3D顯示器亮相美國計算機圖形年會

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導讀8月19日消息,據美國《連線》雜志網站報道,計算機圖形學年度會議Siggraph於近日落下帷幕,迪尼斯研究人員研制的一款電子動畫技術機器眼成為一大焦點。這個機器眼能夠像真眼一樣上下左右移動,可以進行眼神交流並跟蹤過往行人。 此次Siggraph盛會新技術單元共有23件展品,迪斯尼的電子動畫技術機器眼便是其中之一。Siggraph 2010新技術單元負責人普雷斯頓·史密斯說: ...

8月19日消息,據美國《連線》雜志網站報道,計算機圖形學年度會議Siggraph於近日落下帷幕,迪尼斯研究人員研制的一款電子動畫技術機器眼成為一大焦點。這個機器眼能夠像真眼一樣上下左右移動,可以進行眼神交流並跟蹤過往行人。

此次Siggraph盛會新技術單元共有23件展品,迪斯尼的電子動畫技術機器眼便是其中之一。Siggraph 2010新技術單元負責人普雷斯頓·史密斯說:“每一年的Siggraph都有一些一致的主題。這一年,沒有一個展品曾在其他地方展出過。”除了迪斯尼的 機器眼外,其他一系列技術同樣引起極大關注,其中包括新3D顯示器技術、現實增強技術以及機器人技術。Siggraph 2010展出的技術既有大學的研究成果,也有企業實驗室的努力結晶,例如迪斯尼和索尼的實驗室。

1.機器眼


“迪斯尼研究”的電子動畫技術機器眼在設計上較為簡單。這只眼睛擁有一個透明塑料制成的內球,周圍裝有一組磁鐵,通過著色使其擁有與人類眼睛一 模一樣的外表。內球懸浮在液體中,擁有一個透明的外殼。借助於外部的電磁鐵,機器眼可以上下左右移動,整個過程平滑流暢並且非常容易。

“迪斯尼研究”(由迪斯尼公司的一系列實驗室構成)資深研究科學家蘭尼·斯穆特表示:“我們希望這只眼睛具備兩個功能。一個就是能看見東西或者說擁有視覺,另一個則是能夠像人類的眼睛一樣平滑而流暢地移動。”

斯穆特說:“它的移動速度與人眼沒什麼兩樣,功能上也和人眼不相上下。”瞳孔和眼睛背部均采用透明設計,安裝在背部的一架攝像機幫助眼睛看到東 西。斯穆特希望這項技術可以被用於研制假眼。他說:“雖然立基於這項技術的假眼不可能讓人恢復視力,但失去一只眼睛的人卻可以因此找回曾經的容貌。”在這 一年的Siggraph盛會上,迪斯尼的電子動畫技術機器眼獲得最佳展品獎。

2. 360度3D顯示器


不需佩戴3D眼鏡便可欣賞到3D影像足以讓絕大多數人陷入興奮之中。索尼研制的一款3D顯示器讓我們在實現這一夢想的道路上又向前邁進一步。這款顯示器並不是平的,同時無需用戶佩戴3D眼鏡。給人的感覺是,它好像是一部科幻影片的道具。

索尼推出的大屏幕平板3D電視需要用戶佩戴一種特殊的眼鏡。在自己的實驗室,這家公司研制出一款3D顯示器原型,包裹在一個高10英寸(約合 25.4 釐米),直徑5英寸(約合12.7 釐米)的柱形結構內。這款3D顯示器的尺寸比電視小,由於特殊的形狀,站在顯示器前面的用戶無論從任何地方都能欣賞到3D影像,有點像《星球大戰》中萊婭 公主的全息投影儀。

用戶甚至可以將手伸進顯示器,將裡面的物體轉動,讓自己可以從所有角度看到它們。史密斯說:“如果你正在盯著一個頭部小雕像看,你可以把手伸出來,在顯示器內轉動這個物體。這項技術所能實現的互動是你們此前從未看到過的。”

柱形3D顯示器裝有一個視頻輸入端口,能夠與PC相連,讓來自PC的視頻數據在顯示器上重現。顯示器的一個圖形處理器負責實時產生圖像。此外, 這種顯示器同樣裝有一個動作傳感器,用戶在顯示器前揮手,便可以改變顯示器內圖像的方向。這個系統既可以呈現靜態圖像,也可以呈現動態圖像。對於這款目前 似乎還只是一個實驗室設備的3D顯示器,索尼希望它能夠在視頻游戲、博物館和廣告界找到自己的立足之處。

3.空中鍵入界面


雖然並不是每一個人都會注意到它們,但在手機觸摸屏上不斷堆積的指印確實令人非常討厭。一種讓觸摸屏保持清潔的方式就是隨身攜帶一塊清潔布,隨髒隨擦。另一種更為理想的方式便是在敲擊鍵盤的時候不觸摸屏幕。

借助於一種新型用戶界面——空中鍵入界面,用戶可以在鍵盤上方完成輸入過程,無需直接觸碰鍵盤。這個系統裝有一個微型攝像頭,鏡頭采用廣角鏡 頭,同時借助軟件精確鎖定指尖在空中的位置。空中鍵入界面需要手機安裝額外的硬件——安裝在手機底部一個大約2英寸(約合5釐米)寬的擴展內。

Siggraph 2010新技術單元負責人史密斯說:“你只要把手指放在手機上方,手機立即就能探測到指尖的位置,同時對這個設備進行校准。此時,你便可以在鍵盤上方選擇自己需要的字母,完成輸入過程。”

考慮到觸覺反饋在快速輸入過程中的重要性,研究人員在顯示屏背部安裝了一個馬達。這個馬達會在用戶“敲擊”一個按鍵時短暫振動,給用戶反潰目 前,這一系統還只能識別一根手指,因此對習慣於“一指禪”的用戶再合適不過。史密斯對這項研究成果的未來應用前景非常樂觀。他說:“這只是第一步。多年 來,我看到太多的‘第一步’准備在5年內走向市常類似這樣的事情很多,這項技術將成為其中之一。”

4.面向未來的西洋鏡


西洋鏡(活動連環畫轉筒)是最為古老的動畫之一,通過轉筒上一系列圖像的轉動產生圖像動起來的錯覺。通常情況下,西洋鏡外形呈柱形,上面有狹縫或者鏡子,用於隔開圖像並產生動畫效果。西洋鏡發明於19世紀50年代,一度成為頗為流行的客廳娛樂設備。

即使到了今天,這項技術仍有用武之地。2007年,迪斯尼皮克斯動畫工作室研制出一款令人驚奇的西洋鏡,使用了影片《玩具總動員》中的動畫形像。類似皮克斯打造的現代版西洋鏡用LED閃光燈取代狹縫,用3D圖像取代2D圖像,進而讓老式的西洋鏡實現升級換代。

斯密特表示西洋鏡存在一個巨大缺陷,那就是圖像重復。他說:“西洋鏡一圈一圈地轉,所呈現的都是同樣的東西。我們希望做到的是奉獻一場不間斷的 演出,並且讓人們與之進行互動。”為此,迪斯尼的研究人員利用8個乒乓球打造了一個互動式西洋鏡,每個球上都被畫上一張笑臉,彼此之間略有不同。乒乓球被 放在一個旋轉的大淺盤上。整個西洋鏡使用LED閃光燈照明。欣賞時,觀眾要朝著麥克風說話,西洋鏡根據聲音大小展示不同的笑臉,一次只展示一個。斯穆特 說:“這是一種互動式實時定格動畫。”

5.Acroban機器人


Acroban並不是類似“馬文”那樣患有妄想狂的機器人,它的性格非常陽光,特別適合小孩子。Acroban由法國國家信息與自動化研究所 (INRIA)研制,是一款“既愛玩又聽話”的機器人。在與人類互動過程中,這款機器人可以保持平衡,這要感謝在設計上模擬人體的脊柱、臀部和腳踝。

Acroban最有趣的地方莫過於在各種情形下的靈活反應,簡直就和人類一模一樣。在Acroban行走時,你可以抬起這個機器人的胳膊,讓它 朝任何一個方向移動。研究人員說,這就像指導剛開始學習走路的孩子一樣。完成所有這些動作並不需要向Acroban下達任何口頭命令。這款機器人是高精尖 技術的產物,可以移動物體並與孩子進行互動,成為他們的朋友。

6.飄浮頭全息圖


讓腦袋飄浮在空中與周圍的其他人聊天似乎是《哈利波特》中才有的場景,又或者是一項研究人們如何與全息圖互動的實驗。美國鹽湖城公司 Holorad打造了能夠在空中飄浮的3D全息圖像,並且無需特殊的眼鏡便可看到這些圖像。這家公司與“迪斯尼研究”合作,打造了8個飄浮的頭。用戶對著 麥克風說話,便會有一個飄浮的頭出現,跟他們聊天。聽起來是不是有些恐怖?現在就鍛煉膽量為未來做好准備吧。在將來的某一天,這項技術將應用到主題公園和 零售商,用以吸引消費者。

7.智能激光投影儀


下一代激光投影儀可以同時進行信息發送和數據收集。在發射激光束形成影像過程中,智能激光投影儀也可以充當一個探測器,對一個表面的形狀、位置、方向和質地進行評估。這項技術的優勢在於能夠改進交互式顯示,因為它不需要進行投影照相機校准或者跟蹤投影面。

8.專為演員准備的頭盔


類似《阿凡達》和《指環王》系列這樣的影片均采用電腦CG動畫技術制作,每一位演員都要與這項技術打交道,這是他們的“必修課”。通常情況 下,CG動畫制作需要在演員臉上塗上大量標記,用於捕捉他們的動作同時將數據傳給電腦。具體到《阿凡達》身上,導演詹姆斯·卡梅隆嘗試過一種頭戴式系統, 所采用的軟件可以利用攝像機跟蹤面部移動,捕捉的動作被實時投向一個3D模型。

捕捉細微的面部表情變化——尤其是眼睛和嘴巴周圍的表情——對頭戴式攝像機來說難度較大。這也就是為什麼研究人員決定利用一項被稱之為“光度立 體”的LED照明技術對這一系統加以改進。這項技術幫助評估不同照明條件下的動作表情。Siggraph負責人史密斯說:“只要將這個頭盔戴在頭上,你就 能捕捉所有面部表情,包括最細微的皮膚抽動。借助於這種頭盔,演員在表演時無需在臉上塗滿斑點標記。表演過程變得更為自然。”


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