xR技术是在炒作概念？如何客观理解xR的概念和前景？
xR技术是在炒作概念？如何客观理解xR的概念和前景？
随着科技的不断发展，虚拟现实技术正在以前所未有的速度改变着我们的生活。其中，扩展现实（xR）技术作为虚拟现实领域的重要分支，正逐渐走进人们的视野。本文将为您详细解析xR技术的定义、原理、实现方式及其与传统绿幕技术的对比，帮助您全面了解这一前沿科技。
xR技术的诞生
自1933年电影《金刚》应用“邓宁蓝幕技术”以来，绿幕抠像+后期制作一直是特效视频拍摄的主流方式。从《阿凡达》的潘多拉星球到《流浪地球》的冰封北京城，从虚拟演播室的卫星云图展示到2021年央视春晚中刘德华与现场演员的同台互动，都采用了这一技术。
图-xR技术诞生
然而，这项技术仍存在一些无法规避的问题，如无实物表演、光线问题等。此时，扩展现实（Extended Reality，简称xR）技术正日趋成熟，并频繁亮相在公众眼前。
xR技术的定义
xR词汇的提出，可以追溯到CO Allen于2014年申请的一份专利。在此，我们对xR做一个定义：xR（Extended Reality）是通过摄像机追踪与实时图像渲染技术，使显示介质（LED/投影碗幕）及显示介质外的虚拟场景实时跟踪摄像机视角，在摄像机镜头前与现实拍摄画面合成，从而营造出无限空间感的技术。
图-摄像机镜头下的xR场景
xR技术的原理
要理解xR技术，我们需要先理解透视。xR技术正是建立在透视的基础之上。在二维平面上，合成照片需要具备正确的透视关系；在三维空间中，如果要合成一段视频，需要满足透视这一自然科学原理。
xR技术的实现
以hecoos虚拟制作服务器为例，其完成一场xR项目需要的基本配置包括：一套hecoos虚拟制作系统、一套摄像机追踪系统、一套实时渲染引擎、LED屏/投影碗幕。实现xR技术的流程可分为5个环节：
- 摄像机追踪系统将真实摄像机的实时运动位置、姿态及镜头参数传输到hecoos虚拟制作服务器。
- hecoos虚拟制作服务器对摄像机信息进行实时解析与处理，驱动实时渲染引擎渲染该视点所需的虚拟画面。
- hecoos虚拟制作服务器接收虚拟画面并通过透视投射将渲染的虚拟画面输出至背景LED屏/投影碗幕，由摄像机完成最终采集。
- 将LED屏/投影碗幕外拓展空间中的虚拟内容叠加在镜头前，采用自动校色功能对所有虚拟画面分别进行颜色校正，达到背景画面颜色统一。
- 镜头合成后，即为观众在镜头前看到的最终影像。
图-法国公司Lynx拟推出的Lynx R-1型号MR头显
“R”词汇的区别与联系
- VR（Virtual Reality）：观看VR内容必须借助头显，所观看内容全部为虚拟内容，缺乏与现实环境的互动。
- xR（Extended Reality）：摄像机视角也可以拍摄到真实环境下的客观物体，可以简单地将xR类比为摄像机视角下的VR。
- AR（Augmented Reality）：需要借助头显或摄像设备，才能使人们看到叠加在现实环境上的虚拟物体。
- MR（Mixed Reality）：混合了VR头显的虚拟制作技术和AR头显的实景采集技术，混合了VR头显的超高表现能力和AR头显的真实互动体验。
xR与绿幕技术的对比
xR技术与绿幕技术相比，具有以下优势：
- xR实时呈现的背景为演员提供临场感，能够让缺乏无实物表演经验的人们直观了解当下处境，掌握自身走位。
- xR使演员表演与表演环境相结合的效果及时呈现，并且更方便创作团队及时修改创作想法。
- xR能够节省掉影视制作过程中许多花费在光线修复上的时间和金钱。
但是xR技术本身同样具有局限，例如基于LED屏幕方案实现的xR技术，站在LED屏上的演员脚下将没有影子。xR技术诞生至今约5年时间，与之相关的软硬件设备尚有巨大的可优化空间，而绿幕拍摄在从1933年至今的近90年中已经发展到了非常成熟的地步，因此在某些情况下使用绿幕能够实现更为理想的效果。
xR技术的未来展望
作为当下新兴前沿科技的xR技术，想要实现对传统绿幕技术的“弯道超车”，还需进一步发展自身。有些问题是不确定的，比如随着xR技术的飞速兴起，今后的文旅演艺活动市场将呈现出怎样的格局？比如随着计算机运算处理能力的提升和产业链设备的不断优化，虚拟制作技术能否成为人们未来日常生活中不可或缺的一部分？比如人类始祖曾经抬头长久凝望一片浩瀚璀璨的星空，如今我们距离那片星空又还有多远？
而能够确定的却是，不用太久，在技术的快速迭代和需求创新的内在驱动下，方兴未艾的xR技术定将迎来属于自己的一片广阔天地。