三維全息影像視頻素材制作技術(shù)探究

浙江傳媒學(xué)院

技術(shù)水平的不斷提高，使社會媒體介質(zhì)也有了很大的變化，智能手機(jī)和計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)的應(yīng)用都越來越普及。之前的視頻制作，都是在一個維度也就是一個平面上來考慮視覺效果，但近年來的三維全息技術(shù)則能夠全方位、立體的展示效果，其互動性以及觀眾體驗(yàn)性都非常好，使用這一技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)平面效果向立體效果的轉(zhuǎn)變，其中三維全息技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。

一、三維全息影像的原理

三維全息投影設(shè)備又叫作全息金字塔，而且工作過程中可以形成影像和視頻懸浮在內(nèi)部空間的立體效果，觀眾從任一方向都能夠看到其立體效果，有著非常強(qiáng)的視覺沖擊性，所呈現(xiàn)出來的圖像與真實(shí)無異。為達(dá)到這種效果，則要求四面椎體是透明材料，上面覆蓋全息膜，當(dāng)椎體投射光線時，在衍射原理的作用下，觀眾便可以看到漂浮的影像以及圖形。四棱錐的四面全息膜在光線的衍射作用下可以將光信號匯集起來，最終產(chǎn)生具有真實(shí)維度的立體化影像。結(jié)合以往的使用經(jīng)驗(yàn)，三維全息投影的受光面和水平面夾角為45度時效果最好。也能夠結(jié)合場地空間的實(shí)際面積來確定三棱錐的角度，并縮減素材的投射區(qū)域，這樣才能夠使之更好的配合。技術(shù)方面的要求是投射源視頻背景區(qū)域盡量的少出現(xiàn)光線，這樣才能夠更好的凸顯光線信息的主體物。

二、如何營造逼真的虛擬環(huán)境

確定好有效顯示區(qū)域后，便需要在這部分區(qū)域填上與全息效果相適應(yīng)的圖像。一般使用四棱錐對虛擬物品進(jìn)行展示時，周邊環(huán)境都是比較嘈雜的，光線變動也比較大，因此要想營造出逼真的效果，就必須把握好以下幾個方面：

(一)在黑暗環(huán)境中進(jìn)行效果還原

通常條件下，由于成本、能耗散熱、工程造價等因素的影響，三維全息投影發(fā)光設(shè)備會處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，而理論上看，流明度和效果之間又是成正比的。投影儀一般都是投射光源，其亮度高出液晶屏很多，300流明則是液晶屏的臨界點(diǎn)，目前所廣泛使用的普通投影儀流明度能夠到達(dá)3000流明。這便使兩者之間出現(xiàn)矛盾，為了降低成本，企業(yè)常常會使用LED顯示屏作為光源，這便要求周圍環(huán)境亮度小于LED顯示屏亮度，否則將會影響虛擬展示品的效果。為很好的解決這一問題，需要使用三維軟件進(jìn)行燈光設(shè)置工作時，有一個高對比度，使主體亮度較高，并且在后面的軟件處理中也可以提高對比度，最終產(chǎn)生比較鮮明的對比效果。

(二)對附近環(huán)境的反射效果處理

為了使虛擬展示物品在全息影像中更具真實(shí)感，需要對材質(zhì)的反射效果進(jìn)行相應(yīng)的處理。使用三維軟件進(jìn)行渲染工作時，需要在主體產(chǎn)品的附近臨時創(chuàng)造一個真實(shí)環(huán)境，使物體能夠在此區(qū)域反射和折射。例如，將一個不銹鋼球放在漆黑的屋子里，其四周都是黑色的，因此所反射出來的也是黑色，而將同樣的不銹鋼球放到有燈光的環(huán)境中，則其所反射出的是真實(shí)環(huán)境。因此，渲染過程中必須建立一個真實(shí)的外部環(huán)境。但需要解決的一個問題是，展示過程中產(chǎn)品四周都是空的，這樣才能夠使觀眾更直觀的欣賞物品，不能有其它雜物。總之，必須要營造出一個真實(shí)的環(huán)境才能夠創(chuàng)造出反射條件，但是這一環(huán)境同時又是不可見的。常常會采用將物體visible三維全息camera屬性去除的方式來解決這一問題，通過這一操作，所渲染出的物體仍然是單獨(dú)的，但是之前建立好的環(huán)境又能夠折射和反射到物體上，物體在對附近環(huán)境進(jìn)行反射和折射后，還可以單獨(dú)提取出來，但其周邊的真實(shí)環(huán)境又是不可見的，因此整個主體產(chǎn)品會有很高的真實(shí)度和可信度。

(三)對環(huán)境光照的處理

產(chǎn)品展示中的光照有兩類：一類是物體處于人造攝影棚內(nèi)，這是主要是面積光源，會表現(xiàn)出扁平狀的大面積白色，反射材質(zhì)會將其反射成小塊白斑，確定好光線后還需要確定燈光屬性；另一類則是三維軟件內(nèi)模擬出自然光，而且還需要HDR技術(shù)的支持，這樣才能夠?qū)D片內(nèi)的圖片亮度信息都集合起來照明，并且能夠?qū)⒐饩€的細(xì)節(jié)變化都呈現(xiàn)出來。如果參考影視特效的制作流程中關(guān)于三維物體環(huán)境反射的部分，會采用金屬球體再加上魚眼鏡頭去捕捉周圍環(huán)境的全景照片，再到三維軟件中將其設(shè)定為環(huán)境球等方式，需要進(jìn)一步的研究加實(shí)例論證。

三、結(jié)語

綜上所述，將三維軟件和全息投影技術(shù)融合起來，能夠使產(chǎn)品展示出更好的視覺效果，在三維立體空間中，圖形、產(chǎn)品的動靜效果能夠更好的展示出來，這對于工作人員的創(chuàng)意培養(yǎng)有著十分積極的作用，能夠?yàn)槿藗儙砀泳屎屯昝赖囊曈X體驗(yàn)。同時此類全息影像也給舞臺美術(shù)提供了更為先進(jìn)的效果以及增添了沉浸式的體驗(yàn)，相信未來的全息影像可以通過更加完善的技術(shù)水準(zhǔn)達(dá)到更為優(yōu)質(zhì)的視覺效果。