前不久,AE一个名为Lockdown的插件火了:任你再动再不平坦,图案都能无缝紧贴。

动态投影黑科技-Ermain

其实,这个魔法特效已经走进现实。

这个黑科技其实就是我们熟知的投影。但不同于以往,这次是动态投影

这款高速投影仪名叫DynaFlash

投影的画面不需要平整,任画面扭曲、被遮挡,影像都能被完整的打出来。

动态投影黑科技-Ermain

要想有一个较好的投影体验,那么投出来的影像肯定得是“快、准、狠”。

也就是需要高帧频低延迟

而这款高速动态投影仪,在延迟3ms的情况下可以投射8位图像,最高可达1000 fps

这一话题也在Hacker News上火了,热度高达1000+点。

动态投影黑科技-Ermain

许多网友惊呼这项技术“简直太棒了”!

我估计像迪士尼这样的公司会对这个技术非常感兴趣。

我从事实时投影工作很多年了,延迟就是这个工作的杀手,任何大于1000/90ms的延迟都会特别影响效果。这项技术就能允许快速移动。

炫酷黑科技

这个黑科技有多神奇?

图像投影到一张纸上,无论让它怎么晃动,图像都会随着纸的变形同步发生变化。

就好像图像贴到了纸上一样。

动态投影黑科技-Ermain

为了展示这个技术的高帧频和低延迟,研究团队还把视频放慢了速度。

慢镜头下的动态投影也做到了完美的贴合。

动态投影黑科技-Ermain

当然,旋转也不在话下。

动态投影黑科技-Ermain

更神奇的是,投影画面不同,图像竟然能切换自如!

动态投影黑科技-Ermain

什么原理?

视频中展示的黑科技,其实是用红外墨水在目标上绘制了标记。

动态投影黑科技-Ermain

这种标记是人眼看不见的。

这就是研究人员提出的可变形点簇标记(Deformable Dot Cluster Marker,DDCM)

DDCM具有三个优势:

1、即使是在强烈变形的情况下,它也是可以被检测到的;
2、即使存在外部或者自遮挡,它也可以实现鲁棒性跟踪;
3、它允许毫秒级的计算速度。

下图就展示了DDCM的一个例子。

动态投影黑科技-Ermain

一个DDCM的例子。点簇以数组结构分布。

DDCM由四种类型的点簇组成,它们以数组结构分布。如下图所示。

动态投影黑科技-Ermain

点簇的四种类型。m代表点的数量。每个点簇包含1-4个点。

每个点簇中的点都是具有拓扑不变性的,也就是说,在任何变形的情况下都不会发生改变。

点的数量是随机排他分布的。识别是从p x p点簇(识别窗口)的四个角开始的。

并且为了增强逐帧跟踪的鲁棒性,相邻的点簇,点的数量不会相同。

动态投影黑科技-Ermain

无论从哪个角开始识别窗口,都没有相互重合的序列。

下图展示了处理的流程。

动态投影黑科技-Ermain

处理流程

主要包括检测跟踪两个步骤。

检测过程包括从单个帧中识别点簇的ID。

动态投影黑科技-Ermain
动态投影黑科技-Ermain

检测流程

检测的过程大致如下:

a)从二值化图像中提取关键点;
b)将a)中所示的位于同一网格中且彼此相邻的关键点视为点集群,红、绿、蓝、黄圆点分别代表m = 1,2,3,4个点簇;
c)计算提取的点簇的Delauney三角剖分;
d)基于广度优先搜索获得点簇之间的连通性;
e)最后根据预先准备的哈希表根据点编号识别每个点簇的ID,红色数字表示已识别的点簇的ID。

跟踪过程是指通过图像序列对每个点簇进行独立、逐帧跟踪。主要包括以下几个流程:

a)更新被跟踪的点集群的位置;

动态投影黑科技-Ermain

根据ROI更新跟踪的点簇位置,以红色方块表示。

b)跟踪丢失点簇的恢复(recovery);

动态投影黑科技-Ermain

基于DDCM的阵数组结构跟踪恢复。

c)False-positive 跟踪检测;
d)丢失点簇的插值。

更多打开方式

以为黑科技只能做到这些?

上面所展示的动态投影还只停留在黑白颜色阶段。接下来的打开方式就更加炫酷了。

随着“3,2,1”的倒计时,衣服突然出现了色泽鲜明、纹理复杂的动态投影,依旧是任你拉扯,我如影随形

动态投影黑科技-Ermain

当然还有一秒变装的拉风操作。

动态投影黑科技-Ermain

纹理的质感也可以变换,而且随着动作、角度的不同,光感等因素也会随之变换。

动态投影黑科技-Ermain

裸眼3D也不在话下!

动态投影黑科技-Ermain



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