隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的演進(jìn)，現(xiàn)在已經(jīng)有越來越多的場景我們可以看到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)。電視行業(yè)就是其中之一：去年的世界杯，今年的春晚我們都可以看到虛擬演播室在直播節(jié)目中的出現(xiàn)。

　　這次閱兵，我們同樣可以看到北京電視臺(tái)也采用了虛擬演播室技術(shù)：觀眾可以看到，主持人一邊解說，虛擬的武器裝備就會(huì)在他身邊出現(xiàn)，生動(dòng)形象的向觀眾展示了我軍裝備的威武雄壯，而不是干巴巴的文字或者圖片描述。

　　虛擬演播室技術(shù)實(shí)際上可以說就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)子集。它同樣涉及到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中如何將虛擬的元素和真實(shí)的場景疊加在一起的問題。不過，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是要讓最后的畫面呈現(xiàn)在用戶的眼睛里，而虛擬演播室則是將畫面呈現(xiàn)在電視的屏幕上。

　　所以，它的技術(shù)重點(diǎn)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是一樣的：

　　第一是如何能夠精確地定位真實(shí)的場景;

　　第二是如何能夠渲染出虛擬的元素;

　　第三是如何實(shí)時(shí)地將虛擬的元素疊加在真實(shí)的場景上，然后返回到視頻流中。

　　在這里，最難的是如何將虛擬元素和真實(shí)的元素進(jìn)行疊加。

　　攝像機(jī)一旦運(yùn)動(dòng)，真實(shí)的場景和虛擬的元素都必須同步配合這個(gè)運(yùn)動(dòng)。電視攝像的幀率是50FPS，也就是說，引擎需要每20ms就渲染出一幀，這是一個(gè)相當(dāng)高的要求。所以，系統(tǒng)內(nèi)就應(yīng)該要包括攝像頭的工作狀態(tài)，包括位置和視角等等，虛擬引擎才能夠渲染出相對(duì)應(yīng)的畫面。

(虛擬演播室)

　　于是，這里可以得到一個(gè)虛擬演播室的系統(tǒng)流程：

　　第一步的工作是采集攝像機(jī)的工作狀態(tài)信息，最重要的是攝像機(jī)的位置和它與真實(shí)場景的相對(duì)關(guān)系;然后將這些信息傳送給圖形工作站。

　　第二步則是依此得到前景物體與攝像機(jī)之間的距離和相對(duì)位置，從而計(jì)算出虛擬元素的大小、位置，并渲染生成虛擬元素。

　　如果虛擬元素涉及到虛擬人物(比如世界杯節(jié)目里的虛擬球員，或者春晚上的陽陽)，則往往還要涉及到動(dòng)作捕捉系統(tǒng)：用真人的動(dòng)作實(shí)時(shí)的驅(qū)動(dòng)虛擬角色的動(dòng)作，然后呈現(xiàn)出來。

　　第三步，虛擬演播室系統(tǒng)會(huì)將主持人的實(shí)時(shí)畫面地與計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬元素集成在一起，構(gòu)成一個(gè)現(xiàn)實(shí)中不存在的場景，并且實(shí)時(shí)向觀眾進(jìn)行廣播。

　　一般而言，這里會(huì)采用我們?cè)陔娪盎ㄐ踔谐Ｒ姷木G幕來遮蓋一切我們不想讓它出現(xiàn)在最后畫面中的場景元素，在專業(yè)中，這叫做“色鍵”。然后計(jì)算機(jī)會(huì)將相應(yīng)的顏色全部摳掉，將虛擬場景集合上去，最后就呈現(xiàn)出我們這次會(huì)在閱兵直播中看到的，威武雄壯的導(dǎo)彈發(fā)射車出現(xiàn)在主持人的旁邊。

　　虛擬演播室可以說是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在商業(yè)上的應(yīng)用，而且已經(jīng)能夠在商業(yè)直播中成熟運(yùn)用了。

　　不過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)本身，還有很長一段路要走——因?yàn)橄M(fèi)者意義上的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡要解決很多虛擬演播室所沒有的困難：

　　第一，虛擬演播室會(huì)是在一個(gè)有控制的場景中應(yīng)用。

　　有專門的設(shè)備采集攝像機(jī)的位置和場景本身的位置，而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡則需要在大范圍內(nèi)應(yīng)用，這就需要時(shí)下計(jì)算機(jī)視覺中非常火熱的技術(shù)領(lǐng)域SLAM(Simultaneously Localization And Mapping，實(shí)時(shí)場景測量與建模)來幫助增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡“看到”并且“理解”周圍的環(huán)境。Google的Project Tango正是為了解決這個(gè)問題而開發(fā)的項(xiàng)目。

(谷歌的Project Tango項(xiàng)目)

　　第二，移動(dòng)的VR眼鏡所可能具備的計(jì)算能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于虛擬演播室技術(shù)中的商業(yè)級(jí)別工作站。

　　所以其在高幀率下渲染虛擬元素的能力必然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如虛擬演播室，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡的虛擬畫面必然不會(huì)像虛擬演播室那樣豐富和逼真。

　　第三點(diǎn)是，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡的畫面最終是要投射到用戶的視網(wǎng)膜中。

　　所以想要符合人體的視覺系統(tǒng)特質(zhì)，顯示裝置要具備的能力會(huì)大大不同于普通的屏幕：讓人感覺到虛擬與現(xiàn)實(shí)的融合，顯示屏需要與人眼球的焦點(diǎn)匹配顯示虛擬元素的能力，目前只有微軟的HoloLens讓人信服地展示了這一種能力，而他們使用的是全息顯示屏。

　　有趣的地方在于，在今年E3微軟的發(fā)布會(huì)上，微軟使用了虛擬演播室的技術(shù)展示了HoloLens最終可以達(dá)到的效果——可能這個(gè)發(fā)布會(huì)上也是虛擬演播室能達(dá)到的最好效果。微軟同樣使用了復(fù)雜的攝像機(jī)追蹤技術(shù)，讓觀眾信服的展示了HoloLens的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。

(微軟的HoloLens)

　　所以，未來的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)下的閱兵會(huì)是怎樣的?按照慣例，我國下一次大閱兵將在2019年舉辦。我想，那時(shí)的閱兵就會(huì)有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的參與了——觀眾將能夠?qū)崟r(shí)的使用自己的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡，或者在屏幕上看到威武雄壯的部隊(duì)，伴隨對(duì)其武器裝備的介紹，細(xì)節(jié)放大，甚至拆解……我們看閱兵也將不限于現(xiàn)場或者電視機(jī)前這僅有的兩種姿勢(shì)，而也可能能夠使用虛擬現(xiàn)實(shí)的方式身臨其境。技術(shù)的演進(jìn)讓我們拭目以待。