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真偽全息

從2015年的春晚到最近的G20晚會,近年幾乎每次大型表演晚會都會引發一場對全息技術融入舞台藝術的吹捧。

  9月4日晚,G20峰會的迎賓晚會《最憶是杭州》在西湖上進行,這次晚會在舞台表演上使用了虛擬影像,引來媒體對全息投影技術的又一次熱情讚頌,有報導稱“全息投影讓你'活見鬼'”。

  2015年的春晚,李宇春的節目《蜀繡》讓很多人印象深刻,春哥在表演時一下子分了三個分身出來,形成4個李宇春同台的奇特場景,在社交媒體上引發陣陣驚呼。

  同樣的反應在國外網友中也有,2012年在rap歌手Dr.Dre和Snoop Dogg的演唱會上,已故美國嘻哈巨星Tupac以虛擬影像的方式重登舞台,光著上身在舞台上來回走動的Tupac甚至還向觀眾打招呼,一切都看起來非常真實,觀眾們以為自己活見鬼了。這引發Twitter上嘻哈粉們的熱烈討論,還創立了一個搞笑賬號@HologramTupac。

  沒錯,舞台效果是很棒,然而,它們都不是全息(hologram)。

  實際上這是一種聰明的光學錯覺技術,名為“Pepper's Ghost”(佩珀爾幻象)。對其最早的描述可以追溯到16世紀的一位意大利科學家,而它的名字則是來自於19世紀的英國人John Pepper,因為他最早將其應用到舞台表演藝術上。

  這種古老的技藝加上現代高水平的計算機渲染技術造就了舞台上逼真的影像。但它重點是計算機渲染技術而不是顯示技術的進步帶來的。

  “非常厲害,這毫無疑問,”杜克大學負責圖像與光譜學項目的負責人David Brady對Tupac的影像評論道。“最讓人印象深刻的是它看起來就像真的一樣,細節好而且非常自然,但這只是計算機渲染而不是顯示技術的進步帶來的。”

  那麼,佩珀爾幻像是如何運作的呢?

  如上圖所示,觀眾們看著舞台上的出現的虛擬影像,他們沒有看到的是舞台上藏著的一塊透明玻璃和舞台下面的真實表演。燈光打在真實表演者身上,透過玻璃映射在舞台上的特定區域。因為早期的燈光不是很強,所以觀眾看到的影像亮度低,就像鬼影一樣。

  現代的佩珀爾幻象表演可以做到栩栩如生,是因為我們有了高流明度的燈光和出色的CG技術。但其展示原理和最早的表演仍然是大同小異。

  就Tupac的那場表演來說,其背後的製作公司AV Concepts沒有用玻璃,而是用了一種專用的Mylar膜,也就是所謂的“全息膜”,國內的許多全息表演也是一樣。魚果動畫的多媒體設計師王之綱EGO在知乎的一個回答中寫道:“商業上常用的全息技術大致可分為兩類:一類是背投方式,投影機直接將影像投射到全息膜上。另一類是利用反射,將投影或LED圖像反射到呈45度放置的全息膜上。”

  上圖是魚果做過的一場全息投影的舞台。他們利用的是反射原理,LED在地面上,與全息膜呈45度夾角。

  央視此前也報導過春晚李宇春的表演是如何實現的,也是類似的方法,舞台上架一個45度角的全息膜,利用地面的影像源,折射上去。

  王之綱所說的兩種全息技術,其實第一種應該稱之為投影,而後一種則是佩珀爾幻象。

  目前,絕大多數我們看到的舞台表演中運用的所謂全息技術,都是佩珀爾幻像或是投影,不應該被稱為全息。全息可以說是黑科技,但佩珀爾幻象實現起來並不難,你甚至可以自己DIY做一個,比如,這個加拿大人就在2007年利用佩珀爾幻象自己做了一個萬聖節鬼屋。

  如果這些不是全息,那麼真全息是什麼?

  許多文章在寫春晚或G20上的虛擬影像表演時,為了對讀者進行科普,會直接從維基百科或百度百科中引用對於全息技術的解釋。這些解釋實際上就是真全息技術的定義,而他們錯誤地引用到了文章裡,實際應該去引用“佩珀爾幻象”這個詞條的解釋。

  全息術由英國匈牙利裔物理學家丹尼斯·蓋伯於1947年發明,中文維基百科對全息是這樣定義的:“全息術(英語:Holography),又稱全息投影、全息3D,是一種記錄被攝物體反射(或透射)光波中全部信息(振幅、相位)的照相技術,而物體反射或者透射的光線可以通過記錄膠片完全重建,彷彿物體就在那裡一樣。通過不同的方位和角度觀察照片,可以看到被拍攝的物體的不同的角度,因此記錄得到的像可以使人產生立體視覺。”

  由於全息實現的效果和佩珀爾幻象達到視覺效果類似,致使許多人將兩者概念混淆,不僅觀眾稱其為全息,媒體也不假思索地跟風報導,實際上它們是不同的技術。

  許多科普將佩珀爾幻像這類視覺效果稱為偽全息,關於偽全息和真全息的不同,知乎用戶Za sar有一段不錯的白話解釋:“真全息是只有地上的一層平面就能在上方的空氣裡顯示出影像,換角度觀看不影響清晰度,而且人體能穿透畫面走過去。真全息現在只是一個概念。”

  偽全息是用傾斜成各種角度的光學材料折射光源形成全息的視覺效果,只能在設計好的角度觀看,想穿過去會把腦袋碰個大包。偽全息現在已經可以使用手機和特製視頻,通過自製設備實現。

  所以,下次再看到這樣的舞台表演,請不要輕易稱其為全息,就算用了這個詞,也應該知道它們是不同的。至少考慮一下九泉之下John Pepper的感受吧。

文章出處:http://tech.sina.com.cn/it/2016-09-06/doc-ifxvqctu6360129.shtml

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