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沉浸式科技前沿：2019计算机图形学会议SIGGRAPH上都有哪些新探索？

NeXT SCENE 2019-09-20 05:28:58

实时光线追踪、AI绘画、动作捕捉、VR剧场……来自SIGGRAPH的一手资料。

优质的沉浸式娱乐体验一定离不开艺术与技术的完美结合，作为具有产业研究视角的专业媒体，NeXT SCENE除了从艺术和商业层面介绍和报道沉浸式体验项目之外，也一直关注沉浸式娱乐科技发展的最前沿。

SIGGRAPH是由ACM SIGGRAPH（美国计算机协会计算机图形专业组）组织的计算机图形学顶级年度会议，是全球影响最广、规模最大、最权威的计算机图形学会议。每年这个时候，全球顶尖的科技公司、研究人员和高等学府会齐聚一堂，分享各自的研究成果。而近几年的SIGGRAPH也着重强调了沉浸式体验的影响力，每年都会有VR Theater和Immersive Pavilion。NeXT SCENE作为产业研究媒体受邀参加了整个SIGGRAPH活动，快来跟随我们的研究员看一下沉浸式娱乐科技都有哪些最新前沿吧。

图片来自 ACM SIGGRAPH Media

SIGGRAPH全称：SpecialInterestGroup on ComputerGRAPHics and Interactive Techniques

图片来自 Muso

Immersive @ SIGGRAPH：15个VR剧场体验，29个沉浸式场馆体验

作为一个集科学、艺术和商业为一身的CG展示会与学术研讨会，SIGGRAPH给我的第一印象是"Geek"（极客）。对计算机图形学最感兴趣的人，无疑就是对科技的最新发展密切关注的电脑工程师和图形设计师了。在会场，各场学习讲座座无虚席。他们尊重知识，对新事物保持好奇心，并孜孜不倦的探究问题，这样的精神给了我很大的震撼。

图片来自 ACM SIGGRAPH Media

“Geek Bar”这个温馨的角落一天不间断地为参会者充电

图片来自 Muso Instagram

除了能见到学术大牛以外，会场内会有很多“Real Geek”

展会最新资讯

在SIGGAPH的每一天，你都能听到有关计算机图形学的重磅新闻。

-> NVIDIA

NVIDIA（英伟达）在这次研讨会上宣布现已有超过35个专业的创意应用程序支持旗下的RTX GPU的光线追踪技术（Raytracing），并有多家全球领先的软件制造商推出了采用RTX技术的应用程序。此款GPU不仅可以最大化地加速图形渲染任务，提高娱乐体验中的实时光线追踪性能，而且可以支持深度学习（Deep Learning）和高级人工智能技术的运用。

支持RTX的程序包括：Adobe Substance Designer, Autodesk Flame, Blender Cycles, Daz 3D Studios, Foundry Modo, Dimension 5 D5 Fusion, and Luxion Keyshot 等等

图片来自作者Lia

在NVIDIA的展会现场，个性化的“登月之旅”体验项目（Moon Landing）吸引了众人的眼球。正值阿波罗11号登月50周年，NVIDIA运用RTX GPU重新创造了一次别开生面的实时登月体验。通过摄像头捕捉姿态后，体验者会与经过3D渲染后的宇航员角色相匹配，通过实时光线追踪渲染各个细节。之后将其与开发式协作平台Omniverse相结合，即时生成逼真的3D影像。

让玩家重温历史时刻

图片来自 Nvidia

这个技术的特别之处在于，屏幕上的每个像素都是通过追踪光束进入相机后实时生成的。在这个过程中，场景中的人物变化会引发光线的交互作用，智能化调节画面并生成新影像。对创作者来说，这项技术可以让他们即时而准确地看到光线的反射、阴影的柔和度、全局照明以及其他视觉效果，从而更好的调整设计方案。而以往，特效渲染人员要花上好多天时间才能达到同样的逼真度。

说到NVIDIA，不能不提它发布的AI绘画的网页应用GauGAN。这款取名于画家高更的应用，在大会评选中获得了本次Siggraph的最佳实时现场演示奖(Real-Time Live! Best in Show)以及观众选择奖(Audience Choice awards)。无论是职业电脑画师还是业余的绘画爱好者，都可以利用现场的演示品在几分钟内创作出高水平的绘画图像。

笔者初次尝试，感觉AI还是跟我不搭

图片来自 Lia

-> Khronos Group

在增强现实（AR）和虚拟现实（VR）方面， Khronos Group发布了OpenXR 1.0规范，公开免版权费的开源技术标准。OpenXR工作组旨在帮助AR/VR的开发者创建跨平台混合现实（XR）体验，免去在不同的软件开发工具包中转换的麻烦。

-> PIXAR

自从2015年皮克斯宣布将开源动画软件Universal Scene Description（USD）之后，它逐渐成为动画和视觉特效行业内的标准。这款软件可以帮助创作者完整地将动画制作中的各项应用组装到其他应用中，有效减少数据烘培。因此不同创意人员可以在同一设计场景中协同工作，而无需等待对方完成。除了The Foundry、Unity、Epic Games (Unreal Engine)、Pixar、Animal Logic之外，Autodesk和Nvidia也均已使用和支持USD。

说到这里，不得不提一下皮克斯的Renderman软件。最新上映的《玩具总动员4》中就应用到了这款强大的渲染引擎。

特别展厅中等人高的塑像

图片来自 Lia

如果你看过电影的话，你一定记得胡迪和牧羊女在古董店里面对琳琅满目的吊灯场景。这个场景用了大概一万七千多个灯泡，全部都是在Renderman的支持下呈现的！

除了上述展位之外，笔者还发现展会现场有不少动作捕捉公司的展台：例如带来现场体操表演的Optitrack和Qualisys，展示的无需外部相机的连体衣的Rokoko，甚至是笔者偶尔攀谈的来自中国的Noitom等。

吸引人眼球的Optitrack的动作捕捉展示

图片来自 ACM SIGGRAPH Media

Noitom展台

图片来自 Lia

我们可以看到动捕技术的商业化之路越来越成熟，在5G技术推广的助推下，以后也许人人都可以自由创作。

体验中心分享

在SIGGRAPH会场中，笔者最喜欢的地方非体验中心（Experience Hall）莫属了。这里是整个SIGGRAPH创作者和科研人员的大舞台，也是艺术与科技完美结合的地方。

Experience Hall

图片来自 ACM SIGGRAPH Media

除了人流如织的VR剧场(VR Theatre)之外，体验中心还包含艺术展厅(Art Gallery)、新兴技术展厅(Emerging Technologies)，体验展厅(Experience Presentation)、沉浸乐园 (immersive pavilion) 以及工作室 (studio)。

<艺术展厅展位推荐>

今年的艺术展旨在探索人们如何面对充满不确定性的未来。参展的作品不仅展现了我们在当下所取得的艺术成就，更提出了我们在全球化的社会中所发现的问题和可能的应对思路。

不断增长的可能性：艺术与设计猜想的未来

图片来自 Lia

在这里，艺术家们通过混合不同的艺术形式和数码制作手段，结合科学、建筑、设计，以及虚拟和增强平台来提出对社会问题的思考。

-> RUSHI：如是

色彩与中国玄学山水的结合

图片来自 ACM SIGGRAPH Media

来自中国香港的John Wong受到了中国的风水理论和生辰八字算命方法的启发，创作了“如是”，一个算法交互式装置艺术。这个充满了艺术美感的体验，背后却是一些看似违而又奇妙融合的元素：大数据与人工智能、命运与迷信。参与者只需要输入他们的出生日期，屏幕就会显示不同受众的可视化数据，最终通过颜色的变化表现出来。

作者提到，数据科学家和算命先生在某种程度上都是将不确定的世界量化成可以理解的数字或者答案。这么说来，大数据和人工智能是否也是一种新的迷信呢？

-> Robotic Voice Activated Word Kicking Machine

这个真正的“文字游戏”让笔者玩的不亦乐乎。

图片来自 Lia

参与者对着话筒说的任何话会被即时转化成文字。如果文字若掉入右下角的听筒中，会被念出来。若文字不幸碰到了右上角的脚，则会被“踢”回来。这件有趣的装置探讨了虚拟与现实间的交互，让我看到了声音可视化的另一种有趣的应用。如果周星驰在《九品芝麻官》里对着大海练口才的场景中运用这件作品，场景会更壮观呢！

-> NoiseAquarium

有关海洋的艺术作品总给人一种温暖而安心的感觉。这个看似普通的虚拟现实体验其实并不简单。很少有人知道，人为产生的水下噪音对海洋生物有着毁灭性的影响。不仅像鲸鱼和海豚这类靠声音交流的高级生物深受人类噪音之害，大量的浮游生物的生存空间也被日益威胁着。

图片来自 Lia

这个充满浮游生物的交互装置，利用3D扫描技术监测微生物在噪音影响下的生存状态，结合数据分析后，通过动画的方式向体验者呈现壮丽的景象。肉眼看不到的生命，也是值得被尊重的生命，何况这些生命和海洋生态系统息息相关。事实上，这不仅仅是浮游生物的问题，更是我们人类所面临的问题。

<新兴技术展厅展位推荐>

-> 360-Degree Transparent Holographic Screen Display

图片来自 Lia

出自索尼日本设计研究中心的这款360度透明的全息屏幕给参会者提供了一种很独特的“存在性”现实。实际上，在透明圆柱的背后是2D影像和高速摄像头传感技术的结合。

-> Arque: Artificial Biomimicry-Inspired Tail for Extending Innate Body Functions

人类要是有了尾巴会怎样？你知道长了尾巴的感觉嘛？这款同样出自于日本的研究作品在现场吸引了不少眼球。

人工仿生机械尾巴

图片来自 Lia

鉴于尾巴对大多数脊椎动物的重要性，设计师们提出了一种以人造仿生学为基础制作的拟人尾巴，让体验者可以通过改变尾巴而影响身体冲力，加强对触觉的反馈与应用。

-> Matching Visual Acuity and Prescription: Towards AR for Humans

新型穿戴式增强现实设备

图片来自 Lia

对于广大眼镜佩戴者而言，戴上额外的眼镜既麻烦又破坏体验感。来自NVIDIA研究组的研究人员设计了两款新型的增强现实设备：一款是将度数矫正整合到5毫米厚的图像合成器中，这样无需多余的镜片就能看到增强现实影像；一款是通过调整分辨率和焦点深度来适应用户的视野。

<体验展厅展位推荐>

-> OZ Immersive

OZ游戏系统

图片来自 Lia

这家来自法国的公司可谓是我本次的意外收获。高水准的虚拟现实游戏影像，有趣的游戏设计和社交元素，身临其境般的体验，OZ沉浸式游戏系统让人眼前一亮。

游戏原理示意图

图片来自Twitter @BlackLight

-> -Mary and the Monster

玛丽和怪物（Mary and the Monster）是一场戏剧与混合现实的完美结合。

图片来自 Parallux

科幻小说之母玛丽雪莱本人的生活和她创作的故事《弗兰肯斯坦》一样精彩。这款增强现实/虚拟现实体验，通过年轻玛丽的视角将读者带回了怪物的身边。其独特之处在于它将增强/虚拟现实的优势和舞台剧的观看体验成功地结合在了一起，让观众可以更加沉浸于主人公独特的内心世界，并更加自由地选择不同视角来体会怪物诞生的心路历程。

-> Wolves in the Walls: Chapter 2, It's All Over.

图片来自 ACMSIGGRAPH Blog

曾在圣丹斯和翠贝卡两大电影节首映过，改编自Neil Gaiman同名小说“墙壁里的狼”的虚拟现实体验作品，也来到了本次SIGGRAPH。这不仅仅是一个童话故事，更是一次无与伦比的心灵之旅。

一个人玩耍的童年，和虚拟朋友的互动，对黑暗与未知的恐惧，急需家人信任的心情，这一切都完美的融入到这场惊心动魄的VR冒险之中。在这个体验里，我不再只是一个旁观者，更是一场故事的参与者。我目睹了天马行空的狼群向我袭来；我也在黑暗里和那个小女孩一起涂鸦、交谈；我在一个鬼影幢幢的大房子里找寻真相；最后戛然而止的不仅是女孩一家人的命运，更是我纠葛的心。

<VR剧场作品推荐>