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多项新技术亮相美国计算机图形年会
添加时间:2010/8/19  作者:孝文  来源:新浪网  点击:2624  
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  据美国《连线》杂志网站报道,计算机图形学年度会议Siggraph于近日落下帷幕,迪尼斯研究人员研制的一款电子动画技术机器眼成为一大焦点。这个机器眼能够像真眼一样上下左右移动,可以进行眼神交流并跟踪过往行人。

  此次Siggraph盛会新技术单元共有23件展品,迪斯尼的电子动画技术机器眼便是其中之一。Siggraph 2010新技术单元负责人普雷斯顿·史密斯说:“每一年的Siggraph都有一些一致的主题。这一年,没有一个展品曾在其他地方展出过。”除了迪斯尼的机器眼外,其他一系列技术同样引起极大关注,其中包括新3D显示器技术、现实增强技术以及机器人技术。Siggraph 2010展出的技术既有大学的研究成果,也有企业实验室的努力结晶,例如迪斯尼和索尼的实验室。

  1.机器眼

机器眼

  “迪斯尼研究”的电子动画技术机器眼在设计上较为简单。这只眼睛拥有一个透明塑料制成的内球,周围装有一组磁铁,通过着色使其拥有与人类眼睛一模一样的外表。内球悬浮在液体中,拥有一个透明的外壳。借助于外部的电磁铁,机器眼可以上下左右移动,整个过程平滑流畅并且非常容易。

  “迪斯尼研究”(由迪斯尼公司的一系列实验室构成)资深研究科学家兰尼·斯穆特表示:“我们希望这只眼睛具备两个功能。一个就是能看见东西或者说拥有视觉,另一个则是能够像人类的眼睛一样平滑而流畅地移动。”

  斯穆特说:“它的移动速度与人眼没什么两样,功能上也和人眼不相上下。”瞳孔和眼睛背部均采用透明设计,安装在背部的一架摄像机帮助眼睛看到东西。斯穆特希望这项技术可以被用于研制假眼。他说:“虽然立基于这项技术的假眼不可能让人恢复视力,但失去一只眼睛的人却可以因此找回曾经的容貌。”在这一年的Siggraph盛会上,迪斯尼的电子动画技术机器眼获得最佳展品奖。

  2. 360度3D显示器

360度3D显示器
360度3D显示器

  不需佩戴3D眼镜便可欣赏到3D影像足以让绝大多数人陷入兴奋之中。索尼研制的一款3D显示器让我们在实现这一梦想的道路上又向前迈进一步。这款显示器并不是平的,同时无需用户佩戴3D眼镜。给人的感觉是,它好像是一部科幻影片的道具。

  索尼推出的大屏幕平板3D电视需要用户佩戴一种特殊的眼镜。在自己的实验室,这家公司研制出一款3D显示器原型,包裹在一个高10英寸(约合 25.4 厘米),直径5英寸(约合12.7 厘米)的柱形结构内。这款3D显示器的尺寸比电视小,由于特殊的形状,站在显示器前面的用户无论从任何地方都能欣赏到3D影像,有点像《星球大战》中莱娅 公主的全息投影仪。

  用户甚至可以将手伸进显示器,将里面的物体转动,让自己可以从所有角度看到它们。史密斯说:“如果你正在盯着一个头部小雕像看,你可以把手伸出来,在显示器内转动这个物体。这项技术所能实现的互动是你们此前从未看到过的。”

  柱形3D显示器装有一个视频输入端口,能够与PC相连,让来自PC的视频数据在显示器上重现。显示器的一个图形处理器负责实时产生图像。此外, 这种显示器同样装有一个动作传感器,用户在显示器前挥手,便可以改变显示器内图像的方向。这个系统既可以呈现静态图像,也可以呈现动态图像。对于这款目前 似乎还只是一个实验室设备的3D显示器,索尼希望它能够在视频游戏、博物馆和广告界找到自己的立足之处。

  3.空中键入界面

空中键入界面
空中键入界面

  虽然并不是每一个人都会注意到它们,但在手机触摸屏上不断堆积的指印确实令人非常讨厌。一种让触摸屏保持清洁的方式就是随身携带一块清洁布,随脏随擦。另一种更为理想的方式便是在敲击键盘的时候不触摸屏幕。

  借助于一种新型用户界面——空中键入界面,用户可以在键盘上方完成输入过程,无需直接触碰键盘。这个系统装有一个微型摄像头,镜头采用广角镜头,同时借助软件精确锁定指尖在空中的位置。空中键入界面需要手机安装额外的硬件——安装在手机底部一个大约2英寸(约合5厘米)宽的扩展内。

  Siggraph 2010新技术单元负责人史密斯说:“你只要把手指放在手机上方,手机立即就能探测到指尖的位置,同时对这个设备进行校准。此时,你便可以在键盘上方选择自己需要的字母,完成输入过程。”

  考虑到触觉反馈在快速输入过程中的重要性,研究人员在显示屏背部安装了一个马达。这个马达会在用户“敲击”一个按键时短暂振动,给用户反馈。目前,这一系统还只能识别一根手指,因此对习惯于“一指禅”的用户再合适不过。史密斯对这项研究成果的未来应用前景非常乐观。他说:“这只是第一步。多年来,我看到太多的‘第一步’准备在5年内走向市场。类似这样的事情很多,这项技术将成为其中之一。”

  4.面向未来的西洋镜

面向未来的西洋镜
面向未来的西洋镜

  西洋镜(活动连环画转筒)是最为古老的动画之一,通过转筒上一系列图像的转动产生图像动起来的错觉。通常情况下,西洋镜外形呈柱形,上面有狭缝或者镜子,用于隔开图像并产生动画效果。西洋镜发明于19世纪50年代,一度成为颇为流行的客厅娱乐设备。

  即使到了今天,这项技术仍有用武之地。2007年,迪斯尼皮克斯动画工作室研制出一款令人惊奇的西洋镜,使用了影片《玩具总动员》中的动画形象。类似皮克斯打造的现代版西洋镜用LED闪光灯取代狭缝,用3D图像取代2D图像,进而让老式的西洋镜实现升级换代。

  斯密特表示西洋镜存在一个巨大缺陷,那就是图像重复。他说:“西洋镜一圈一圈地转,所呈现的都是同样的东西。我们希望做到的是奉献一场不间断的演出,并且让人们与之进行互动。”为此,迪斯尼的研究人员利用8个乒乓球打造了一个互动式西洋镜,每个球上都被画上一张笑脸,彼此之间略有不同。乒乓球被放在一个旋转的大浅盘上。整个西洋镜使用LED闪光灯照明。欣赏时,观众要朝着麦克风说话,西洋镜根据声音大小展示不同的笑脸,一次只展示一个。斯穆特说:“这是一种互动式实时定格动画。”

  5.Acroban机器人

Acroban机器人
Acroban机器人

  Acroban并不是类似“马文”那样患有妄想狂的机器人,它的性格非常阳光,特别适合小孩子。Acroban由法国国家信息与自动化研究所(INRIA)研制,是一款“既爱玩又听话”的机器人。在与人类互动过程中,这款机器人可以保持平衡,这要感谢在设计上模拟人体的脊柱、臀部和脚踝。

  Acroban最有趣的地方莫过于在各种情形下的灵活反应,简直就和人类一模一样。在Acroban行走时,你可以抬起这个机器人的胳膊,让它朝任何一个方向移动。研究人员说,这就像指导刚开始学习走路的孩子一样。完成所有这些动作并不需要向Acroban下达任何口头命令。这款机器人是高精尖技术的产物,可以移动物体并与孩子进行互动,成为他们的朋友。

  6.飘浮头全息图

飘浮头全息图
飘浮头全息图

  让脑袋飘浮在空中与周围的其他人聊天似乎是《哈利波特》中才有的场景,又或者是一项研究人们如何与全息图互动的实验。美国盐湖城公司Holorad打造了能够在空中飘浮的3D全息图像,并且无需特殊的眼镜便可看到这些图像。这家公司与“迪斯尼研究”合作,打造了8个飘浮的头。用户对着麦克风说话,便会有一个飘浮的头出现,跟他们聊天。听起来是不是有些恐怖?现在就锻炼胆量为未来做好准备吧。在将来的某一天,这项技术将应用到主题公园和零售商,用以吸引消费者。

  7.智能激光投影仪

智能激光投影仪
智能激光投影仪

  下一代激光投影仪可以同时进行信息发送和数据收集。在发射激光束形成影像过程中,智能激光投影仪也可以充当一个探测器,对一个表面的形状、位置、方向和质地进行评估。这项技术的优势在于能够改进交互式显示,因为它不需要进行投影照相机校准或者跟踪投影面。

  8.专为演员准备的头盔

专为演员准备的头盔
专为演员准备的头盔

  类似《阿凡达》和《指环王》系列这样的影片均采用电脑CG动画技术制作,每一位演员都要与这项技术打交道,这是他们的“必修课”。通常情况下,CG动画制作需要在演员脸上涂上大量标记,用于捕捉他们的动作同时将数据传给电脑。具体到《阿凡达》身上,导演詹姆斯·卡梅隆尝试过一种头戴式系统,所采用的软件可以利用摄像机跟踪面部移动,捕捉的动作被实时投向一个3D模型。

  捕捉细微的面部表情变化——尤其是眼睛和嘴巴周围的表情——对头戴式摄像机来说难度较大。这也就是为什么研究人员决定利用一项被称之为“光度立体”的LED照明技术对这一系统加以改进。这项技术帮助评估不同照明条件下的动作表情。Siggraph负责人史密斯说:“只要将这个头盔戴在头上,你就能捕捉所有面部表情,包括最细微的皮肤抽动。借助于这种头盔,演员在表演时无需在脸上涂满斑点标记。表演过程变得更为自然。”

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