朱少鹏

投影映射不简单

小小的餐桌和餐盘，成了一个投影秀的舞台。这样新颖的表演，是通过一种叫投影映射（Projection mapping），又称空间增强现实（Spatial augmented reality）的技术来实现的。

我们对投影并不陌生，幻灯、电影抑或投影仪，它们都是通过光路把图像投射到一个平面上进行显示。我们觉得投影秀Le Petit Chef 很新鲜，是因为投影映射直到最近才被用于等餐环节。

与传统投影相比，投影映射的对象从平面变成了三维的不规则物体，如在投影秀Le Petit Chef 中，这个对象便是餐盘。然而，要想在不规则物体上投影预先设定的图像，那就需要事先依据这不规则物体的形状对片源图像进行处理。

若投影仪正对墙面，两个并排的正方形片源会显示为两个并排的正方形图像。若移动投影仪的位置，让两面相交的墙面各显示一个正方形的话，因为墙面与投影仪的角度，两个正方形都会“变”成“瘦”的梯形。如果想让这两面墙上仍然显示正方形，则要在固定投影仪位置和角度的前提下，对投影片源进行修正，把两个正方形片源变成两个“胖”的梯形，投影在墙面上，就恰好是两个正方形了。

在现实生活中，投影对象的形态要复杂得多，例如悉尼歌剧院的贝壳造型。要想在这样复杂的物体上放映动画，就需要预先对这种贝壳形态建模，进而推算出对片源应做何种形态和技术上的加工处理。

立体投影应用多

迪斯尼是投影映射应用的先驱，早在1969年，投影映射便在迪斯尼乐园的幽灵鬼屋里问世。歌手的面部图像恰好被投影在他们的半身石像上，于是这些石像便能够做眨眼、张嘴等各种面部表情。自此之后，雕塑成为投影映射设计师们最钟爱的投影映射对象之一。从古希腊的阿波罗雕像，到威廉姆斯艺术博物馆里的波琳，诸多古老的文物都被赋予了新的生命。

除了雕塑，投影映射还广泛应用于建筑物表面。除了前文提及的悉尼歌剧院，为庆祝日本东京火车站修缮完成的大型影像活动也曾轰动一时，投影映射让整个车站建筑变成了一个立体剧场。此外，上海每逢跨年之际在外滩举办的投影灯光秀也值得观赏。

随着计算机图像处理和建模技术的发展，投影映射得以与人脸捕捉技术相结合，衍生出了新的应用。人脸捕捉技术能够实时捕捉演员的位置和脸部表情，这些信息经过强大的计算机处理之后能够实时生成追随人脸变化的投影图像，使人脸能够不断地变换妆容，甚至易容，变成动物，这恐怕让川剧中的变脸特技也自叹不如。

投影映射并非只为炫惑眼球而存在，它的其他用途也正被人们发掘。

大众汽车便将其用来辅助汽车的设计，将外观或者内饰的设计投影于汽车模型之上，设计者能够从不同角度更直观地体验实际的设计效果，这是电脑屏幕上的三维图像无法比拟的。此外，在教育领域，想一想利用投影映射的課堂吧，课桌上出现如同那位小厨师一般的授课者，“搬”着各种示意图深入浅出地向你讲解知识，这或许比通常的课堂教育要生动得多吧！

名副其实的3D投影

投影秀Le Petit Chef 的视频虽然立体感很强，但这种立体感完全来源于图像本身而非投影技术。与街头流行的3D涂鸦类似，如果你变换观察视角，转到餐桌边缘欣赏这场投影秀，就会明白这个障眼法的奥秘。而这也正是传统投影映射的局限所在，立体效果的呈现只停留在将经过变形处理的二维图像投射在三维物体上，而投射出的只是虚拟的立体效果，而非名副其实的3D。

那么，有没有真正的3D投影呢？

杭州有这样一家餐厅，在餐厅内透明的幕墙上可以投影许多动态的立体场景。以海底鱼群为例，这些鱼群与背景幕墙有明显的距离感，像是悬浮着的，并且这种立体感不会随着观察位置的改变而变化。媒体多将其称为全息投影，但这种叫法并不准确，它应当称作幻影成像，是一种名副其实的3D投影。

全息投影是一种完全利用光的电磁波特性，采用激光在一个平面上记录下被摄物体的全部立体信息，并用激光复现的技术，它目前多用于高端防伪技术和光存储技术。由于一般只采用单色的激光，全彩色的全息投影直到现在都还停留在研究阶段。

幻影成像中悬浮幻影效果的呈现依赖于按照特定要求布置的一些透明平面，譬如餐厅里的透明幕墙。它利用一个或多个投影仪将根据投影对象相对位置预先设计好的片源投影到相应的透明平面，然后利用这些平面的反射与透射图像的叠加，在人眼中形成3D幻象。

幻影成像经常被用在舞台表演上，一些已逝歌手，如黄家驹、邓丽君、迈克尔·杰克逊等人，都曾以这种方式重新“现身”，在舞台上进行表演。事实上，只要从互联网上获取专门为金字塔形状的光路设计的片源，看似高大上的幻影成像只需一部手机和一张折成金字塔形状的透明贴膜就能实现！感兴趣的你，不妨也尝试一下！

小 结

1654年，当德国人基夏尔点燃蜡烛，看见自己的透明画片被投影在墙上，感到创造的喜悦时，他不会想到，几百年后，人们对投影的应用能够达到赋形、易容乃至“复活”的程度。

是的！那一点颤动的烛光已羽化成一位绚丽的舞者，一切场所都能是它摇曳生姿的舞台。