文/ 记者 吕择  编辑/ 刘昭

9月4日，G20峰会的文艺演出在西湖上表演了《天鹅湖》，其中舞者曼妙的舞姿和虚实相生的编排，让人大呼过瘾。在随后的解读中，黑科技的加持成了《天鹅湖》成功的关键，全息投影又一次成为了大家关注的焦点。

所谓的全息投影，依旧只有一个面

如果你仔细地看过了视频，就会发现投影一直是以一个方向呈现给你的，即使是现场的观众也是如此，就跟看电影一样，你看不到舞者的上面、下面、左侧、右侧。所以这种投影就是平面投影。至于同样是在G20峰会的文艺演出上被冠以全息投影标签的梁祝彩扇，亦是如此。

▲ G20 晚会之后，杭州曲院风荷公园的G20峰会晚会现场成了热门景点（图片来源：CFP）

但它们为什么会给人不同于看电影的感觉呢?据中国传媒大学动画学院教育中心主任崔蕴鹏介绍，原因有很多。首先是屏幕的设计，“现如今所谓的全息投影都是膜式投影，它是透明的，所以当投影没有出现的时候，观众是没有视觉阻隔的，认为眼前就是空的，投影就是凭空出现的，所以给人以立体的错觉。”

另一方面就是真实演员和虚拟投影的互动。当真人和“假人”配合动作、肢体互动的时候，观众往往会信以为真。当然这种配合要非常巧妙，比如在小天鹅一个分化成两个的时候，真实舞者的位置可能就稍有偏差，让虚拟投影的虚边非常明显。

最后就是光影的配合，投影的颜色和光亮总要比实物浅一点，因此当舞者与投影互动或者处于同一区域的时候，舞者身上的追光就会降低，这样他们与投影之间就“融为了一体”。最典型的例子是2014年5月18日，美国公告牌颁奖礼上，对迈克尔·杰克逊的投影，他与真实的伴舞几乎看不出差异。

而《天鹅湖》的表演中，如果是近景会很明显看出投影与真实舞者在光亮上的差异。在崔蕴鹏看来，这主要是因为室外环境的不可控所造成的。“在自然环境里，而且在水面，有可能有水汽、有雾，所以要打出一点提前量，投影的光照有点强。”

导演张艺谋也通过媒体透露“其实这样的处理方式和装置，在室内表演中，最近几年还很流行;但是用在室外，用在水面上，用在一个完全自然的环境中，基本上还没有过，所以我们也做了这样的尝试。”张艺谋说，这次演出难度堪比奥运会开幕式。

亲历者揭秘，为何没有四小天鹅

导演黄辉是本次晚会的视频多媒体总设计，他向北京科技报透露了《天鹅湖》演出的第二版方案有着最为经典的四小天鹅。

“看过《天鹅湖》的都知道，最经典的、节奏最快的片段是四小天鹅。本来我们的第二版方案，有这一经典桥段。四个小天鹅同时在舞台上，投影膜上随着节奏的加快出现越来越多的小天鹅，就是现在第二段，那两个小天鹅在舞台表演的升级版。”黄辉说道。

之所以没用，是因为舞台是在水面上。“我们都听过一排士兵齐步走过桥会把桥震塌的故事，四小天鹅是同样的道理。”四小天鹅的高频率的舞步，不只是舞台和水面的震动，更重要的是，它会让后面的投影膜产生震动，投影膜一动，就彻底穿帮了。

这就是为什么我们在晚会上看到舞台上真正的舞者，不是一个就是两个，没有更多的人上去，集体舞蹈都是在舞台下进行。



▲这个角度可以清楚地看见舞台上有个 45度的膜

说到投影膜，也是一个奇葩。据黄辉介绍，为了配合那个拱桥形的灯光，投影膜是半圆形的异膜，而且换了三块。它完全不同于室内舞台的方形膜，很难固定。 而且它是与地面成45度角向舞台前方倾斜，投影设备正是舞台地面。所以真实的舞者都是在投影膜前面跳舞。

除了投影，在舞台前方的群体水上《小天鹅》也是世界上第一次出现。尽管有人诟病这并不好看，而且十分危险。但它形成效果确实令人过目不忘。

据黄辉介绍，水中芭蕾需要克服水的阻力，最为重要的就是如何防滑。“足尖舞最怕的就是滑，为此我们找了无数双舞鞋，最后从美国定制，又找中央芭蕾舞团去处理，又换了很多次，终于算是可以使用。”除此之外，位于水下三厘米的平台也铺设了地胶颗粒，来配合芭蕾舞的演出。

上述这些问题，在黄辉眼中并不是最困难的。“最怕的是下雨，开场前就下了两场雨，那时候觉得还好，但下午7点左右的小雨，着实吓了我们一跳，一旦下雨这些舞台效果都没有了，就会立刻转移到室内。杭州大剧院的另一场晚会已经准备好了，幸亏开演前二三十分钟雨停了，才让这晚会得以呈现。”

至于刚刚开场，一个真实舞者一变二的时候，投影的虚边，在黄辉看来可能是电视转播的问题。因为这种投影是非常讲究角度的，“我们的最佳视角是VIP座位，就是各国首脑坐的位置，电视转播的机位没有那么好。”

所以黄辉自己也坦承，这种技术并不是全立体的——1947年英国匈牙利裔物理学家丹尼斯·盖伯所发明的——全息投影术。“现在我们所采用的技术确实都源于他的发明，而且所有人都这么叫。其实，我们圈里管这项技术叫做幻影成像。”

即使如此，我们咬文嚼字一下，《天鹅湖》并不是全息投影。之前有过的邓丽君、迈克尔·杰克逊也不是，上海迪士尼城堡的烟火表演也不是。因为全息投影front-projected holographic display中的holographic是全部信息。“从严格的科学意义出发，全息至少是三维还原，至少能看到六个面。”崔蕴鹏解释。

千里挑三十的3D扇面

同样是在G20峰会的文艺演出上，除了《天鹅湖》，最令人称道的就是梁祝彩扇了，节目名称叫做《美丽的爱情传说》。其背后不断变化的扇面美轮美奂，它所利用的显示原理同《天鹅湖》一样，都是膜式投影。当然，对比《天鹅湖》的虚实结合，扇面相对静态和单一。但是，要把扇面做的如此美妙并不是一般的CG所能达到的。

据了解，扇面是从1000个样本里选出来的，而它们每一个的制作都是一场考验精细度和专业度的“战役”。具体制作过程是这样的：先根据音乐节奏，将扇子的平面设计稿转换成2D Previs(数字预演)，快速地将主创的创意，通过2D的形式动态化，同时另一组制作人员搭建扇子的3D模型。当2D Previs和3D模型制作完成后，制作人员将两者结合，生成每一个模型的单帧效果，让主创团队检查画面的质感。

效果达到主创团队的认可后，制作人员再在先前已经做完的3D模型上添加动画效果，逐一测试，逐步调整、优化。

所以，我们虽然在情感上会认为扇面是2D平面的，但是它之所以如此逼真和生动，就在于它本身是3D效果的，它在湖面上的开合、旋转都是3D渲染的结果。

扇面的精彩离不开扇骨的衬托，而这扇骨是实实在在地在湖中搭建起来的。这面“大扇子”从正面看，造型就跟普通扇子一样。但从反面看，就能看到为了能固定在湖面上而搭建的铁架子。据了解，扇骨用了12道钢结构的桁架，总重20多吨，光是幕布就用了400多平方米。这些幕布都是特制的，一面是透明的，通过灯光的运用可以表现出不同的颜色，另一面为黑布，起到防穿帮的作用。最后成型这把扇子，直径是20米。

源自古老的佩伯尔幻像

《天鹅湖》不是全息投影，并非只有我们看出来了，很多网友就指出这种舞台表演的方式，叫做佩伯尔幻像，早在16世纪就已经有了，100多年前就已经应用到了舞台上。

佩伯尔幻像就是利用一张半透半反的玻璃使物体在镜子中成了个虚像，又因为是半透的玻璃所以你又可以看到玻璃后的景物，所以感觉是产生了幻觉的技术。

观众们看到的是舞台上出现的虚拟影像，他们没有看到的是舞台上藏着的一块透明玻璃和舞台下面的真实表演。灯光打在真实表演者身上，透过玻璃映射在舞台上的特定区域。因为早期的灯光不是很强，所以观众看到的影像亮度低，就像鬼影一样。

而现代的佩珀尔幻像表演可以做到栩栩如生，是因为我们有了高流明度的灯光和出色的CG技术。但其展示原理和最早的表演仍然是大同小异。

在迈克尔·杰克逊的那场虚拟演出中，通过屋顶的投影仪将他的CG影像透过一层屏幕再投射到舞台上45度角的全息膜上，膜后面高台上的乐队成员就跟杰克逊的幻像几乎融为一体。而现场伴舞的真实互动，又很难让观众去质疑后排的真假。


▲迈克尔·杰克逊“复活”场景示意图

目前，绝大多数我们看到的舞台表演中运用的所谓全息技术，都是佩伯尔幻像或是投影，不应该被称为全息。

真实的全息还停留在电影层面

全息术由英国匈牙利裔物理学家丹尼斯·盖伯于1947年发明，维基百科对全息是这样定义的：“全息术(英语：Holography)，又称全息投影、全息3D，是一种记录被摄物体反射(或透射)光波中全部信息(振幅、相位)的照相技术，而物体反射或者透射的光线可以通过记录胶片完全重建，仿佛物体就在那里一样。通过不同的方位和角度观察照片，可以看到被拍摄的物体的不同角度，因此记录得到的像可以使人产生立体视觉。”

通过它的概念就不难发现，想达到真正的全息在现阶段并不容易。更多地只是停留在电影层面。电影《超人·钢铁之躯》中超人回到飞船见到自己的父母的影像仿佛才是真正概念上的全息。他们各个维度都有显示，而且超人能够穿越他们走过去。

如果非要说舞台上有没有真正的全息投影，黄辉还真举出了例子：“北京奥运会灯光总设计、这次G20峰会文艺演出的总制作人沙晓岚，在演出中所打出类似佛光的景象，是纯气体的，没有膜的，但是它是淡淡的，很快就消失了。这在长时间的演出中是没有保障性的，而且湿度的大小、气体的浓淡、风力都让这种真正的全息投影很难留存。”

所以全息投影的载体应该是一种能够悬浮在空中的介质，崔蕴鹏认为是气凝胶，类似于PM2.5的东西。但这种介质能够让影像存在的时间太短了。这些年来全息投影的新闻虽然很多，但是刨除上述的“伪全息”，真正的突破很少。有的都是很多年前的旧闻。

2005年31岁美国麻省理工的研究生Chad Dyne领导的IO2公开演示了世界上第一台三维空间投影系统。就像海市蜃楼一样，不借助任何外界物体，观看者可以在空气中用手对投影画面进行旋转、抚摸、摆弄等操作。在此两年之前，Chad Dyne就已经开始对它进行研究，这就是“空气成像”技术。在电子学与空气学的双重作用下，凭借激光控制的方式在空气中制造一道“雾墙”，然后利用空气与水汽振动之间的偏差，即可以在空中勾画出一幅立体感十足的图像来，而视频源则可以是电脑、电视机和DVD。

除此之外，多年前的日本公司Science and Technology也发明了一种可以用激光束来投射实体的3D影像，这种技术是利用氮气和氧气在空气中散开时，混合成的气体变成灼热的浆状物质，并在空气中形成一个短暂的3D图像。

时至今日，这些成果再没有突破，Chad Dyne公司的官网依旧存在，但十分简陋。也许全息投影，在目前来看，真的是像它本身一样，依然还是个海市蜃楼。

tips

全息、VR、AR傻傻分不清楚

一、全息投影

全息投影技术，上文已经讲了很多，不再赘述，相较于VR、AR的区别是，全息投影就是事先制作好一段影像，再通过一定技术手段播放出来，这与看视频的区别在于从各个角度都可以看到立体图像。

二、VR

虚拟现实(Virtual Reality)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，可以即时地、没有限制地观察三度空间内的事物。

VR的特点就是，你在设备中看到的所有东西都是虚拟的，但你可以“东张西望”，在某些条件下可以进行互动。

三、AR

增强现实(Augmented Reality)是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，这种技术的目标是把虚拟世界套在现实世界并进行互动。也就是说会根据你的位置、角度等，实时投射图像。

里约奥运会闭幕式的“东京8分钟”就采用了AR技术， 而火热的游戏《Pokemon Go》也运用了AR技术。

AR的特点，可以通过设备看到处于真实环境中的虚拟物体，而这种虚拟物体会根据你的位置等信息实时变化。
 

不止张艺谋的文艺演出，G20峰会还有这些“黑科技”

文/ 记者 吕择  编辑/刘昭

尽管还有很多网友把G20峰会理解为“世界首脑的班会”，接触到这次杭州的G20会议也是从《天鹅湖》开始，但这并不妨害它有着跟北京奥运会、上海世博会同样的“身价”。在其背后，也有着满满的“黑科技”。

▲ G20 杭州峰会新闻中心的记者们通过大屏幕关注峰会开幕式直播

新闻中心配备45平方米巨屏

G20新闻中心总面积达1.5万平方米，工作区拥有多达1500个座位、500台中英文双语操作系统台式电脑，涵盖14种语言的双语电话，让各国记者彻底解决语言交流的问题。新闻中心最醒目的当数5米长、9米高的高清全彩LED屏，第一时间实时滚动公共音视频信号、信息发布、会议安排等重要内容。

据悉这块共45平方米的巨屏为国内自主研发，由180块小屏组成，属于第四代LR系列，采用了专利无风扇设计，无噪声、低功耗，可在-30℃~60℃温度范围使用。无缝拼装技术令整体性更强，而最新防撞盘技术确保使用中更加稳定，使用寿命更长。

转播配备VR“神装”

在媒体直播或转播G20的设备中，土豪央视携带了一款“八眼八口”价值超过40万元的VR装备。它就是诺基亚虚拟现实(VR)设备Nokia OZO，是目前最先进的虚拟现实摄影设备之一。造型特别的它搭载了8个光学传感器，并配备8颗嵌入式麦克风隐藏在每个摄像镜头附近，可以做到球面360°视频以及录制360x360的环绕立体声。

不仅如此，OZO所能提供的一站式视频处理能力才是最实用的。只要摄影机录制下画面，计算机就会进行拼接合成工作，一部VR视频就能够很快制作完毕。■