全息投影技术及其虚拟角色设计制作初探

全息投影技术及其虚拟角色设计制作初探

作者：陈旭

来源：《中国科技博览》2017年第28期

[摘要]随着科技进步，全息投影技术正逐渐步入人们视野，并得到越来越广泛地应用。2017年日本某综艺节目利用全息投影技术复活歌手邓丽君，时隔22年重现了她1986年在日本演唱《我只在乎你》的日语版歌曲，逼真的人物画面，引人入胜的情景，使现场很多观众仿佛回到了那个年代。下文就当前全息投影技术的发展现状做了简要叙述，并以虚拟角色制作与设计为例，对全息投影技术的未来发展趋势进行了展望，希望可以帮到相关人士。

[关键词]设计方法；全息投影技术；虚拟角色；制作

中图分类号：T993 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）28-0188-01

引言

现代社会，科技的进步给人们的生产和生活带来了翻天覆地的变化，“虚拟”与“现实”的不断融合是未来主流发展趋势。在这种趋势下，全息投影技术应运而生且得到越来越广泛的运用。将抽象化甚至没有成形的事物展示出来，为创作者提供了更加广阔的舞台，全息投影技术颠覆了人们的传统认知，使虚拟角色更加形象、真实，更符合当代现代化的气息。

1 “全息”投影技术简述

区别于现有的3D电影和裸眼3D技术，全息投影是一种利用干涉和衍射原理记录并再现真实物体的三维图像记录和再现的技术，与传统平面投影不同，这种影射是真实存在于空间中的投影。在当前技术条件下实现全息3D场景成本还非常高，并且需要大量的全息投影仪配合。

2 “全息”投影技术的优势及发展趋势

2.1 技术优势

2.1.1 时空转换

全息投影技术的出现，突破传统声音及影响的局限，使快速时空转换成为现实，即场景的变化与转换、场面的延续与间断都不再受现实世界空间或是时间的限制。比如在2013年10月，5D美食音乐喜剧《公主的盛宴》中，皇宫城门与宫内大殿、厨房、参赛厨师房间、皇后房间以及公主内心独白的空间的互相转换，快速而自然。尤其是全息投影技术在波斯厨师房间

背景的应用，带有异域风情的房间布置，飞舞的蝴蝶，袅袅升起的炉烟，生动而形象，立刻将观众带入了剧情中。

2.1.2 动作环境、故事背景再现

全息投影技术的应用可以展现一些现实中很难重复再现的物体，在有限的空间里展现大型场景效果，或为某些特定的情节营造配套环境。以戏剧为例，传统戏剧中，往往为了交代故事背景而专门增设人物、事件及场次，而全息投影技术应用于舞台剧的话，背景只需要以影像展示的方式来叙述，不仅增强了戏剧的可看性，又突破了仅仅是“说”和“演”对观众视听范围的限制。

2.1.3 丰富表现手段

利用全息投影技术将事物或是场景以动态的影像、三维形式展示出来，使抽象的内容变得更具体生动，丰富了表现手段。这样不仅可以增加观者的感性认知，使人更好的理解和记忆，也使气氛得到渲染，从而深化了主题，也有利于参与者由现象到本质、由片面到全面的感受其带来的全方位体验。

2.2 发展趋势

随着全息投影技术飞速发展并与多学科交融发展，它的应用也必将不仅限于舞台表演与演示。比如利用全息投影实现远程即时交互通讯，打破现有视频通讯的固有限制，或者利用全息投影技术制作多层动态防伪标识，用于信用卡、身份证等的防伪鉴别，再有，把全息投影用于图书馆或是学校，使学习和阅读变得更直观、有趣等等。

3 全息投影技术中虚拟角色设计的要求

在设计全息投影项目中虚拟角色的时候，首先需要根据全息投影的技术特点制定合理的角色设计方案，需要注意的地方主要分为颜色设定、角色比例设定、角色动作设定三种。

颜色设定。由于全息投影技术是利用干涉和衍射原理，因此对黑色的物体显示会出现透明状态，在角色设定的时候就需要注意少运用黑色来进行色彩指定，必须使用黑色的地方，就要加强反光，加强质感。

角色比例设定。角色比例的设定也比较重要，由于有一些待设定角色比例比较特殊，如设定不合理则会影响其活动轨迹的展示，角色舒展局促会造成显示范围小，使得最终的呈现效果差强人意。

动作设定。常用的大幅度动作设定需要更大的投影场地以及更大的投影膜，尺寸越大成本越高，所以需要提前进行动作设定与场地的合理匹配，以免出现返工现象。在一些商业展示项

目上由于是持续展示，三维动画需要以循环动画的方式来进行制作，所以在动作设计的时候注意动作循环的节奏是否流畅合理，由此可以看出，在全息投影平台上设计虚拟角色，要将动作的衔接与结合位置处理好，以保证动作的连续性，达到最佳的视觉效果。

4 全息投影技术中虚拟角色的制作要求

制作全息投影项目中的虚拟角色，要注意尺寸大小，在投影膜的作用下，观众基本上只看得到图像并不能轻易看到投影膜本身，所以制作时需要将角色全身创建完整，因此要确保摄像机与投影膜尺寸严格匹配。另外要特别注意动作制作，在制作三维动画动作设计的时候需要注意动作不能超出投影膜的范围，并且还需要利用投影膜最大可视范围，营造更大尺寸的角色，不造成投影尺寸的浪费。尽量运用摄像机对其角度进行规范以便获得更大的动作运动空间。

在一个固定的空间范围内进行动画制作，需要固定摄像机，便于对整体不同分段的动画进行动画循环的无缝隙衔接。

而在金字塔形态的全息展示项目中，需要注意的地方是合成角色四个面的中间距离的把握，需要经过多次的尝试及测量让现实内容最大化，并且全部展示于切角范围以内。所谓切角范围内是指金字塔的斜边不能将显示内容进行过大的约束，否则投影出的展示物体会非常小，还有展示物体若是落地站立效果，需要在合成四面内容的时候尽量靠近外边缘。

最后

全息投影技术突破了传统的局限，不仅可以产生立体的空中幻像，还可以让幻像与参与者产生互动，恰当的使用全息投影技术能达到震撼人心的效果，而且利用全息投影技术进行虚拟角色的制作和设计，既解决了难以实现的设计场景及任务角色，又增添了良好的视觉效果。

在某年的北京车展上，丰田概念车成为全场的焦点，该款概念车就是Fun-Vii，该车的导航系统除了具有管理员的辅助功能外，还能够监控车辆的行驶状态，其应用的是虚拟现实技术，该技术是一种全新的综合性信息技术，是伴随多媒体技术发展起来的计算机新技术，其具有超越现实的虚拟性。其利用多传感技术、三维图形生成技术、高分辨率显示技术共同形成的虚拟环境，在该虚拟环境中，驾驶者可以随意变换车身的色彩和图案，同时也能显示即时信息，该车的内饰也有显示屏，驾驶者可按照自己的心情调整内饰的风格。另外全息投影技术在航展、高新机械装备展中也有应用，由此可以看出，未来该技术会在诸多领域都有应用，从而丰富人们的视觉感官体验。

结束语