谷歌一直堅信虛擬現(xiàn)實身臨其境的力量,但要創(chuàng)建最為逼真的臨場感,在VR中展示的內(nèi)容需要盡可能接近看到的內(nèi)容。
光場是一種先進(jìn)的捕捉,拼接和渲染算法。通過為靜態(tài)捕捉圖像生成運動視差和非常逼真的紋理和光照,光場可以向你提供極高質(zhì)量的臨場感。為了展示這種技術(shù)的潛力,谷歌日前正式在Steam上發(fā)行了免費應(yīng)用“Welcome to Light Fields”,支持HTC Vive,Oculus Rift和WMR頭顯。
對于光場,附近的對象似乎相當(dāng)靠近你。當(dāng)你移動頭部的時候,它們看起來的變化會很大。遠(yuǎn)處的對象變化較少,不同對象的光線發(fā)射也不同,因此你會得到強烈的暗示,認(rèn)為自己正身處于3D空間之中。當(dāng)通過支持位置追蹤的VR頭顯進(jìn)行瀏覽時,光場可以根據(jù)真實世界中捕獲的片段實現(xiàn)真正令人驚嘆的VR體驗。
這一切的原因在于光場可以記錄進(jìn)入空間的所有不同光線。為了記錄它們,谷歌改裝了一臺GoPro Odyssey Jump相機平臺,將其彎曲成16個鏡頭的垂直弧形并安裝在旋轉(zhuǎn)平臺上。
左:在發(fā)現(xiàn)號航天飛船甲板上拍攝的球形光場延時拍攝視頻。
右:光場渲染允許我們通過對鏡頭記錄的光線進(jìn)行采樣和插值,并且在球形空間內(nèi)的任何位置合成新場景視圖。
相機平臺旋轉(zhuǎn)并錄制70厘米球體上的大約1000個外向視角大概需要1分鐘。這提供了一個兩英尺寬的光線量,而后者決定了頂部空間的大小,亦即用戶為探索場景而轉(zhuǎn)動頭部的空間。為了向頭顯渲染視圖,谷歌從球體表面上的相機位置采樣光線,從而構(gòu)建從球體內(nèi)部看到的新視圖,并以此匹配用戶移動頭部的方式。它們在一個自定義數(shù)據(jù)集文件中對齊和壓縮,據(jù)小編了解谷歌是通過作為Unity游戲引擎插件的特殊渲染軟件讀取這個數(shù)據(jù)集文件。
用光場記錄世界
谷歌選擇了數(shù)個特殊場所來測試他們的光場相機平臺。谷歌表示,他們鐘愛帕薩迪納蓋博住宅(Gamble House)的亮漆柚木和紅木內(nèi)飾,威尼斯馬賽克小屋(Mosaic Tile House)的光澤陶瓷和閃亮,以及格拉納達(dá)山圣斯蒂芬教堂那陽光瀲滟的彩色玻璃窗。最重要的是,史密森學(xué)會的航空航天博物館和3D數(shù)字化辦公室允許谷歌進(jìn)入NASA的發(fā)現(xiàn)號航天飛船,在這個不對外開放的飛行甲板中為我們提供宇航員的視角。最后谷歌錄制了一系列的光場,并且實驗了眼神接觸如何應(yīng)用于6自由度體驗。
VR視頻是探索世界的一項光明技術(shù)。盡管只是實驗,但光場向我們展示了VR體驗可以實現(xiàn)的逼真水平 。
我們用一張圖來說明360度全景視頻和VR視頻的不同:
全景視頻很好理解,就是有別于傳統(tǒng)視頻單一的觀看視角,讓人們可以360度自由觀看。而VR視頻在此基礎(chǔ)上,還允許人們在視頻里自由移動觀看(提供場景中任意位置的360度自由視角)。
全景視頻可以是3D的也可以不是,可以通過屏幕觀看,也可以帶上眼鏡觀看。而VR視頻必須帶上頭顯觀看,且必須是3D的。
全景視頻是線性播放的,也就是按照時間軸來進(jìn)行回放的。而VR視頻可以允許用戶在同一時間,站在不同的位置觀看(有點類似科幻電影里時間暫停了,然后觀察者在定格的時間和空間里任意移動,觀看周圍的人物和景物)。
來源:傳感器技術(shù)
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