音未來跳舞唱歌的表演。

其實實現裸眼3D立體成像理論很簡單，但要用硬件和軟件的各種技術組成之後才能夠實現。

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。這個超薄型投射機的厚度只有7mm。由於fVisiOn需要288臺投影機，即便1組投影機低至5000日元也要到144萬日元。投影系統可以把圓弧按照每30度分割為一組，1組由24臺投影機組成。

每組投影機的解像度是全彩的400×400像素。如果把投影映像直接放映在直視的屏幕上是什麽都看不見的。因為，1組投影機投影的400×400的圖片不是初音未來的某個角度，而是一幅從正面到側面相連起來的圖像，“就像畢加索的畫一樣抽象”。

形成這樣的映像是由於fVisiOn獨特的光學設計。擺成圓狀配置的投影機放出來的映像不是直接投影在桌子上的放映區，而是在放映區的下面，通過下方的圓錐狀光學零件投射畫面。這個圓錐形零件不會擴散入射的光，而是直接通到圓錐內部。這樣，光要發散的時候，雖然會往垂直方向按60度的間隔擴散，但基本不會往水平方向擴散。

這樣做出來的fVisiOn的光學畫面和在平面的屏幕上放映的是兩種完全不同的結構。因此，fVisiOn的視覺設計與一般的渲染不同。

研究團隊開發了對應fVisiOn光學設計的CUDAbase的光線追蹤渲染器，之後裝在遊戲發動機的Unity里。在展覽會里表演的初音未來的唱跳表演都是Unity制作的。

雖然是400×400像素，但是現在要把這個從288臺攝像機的視角進行渲染，所以演算負荷較重。如果是演唱會，他們會把“GeForceGTX980”搭載在兩臺PC上進行描畫。

按照吉田氏所說，一張圖形卡可以處理4個2400×1600像素的畫面。然後再分成400×400像素的圖片傳送到各個投影機。

fVisiOn的好處在於可以一定程度上實現交互。或許未來，初音未來不僅能夠在臺上表演，也能實現更多的實時互動。