CCTV5直播世界杯《豪门盛宴》中的虚拟3D球场的技术是怎么实现的_星沉_ ...
CCTV5《豪门盛宴》在解读2010年世界杯的时候,在节目现场展示了虚拟技术合成的3D南非世界杯各个球场,而且可以随着镜头的变化发生视角和纵深的变化,今天看到网上很多人对这个技术很感兴趣,暂时还没有人出来具体解释这种技术,我在这里就大胆抛砖引玉,把我2004年时候做的研究生项目拿出来解释一下原理,虽然时隔6年,各种技术,从互动程序到3D合成和电视播出,都比2004年要先进太多了,但是他们实现的基本原理还是相似的,我就大胆揣测一下吧。

基本来说,这种技术的名称是AR(Augmented Reality),也就是“增强现实”。AR(增强现实)与我们都很熟悉的VR(虚拟现实)的区别就在于,VR是“脱离”现实场景的,而AR是在真实场景上增加虚拟内容。

AR技术的应用从2000至今,还在不断探索和实验中,目前还没有出现所谓的Killer App,所以也就没有被广泛应用。至今为止,{zj1}有实用意义的应用,应该是某家汽车品牌的专家级工程师所使用的AR 电子说明书,简言之,就是工程师戴上HMD(head mounted display)设备,通过HMD上的透明显示器,可以观察到现实中的汽车配件的各个细节(用肉眼也能看见的那些),同时,HMD上会根据所观察的零件不同,显示出该零件的一切数字化信息,这样,工程师就不需要爬到山一样的文档中去查找这些信息了。用电脑搜索不也是一样的吗,为什么要用AR?很简单,因为并不是所有的零件上都有标号可以查询,面对一个光突突没有任何标记的螺丝帽,用电脑也无济于事,而AR技术是可以识别的。当然,这是一个高级的例子,言归正传,《豪门盛宴》中所使用的AR技术并没有这么高级,而是像我当年做的那种最初级的技术。

下面我们来看一下AR的原理,由于我太懒了,所以拿一段很早以前写的解释直接放上来,先看个大概,后面还有分析:cctv5豪门盛宴中的AR技术

最终呈现在屏幕上的效果类似于这样:


看过上面的原理,你就知道AR的几个基本设备了:

1.摄像头-用来捕捉标记图案

2.可识别的{wy}图案

3.现实设备

4.当然所有这些设备都需要连接到运行AR toolkit的电脑上

这些都完成之后,摄像头就可以自由活动了,合成的3D内容(静态模型或动画都可以)也会随着摄像机镜头的活动而活动,当然视角很重要(当年为了把视角xx一致,我就花了1整天时间)。

cctv5南非世界杯《豪门盛宴》中的3D虚拟球场就是这么实现的:

用于识别的图案极可能是这个,或者部分:

图案识别后,合成任何3D模型和动画都可以,还可以与3D内容互动(需要类似电子手套或鼠标之类的输入设备):

增强现实技术
{zh1},主持人走入3D球场区域后,可以看出cctv5世界杯豪门3D盛宴虚拟球场技术使用的是AR技术,而不是别的什么新技术,所以现场观众什么都看不到。

近几年这种技术在国内也有不少的应用,以下是数虎图像科技公司在这方面的成功案例:

增强现实技术应用

1. 医疗领域:医生可以利用增强现实技术,轻易地进行手术部位的xx定位。

增强现实技术应用

(运用于医疗领域的)

2.古迹复原和数字化文化遗产保护:文化古迹的信息以增强现实的方式提供给参观者,用户不仅可以通过HMD看到古迹的文字解说,还能看到遗址上残缺 部分的虚拟重构。

增强现实技术应用
(运用于古迹复原的增强现实技术)

3.工业维修领域:通过头盔式显示器将多种辅助信息显示给用户,包括虚拟仪表的面板、被维修设备的内部结构、被维修设备零件图等。

增强现实技术应用

(运用于工业维修领域的增强现实技术)

4. 旅游、展览领域:人们在浏览、参观的同时,通过增强现实技术将接收到途经建筑的相关资料,观看展品的相关数据资料。

(运用于旅游、展览领域的)

3D虚拟增强现实相关解析:
在国外这种技术称之为AR,它是Augmented Reality的简称,我们国内称为增强现实,它是虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术的延伸。和虚拟现实技术不同,增强现实有两个特点:{dy}在概念上,认为数字空间中的视频环境即是真实环境;第二在技术上,通过图像与几何模型的无缝结合实现虚实融合。简单地说,VR是纯粹虚拟的,而 AR是在现实场景中的叠加虚拟的对象,并加上一些交互。增强现实技术的研究已有十几年,最早一般都需要佩戴xx式头盔显示器,使用户在观察现实物理对象时,可以直接叠加上虚拟对象。

3D虚拟增强现实功能扩展:
虚拟现实技术还有一个很重要的功能,那就是交互的功能,此次cctv5的增强现实技术只是纯粹将静态的模型展示出来,没有过多的交互功能,展示纯静态模型在学术界这已经是比较成熟的技术了(当然我知道从实验室的Demo到商业化的product一定会有很多诸如鲁棒性、工程化的问题)。数虎图像拥有专业的虚拟现实程序开发团队,为良渚博物院、大庆油田科技馆、中国科技馆等提供过增强现实3D虚拟的显示产品。增强现实技术让用户超越空间束缚,感受全新的网络互动体验。它在社会各个角落的运用,显示了 它未来巨大的市场潜力。数虎图像为您提供一站式的增强现实解决方案!

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