一切場所都是光的舞臺

朱少鵬

投影映射不簡單

小小的餐桌和餐盤，成了一個投影秀的舞臺。這樣新穎的表演，是通過一種叫投影映射（Projection mapping），又稱空間增強現實（Spatial augmented reality）的技術來實現的。

我們對投影并不陌生，幻燈、電影抑或投影儀，它們都是通過光路把圖像投射到一個平面上進行顯示。我們覺得投影秀Le Petit Chef 很新鮮，是因為投影映射直到最近才被用于等餐環節。

與傳統投影相比，投影映射的對象從平面變成了三維的不規則物體，如在投影秀Le Petit Chef 中，這個對象便是餐盤。然而，要想在不規則物體上投影預先設定的圖像，那就需要事先依據這不規則物體的形狀對片源圖像進行處理。

若投影儀正對墻面，兩個并排的正方形片源會顯示為兩個并排的正方形圖像。若移動投影儀的位置，讓兩面相交的墻面各顯示一個正方形的話，因為墻面與投影儀的角度，兩個正方形都會“變”成“瘦”的梯形。如果想讓這兩面墻上仍然顯示正方形，則要在固定投影儀位置和角度的前提下，對投影片源進行修正，把兩個正方形片源變成兩個“胖”的梯形，投影在墻面上，就恰好是兩個正方形了。

在現實生活中，投影對象的形態要復雜得多，例如悉尼歌劇院的貝殼造型。要想在這樣復雜的物體上放映動畫，就需要預先對這種貝殼形態建模，進而推算出對片源應做何種形態和技術上的加工處理。

立體投影應用多

迪斯尼是投影映射應用的先驅，早在1969年，投影映射便在迪斯尼樂園的幽靈鬼屋里問世。歌手的面部圖像恰好被投影在他們的半身石像上，于是這些石像便能夠做眨眼、張嘴等各種面部表情。自此之后，雕塑成為投影映射設計師們最鐘愛的投影映射對象之一。從古希臘的阿波羅雕像，到威廉姆斯藝術博物館里的波琳，諸多古老的文物都被賦予了新的生命。

除了雕塑，投影映射還廣泛應用于建筑物表面。除了前文提及的悉尼歌劇院，為慶祝日本東京火車站修繕完成的大型影像活動也曾轟動一時，投影映射讓整個車站建筑變成了一個立體劇場。此外，上海每逢跨年之際在外灘舉辦的投影燈光秀也值得觀賞。

隨著計算機圖像處理和建模技術的發展，投影映射得以與人臉捕捉技術相結合，衍生出了新的應用。人臉捕捉技術能夠實時捕捉演員的位置和臉部表情，這些信息經過強大的計算機處理之后能夠實時生成追隨人臉變化的投影圖像，使人臉能夠不斷地變換妝容，甚至易容，變成動物，這恐怕讓川劇中的變臉特技也自嘆不如。

投影映射并非只為炫惑眼球而存在，它的其他用途也正被人們發掘。

大眾汽車便將其用來輔助汽車的設計，將外觀或者內飾的設計投影于汽車模型之上，設計者能夠從不同角度更直觀地體驗實際的設計效果，這是電腦屏幕上的三維圖像無法比擬的。此外，在教育領域，想一想利用投影映射的課堂吧，課桌上出現如同那位小廚師一般的授課者，“搬”著各種示意圖深入淺出地向你講解知識，這或許比通常的課堂教育要生動得多吧！

名副其實的3D投影

投影秀Le Petit Chef 的視頻雖然立體感很強，但這種立體感完全來源于圖像本身而非投影技術。與街頭流行的3D涂鴉類似，如果你變換觀察視角，轉到餐桌邊緣欣賞這場投影秀，就會明白這個障眼法的奧秘。而這也正是傳統投影映射的局限所在，立體效果的呈現只停留在將經過變形處理的二維圖像投射在三維物體上，而投射出的只是虛擬的立體效果，而非名副其實的3D。

那么，有沒有真正的3D投影呢？

杭州有這樣一家餐廳，在餐廳內透明的幕墻上可以投影許多動態的立體場景。以海底魚群為例，這些魚群與背景幕墻有明顯的距離感，像是懸浮著的，并且這種立體感不會隨著觀察位置的改變而變化。媒體多將其稱為全息投影，但這種叫法并不準確，它應當稱作幻影成像，是一種名副其實的3D投影。

全息投影是一種完全利用光的電磁波特性，采用激光在一個平面上記錄下被攝物體的全部立體信息，并用激光復現的技術，它目前多用于高端防偽技術和光存儲技術。由于一般只采用單色的激光，全彩色的全息投影直到現在都還停留在研究階段。

幻影成像中懸浮幻影效果的呈現依賴于按照特定要求布置的一些透明平面，譬如餐廳里的透明幕墻。它利用一個或多個投影儀將根據投影對象相對位置預先設計好的片源投影到相應的透明平面，然后利用這些平面的反射與透射圖像的疊加，在人眼中形成3D幻象。

幻影成像經常被用在舞臺表演上，一些已逝歌手，如黃家駒、鄧麗君、邁克爾·杰克遜等人，都曾以這種方式重新“現身”，在舞臺上進行表演。事實上，只要從互聯網上獲取專門為金字塔形狀的光路設計的片源，看似高大上的幻影成像只需一部手機和一張折成金字塔形狀的透明貼膜就能實現！感興趣的你，不妨也嘗試一下！

小 結

1654年，當德國人基夏爾點燃蠟燭，看見自己的透明畫片被投影在墻上，感到創造的喜悅時，他不會想到，幾百年后，人們對投影的應用能夠達到賦形、易容乃至“復活”的程度。

是的！那一點顫動的燭光已羽化成一位絢麗的舞者，一切場所都能是它搖曳生姿的舞臺。