人民日报:文物保护先锋——掌上造乾坤的“VR设计师”

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站在故宫养心殿中央,手持单反相机,原地旋转连续拍摄数十张照片,然后将这些照片拼接成完整的场景;后台人员在计算机上运用一系列复杂的算法,对拍成的图像进行数据处理,最终获得养心殿的全景……这就是运用虚拟现实(VR)技术将故宫养心殿呈现在电脑、手机上的大致过程。

“大家习惯叫我们VR设计师,但事实上每一款VR产品都是由摄影师、计算机工程师、产品经理、视觉设计师等掌握不同技术的人员共同完成的,并没有一个叫做VR设计师的专门岗位。”曾就读于清华大学电子系的靳简明,如今是微景天下(北京)科技有限公司技术委员会主任,他和他所在的团队是全景故宫的技术合作方。

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“昔日喧嚣金銮殿,指尖轻拂临境深”,这是网友体验全景故宫产品后的由衷感慨。进入全景故宫应用,用户可尽情“畅游”故宫,平日游客众多、人声嘈杂的故宫,此时便专属你一人;每到一处,你都可以细细品味、反复赏玩。

规模如此宏大的宫殿是如何被搬进手机的虚拟空间中的呢?其实,全景故宫产品是虚拟现实技术的最基础应用。所谓虚拟现实技术,是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境,并借助外围设备使用户沉浸其中。全景技术和三维重建技术是将现实场景虚拟化的最重要手段。

用靳简明的话说,全景的实现逻辑就是“拿着单反相机把周围的场景全方位拍摄下来”。如何拍摄全景照片呢?这需要四步:全景摄影师用单反相机对景物进行拍摄;将拍摄完成的照片按点位和顺序分组上传服务器;后台进行自动拼接、隐私打码和切片;服务器生成可访问的全景照片的互联网链接。

听起来似乎不费力气,但实际上难度不小。“并不是把先进的拍摄设备往固定的点位一摆了事,拍摄过程中时时需要人工跟进和调整。”而将故宫这样大规模的建筑群落全景呈现,更是不简单。“故宫常年游客众多,所以只能在闭馆时间进行拍摄。出于文物保护的需要,拍摄时不能使用外部照明,要在比较昏暗的自然光下拍摄,有时一个点位上的拍摄要花几个小时。”

三维重建技术是实现虚拟现实技术的另一项重要手段。“比如,要想把一只花瓶三维立体地呈现在用户面前,摄影师就要围绕着花瓶,从四面八方各个角度拍摄。”之后,经过照片位置解算、点云重建、表面重建、纹理重建四个主要步骤,生成被拍摄物体的实景三维模型,就可以呈现在用户的手机端或VR设备上了。

这两项技术的合并运用,让用户不仅能从宏观上观览全景,还能从微观上细致把玩小物件。

最大限度地带给用户身临其境的真实感,是VR产品开发者的用力点。靳简明告诉记者:“在未来,当我们打开一个线上博物馆,不仅可以游走其中,还可以‘拿’起一件件文物,上下左右地观赏。”

记者在现场体验了一把养心殿的三维实景,戴上专业的眼镜,殿中一应陈设悉数在目,此外,殿中不同角落还摆放着6颗绚丽的“星球”,记者拿起操作手柄“开启”了其中一颗,瞬间穿越到了西藏的玛旁雍错湖。原来,这些“星球”都是设计师“嵌入”其中的,一球一景,展现了西藏6处奇丽景观,给人亦真亦幻的奇妙感受。

虚拟现实产品将现实场景虚拟化,又在虚拟中对现实施加影响。“我们的产品不是让用户在电脑和手机上玩玩儿那么简单。全景故宫分担了故宫博物院的科普职能,大众足不出户就能对故宫有基本了解。并且,体验过全景故宫后,用户对实体故宫的兴趣会更浓厚,这就促使更多的人走进现实的故宫,达到了文化传承的目的。”

靳简明介绍,他们设计的VR产品注重与社会热点相契合。“在全民关注天宫二号发射时,我们开发了天宫二号轻应用产品,让用户可以全景看发射,此外还制作了火箭发射模拟动画,将火箭发射、分离、入轨道的过程以三维动画形式展现出来。”

“未来,VR技术在医疗、房产、教育等各个领域都将起到不小的作用。比如,在医疗领域,我们做出一个虚拟人体,医生就能在这个虚拟人体上反复演示手术,以提高手术成功率。”靳简明相信,虚拟现实技术的发展前景不可限量。

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责任编辑:SIN
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