詹姆斯·卡梅隆導(dǎo)演的《阿凡達(dá)》在2009年上映，是近年來掀起3D電影技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)。通過這部科幻電影，國內(nèi)外很多朋友都迷戀上了神奇的3D顯示技術(shù)。影片中出現(xiàn)了一個(gè)全息沙盤顯示系統(tǒng)，是地球入侵者的軍用設(shè)備。是否已經(jīng)有這個(gè)設(shè)備，暫且不知道，不過其軍用地圖的效果太彪悍了，經(jīng)度、緯度、海拔都更加真切。
《阿凡達(dá)》電影所展示的全息顯示，是人類長久以來的夢想。如果能采集并投射出全光函數(shù)中7個(gè)維度的光線，將能使環(huán)境中所有人同時(shí)獲得身臨其境的全息視覺體驗(yàn)。光場作為理想的3D顯示技術(shù)與傳統(tǒng)2D顯示有著明顯的區(qū)別：傳統(tǒng)的2D顯示器只能提供仿射、遮擋、光照陰影、紋理、先驗(yàn)知識(shí)五方面心理視覺信息。光場顯示除了能產(chǎn)生傳統(tǒng)2D顯示器的所有信息外，還能提供雙目視差、移動(dòng)視差、聚焦模糊三方面的生理視覺信息。
我們知道，光是一種電磁場，具有振幅、相位、波長等多種屬性。傳統(tǒng)的光學(xué)成像是通過成像芯片來記錄到達(dá)探測器的強(qiáng)度信息，而目標(biāo)的其他信息缺失。這就在后續(xù)三維重建，模式識(shí)別等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域造成了極大地不便。
而光場相機(jī)由于其獨(dú)特的構(gòu)造，傳統(tǒng)成像方式不同，將微透鏡陣列放置于主鏡頭像面處 ，將探測器放置于微透鏡之后 記錄來自不同方向的光。其中單個(gè)微透鏡接收來自主鏡頭的所有方向的光，在探測器上其所覆蓋的區(qū)域稱為一個(gè)宏像素。
每個(gè)宏像素下包含多個(gè)像元，將主孔徑分為相同數(shù)量的子孔徑，宏像素下每個(gè)像元都表示主孔徑下的一個(gè)子孔徑，每個(gè)子孔徑代表光線傳輸?shù)囊粋€(gè)方向，一個(gè)宏像素下的所有像元相當(dāng)于記錄了所有子孔徑的光，對(duì)應(yīng)記錄了不同的方向信息。
子孔徑相當(dāng)于減小主鏡頭光圈，可以獲得更大的景深，但此時(shí)信噪比也會(huì)降低。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中每一個(gè)宏像素與一個(gè)微透鏡的大小近似相等，由上圖可知，一個(gè)宏像素下的像元個(gè)數(shù)決定主透鏡所分的子孔徑塊數(shù)，而子孔徑塊數(shù)決定可以分辨光場的方向數(shù)。因此一個(gè)宏像素下的像元個(gè)數(shù)決定方向分辨率，而微透鏡的個(gè)數(shù)決定空間分辨率。這樣，通過微透鏡下的宏像素，一方面記錄了光線的二維方向信息，另一方面也記錄了光線的二維空間分布，完成了四維信息獲取，與傳統(tǒng)相機(jī)僅記錄空間分布信息相比，增加了光線的信息維度。
在人類的五大感知途徑中，視覺占據(jù)了70%~80%的信息來源;而大腦有大約50%的能力都用于處理視覺信息。借助視覺，我們能準(zhǔn)確抓取杯子，能在行走中快速躲避障礙物，能自如地駕駛汽車，能完成復(fù)雜的裝配工作。從日常行為到復(fù)雜操作都高度依賴于我們的視覺感知。然而，現(xiàn)有的圖像采集和顯示丟失了多個(gè)維度的視覺信息。這迫使我們只能通過二維“窗口”去觀察三維世界。例如醫(yī)生借助單攝像頭內(nèi)窺鏡進(jìn)行腹腔手術(shù)時(shí)，因無法判斷腫瘤的深度位置，從而需要從多個(gè)角度多次觀察才能緩慢地下刀切割。從光場成像的角度可以解釋為：因?yàn)槿狈﹄p目視差，只能依靠移動(dòng)視差來產(chǎn)生立體視覺。再例如遠(yuǎn)程機(jī)械操作人員通過觀看監(jiān)視器平面圖像進(jìn)行機(jī)械遙控操作時(shí)，操作的準(zhǔn)確性和效率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)場操作。
時(shí)過境遷，以全球知名全息巨頭微美全息(WIMI.US)團(tuán)隊(duì)通過多年時(shí)間不斷原創(chuàng)研發(fā)，已經(jīng)打造出第三代6D光場全息技術(shù)產(chǎn)品，其仿真度高達(dá)98%以上，用戶體驗(yàn)可以用嘆為觀止來形容，讓人刮目相看。而所謂6D，是指內(nèi)容制作上采用向外3D拍攝和向內(nèi)3D拍攝合成的方式，也就是VR小球多鏡頭攝像機(jī)拍攝加上我們?nèi)R大球向內(nèi)拍攝。內(nèi)360度加上外360度合成。制作出來的內(nèi)容可以兼顧VR和AR都能使用。
傳統(tǒng)顯示技術(shù)是膠片技術(shù)的反向還原，計(jì)算機(jī)將三維環(huán)境降維記錄下來，這種顯示技術(shù)也只能在二維平面(放映機(jī)、投影儀、顯示器)上展示圖像;后來發(fā)明了立體攝影術(shù)和3D顯示技術(shù)，然而顯示器本身在光學(xué)上仍然是平面的，雖然可以感覺到立體(3D)的效果，但并不真正具備與現(xiàn)實(shí)環(huán)境一樣立體效果和深度。
而微美全息采用的數(shù)字光場顯示技術(shù)，使得顯示界面本身具有深度和立體感，就需要完全真實(shí)地采集自然光線，然后再用數(shù)字光場顯示技術(shù)進(jìn)行還原。光場相機(jī)采集自然光線，記錄包含光場全部信息的信號(hào)，光場顯示器還原這種包含光場全部信息的圖像，這種圖像要么來自于光場相機(jī)的采集，要么就是通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)進(jìn)行光線模擬而產(chǎn)生的數(shù)字光場信號(hào)。通過特殊的光學(xué)顯示結(jié)構(gòu)(微投影陣列、微透鏡陣列、微鏡面陣列等具體的方案)，將每一束光線按照預(yù)定的方向投射出來，去模擬真實(shí)的自然光。從而達(dá)到具有真實(shí)景深效果的虛擬圖像。
作為國內(nèi)全息視覺AR的代表企業(yè)，微美全息(WIMI.US)專注于計(jì)算機(jī)視覺全息云服務(wù)。據(jù)介紹，微美全息覆蓋從全息計(jì)算機(jī)視覺AI合成、全息視覺呈現(xiàn)、全息互動(dòng)軟件開發(fā)、全息AR線上及線下廣告投放、全息ARSDK支付、5G全息通訊軟件開發(fā)、全息人臉識(shí)別開發(fā)、全息AI換臉開發(fā)等全息AR技術(shù)的多個(gè)環(huán)節(jié)，是一家全息云綜合技術(shù)方案提供商。其商業(yè)應(yīng)用場景主要聚集在家用娛樂、光場影院、演藝系統(tǒng)、商業(yè)發(fā)布系統(tǒng)及廣告展示系統(tǒng)等五大專業(yè)領(lǐng)域。
面部識(shí)別技術(shù)，是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)。利用攝像設(shè)備采集人面部圖像或者是視頻，通過提取其中的關(guān)于面部圖像特征，與數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的特征模板進(jìn)行搜索匹配，當(dāng)相似度超過設(shè)定閾值就會(huì)輸出匹配成功，反之輸出匹配失敗結(jié)果。人臉識(shí)別是基于數(shù)字圖像處理，數(shù)字圖像處理一直都是比較前沿的研究方向。數(shù)字圖像處理技術(shù)的后期就會(huì)發(fā)展為人工智能(AI)。
微美全息計(jì)劃繼續(xù)改進(jìn)和加強(qiáng)現(xiàn)有技術(shù)，保持行業(yè)領(lǐng)先地位，創(chuàng)造生態(tài)商業(yè)模式。目前，微美全息的全息面部識(shí)別技術(shù)和全息面部變化技術(shù)正在應(yīng)用于微美全息現(xiàn)有的全息廣告和娛樂業(yè)務(wù)，技術(shù)也正在不斷升級(jí)，以期在更多的行業(yè)領(lǐng)域取得突破。
據(jù)報(bào)道，微美全息(WIMI.US)宣布其香港子公司將設(shè)立合資公司，開展半導(dǎo)體市場業(yè)務(wù)。本次微美全息設(shè)立合資公司的目的，一方面是全息3D視覺領(lǐng)域的半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用需求快速成長，目前該領(lǐng)域發(fā)展迅猛，并且市場潛力巨大，設(shè)立公司有助于拓寬半導(dǎo)體行業(yè)領(lǐng)域，快速整合市場資源;另一方面將協(xié)助公司全息3D視覺軟件領(lǐng)域由應(yīng)用層向下延伸到芯片領(lǐng)域，通過全息3D視覺軟件方案軟硬結(jié)合的戰(zhàn)略方向，即向半導(dǎo)體領(lǐng)域戰(zhàn)略衍生升級(jí)。微美全息在全息3D視覺軟件領(lǐng)域有著深厚的技術(shù)積累，擁有上百個(gè)相關(guān)專利和軟件著作權(quán)，因此在相關(guān)的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)方向拓展延伸，以及未來公司擬通過整合具有核心技術(shù)優(yōu)勢的IC設(shè)計(jì)企業(yè)，或者與目前擁有代理權(quán)強(qiáng)技術(shù)的芯片原廠成立技術(shù)研發(fā)合資公司，來實(shí)現(xiàn)向產(chǎn)業(yè)鏈上游的半導(dǎo)體研發(fā)設(shè)計(jì)、技術(shù)服務(wù)、銷售等領(lǐng)域延伸。微美全息的目標(biāo)是建立一個(gè)基于全息技術(shù)應(yīng)用的商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。
此前，分析機(jī)構(gòu)Digi-Capital預(yù)測，到2020年AR市場(零售、AR硬件、電子商務(wù)、電影/電視劇、游戲等)規(guī)模將達(dá)到1200億美元。從谷歌、蘋果、微美全息等巨頭公司布局AR，未來的數(shù)年AR將掀起一股新的風(fēng)潮。
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