Lightform是如何利用投影技術實現AR效果的呢?

2020-12-06 數字音視工程網

Lightform利用投影技術實現AR效果，Lightform裝置首先自動對齊並3D掃描現實物體，並且連接到投影儀，圍繞現實對象疊加虛擬效果，從而創建神奇的AR效果。如投影儀把帶虛擬效果的光投影到手錶、眼鏡展架上，會出現流動的波浪效果。

　　VR/AR眼下十分很火，但佩戴頭盔和眼鏡等頭顯很不舒適，為了避免這個困擾，很多創業公司看到一個新的市場前景，那就是致力於開發不需要頭顯的AR技術。事實這是可行的，那就是結合投影技術。投影時代網前幾天剛報導過一家總部位於倫敦的創業公司HoloLamp就推出了AR投影機。近日我們得悉，又有一家位於舊金山的初創公司Lightform 也推出了不需要眼鏡的AR投影技術產品，而且技術更成熟。

　　Lightform公司致力於「Projection mapping(投影映射)」研究項目，並將其轉化為易於操作的現實用例。Projection mapping是一種投影技術，可以將任何不規則外形的物體變成影像投影的顯示表面。

　　那麼Lightform是如何利用投影技術實現AR效果的呢?

　　所謂增強現實AR簡單說就是在現實物體上疊加虛擬動畫效果。Lightform裝置首先自動對齊並3D掃描現實物體，並且連接到投影儀，圍繞現實對象疊加虛擬效果，從而創建神奇的AR效果。如投影儀把帶虛擬效果的光投影到手錶、眼鏡展架上，會出現流動的波浪效果。這樣你就可在不需要佩戴任何AR眼鏡的情況下，就能看到虛擬疊加在現實物體上夢幻的AR效果。

　　投影映射是一門可以自動檢測AR對象的藝術，它能將衝擊性的圖案投射到各種表面上。該技術使二維平面能以奇妙的方式展現「活著」的形態，將數字與物理融合，從而創造令人驚嘆的效果。

　　lightform可以通過智慧型手機進行控制

　　其實，Projection mapping(投影映射)並不是全新技術。微軟早在CES 2013期間展示的新投影技術「Illumiroom」，其實就是最著名的投影映射(也有人稱之為立體光雕投影)研究項目，Illumiroom的原理是將Kinect for Windows攝像頭傳感器以及一個投影儀組合使用，通過模糊屏幕內容和我們所處環境之間的界限，使我們得以融合虛擬和物理世界。Kinect負責捕捉用戶在房間中的坐標位置以及動作，而XBox遊戲設備則根據採集到的數據運算出遊戲畫面，然後通過投影儀投射在房間中，整個過程都通過即時運算完成，不需要任何圖像的預處理。微軟曾宣稱，Illumiroom技術能夠將互動遊戲體驗覆蓋到房間的每一個角落：槍戰中，戰火會從屏幕中飛濺而出。當遊戲中進入雪景，你眼前的房間裡也會有雪花飄落

　　微軟IllumiRoom原理

　　雖然Illumiroom項目已經多年了，但一直未普及起來，關鍵還是受制於投影技術局限，一是之前的投影儀不僅昂貴、體積大，而且容易壞，需要定期更換燈泡;二是投影映射涉及具有多個高級軟體的複雜工作流程，操作難，要求高。但隨著投影技術的快速發展，LED和雷射投影出現不在需要更換燈泡，讓投影儀既長壽且更加便宜好用，同時MEMS和Pico等微型投影技術可以使投影體積更小且可方便嵌入到其他設備中。在這個前提下，Lightform和HoloLamp現在從事AR投影開發，正好趕上了好時代，因而他們能讓投影映射流程更加便利，效果更出色，部署更加方便。

　　Lightform之所以能夠開發出成功的產品，跟其創始人從業經驗有關，其中Lightform的執行長兼聯合創始人Brett Jones是微軟Illumiroom項目的首席研究人員之一;而首席戰略官兼聯合創始人Raj Sodhi曾經參與迪斯尼研究項目Aireal，該項目通過「能夠保持其形狀和速度並且可以遠距離航行的空氣環」創造觸覺反饋。他們在3D技術、交互觸覺反饋技術、3D掃描、虛擬圖像疊加算法等方面有很深的研究和技術沉澱。加上Brett Jones對AR技術的夢想和執著追求成就了他們的事業。

　　Lightform的三位創始人

　　Brett Jones在解釋了這種AR技術的靈感時說道：「當我八年前還在華特迪士尼幻想工程(Disney Imagineering)的時候，我看到了一個演示的投影式AR，這是我見過的最引人注目的VR/AR演示。系統將一個完整的森林投影出來，閃電和雨水，蝴蝶輕輕地飄過，還有一個奔流不息的瀑布。我的同事把他的ID丟進瀑布，我發現ID變溼了。但問題是，演示成本需要數百萬，只有迪斯尼有能力實現。就在那時，我知道自己想把這項技術變得無處不在。」

　　Brett Jones認為目前投影機很先進，但仍然很「笨」 ，他們不知道自己在投射什麼。Lightform要做的就是讓投影機「聰明起來」。投影映射涉及具有多個高級軟體的複雜工作流程。從初始掃描到3D動畫再到現場校準，每一步都需要不同的藝術家或技術人員。Lightform目前正在努力進一步優化軟體和簡化CAVE安裝的設置流程，以向用戶提供更聰明的解決方案。

　　Lightform實際上已經建立了使用該技術的CAVE系統，該系統已部署到15家主要家居零售商的店鋪中。得益於該產品未來的良好前景，Lightform剛剛宣布獲得了260萬美元的種子輪融資，資金來自 Lux Capital，Seven Seas Partners，幾位天使投資者，以及國家科學基金會。有了這些資金，Lightform可以進一步完善產品，而不忙於交貨。據了解，Lightform目標是在今年夏天為其產品提供正式預訂，並計劃提供簡化部署這些設置過程的軟體，目標是快速將「真實世界的3D掃描轉變為引人注目的運動內容」。

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