《金猴闹春》3D全息投影技术全解析

　　2月6日，2016辽宁卫视春节联欢晚会（以下简称辽宁春晚）为观众奉上了一个由六小龄童主演的节目《金猴闹春》，节目精妙绝伦的画面呈现艳惊四座。

　　伴随《西游记》经典音乐奏起，风景秀丽的花果山水帘洞映入观众眼帘。随着天地旋转、星光闪烁，六小龄童腾云驾雾、飞天遁地，其间三五猴童空中嬉戏、九天玄女摇曳生姿，更有六小龄童一秒“变身”齐天大圣，施展魔法变出无数分身在空中挥舞如意金箍棒，好不热闹。

　　借助“3D全息投影技术”，5分钟的表演虚实结合、美轮美奂，每个人物、场景闪转腾挪的瞬间都燃爆荧屏内外。

　　技术与性价比

　　记者了解到，目前国内市面上的3D全息投影技术表演主要使用的设备和软件有高亮度工程投影机（或LCD、LED屏幕）、全息幕（全息膜）、影像融合软件和舞美特效灯光设备等。

　　成本不菲。杭州帝思特锐文化创意有限公司市场总监姜勇表示，从硬件投入来说，10000流明（描述光通量的物理单位）以上投影机价格每台在15-30万元之间，20000流明投影机在40-60万元之间，30000流明以上更贵；实现立体影像的全息膜，每平米价格从几百元到几千元不等。沈阳猛玛动画数字媒体有限公司常务副总李霆透露，自己团队在《金猴闹春》中赚取的是技术费。“3D全息投影表演的成本高低取决于舞台设计方案、导演对节目效果的要求等。”

　　《金猴闹春》节目创意由辽宁卫视春晚导演组敲定。为应景猴年贺岁、重温经典，导演组希望整个节目基调要突出“大圣归来”的意境，除了需要呈现秀美的花果山、壮丽的天宫外，还要凸显齐天大圣神通广大的本领。李霆团队根据创意拟定一个设计稿，涉及《金猴闹春》的整体画面、各演员动作以及流程等。节目中出现的天空、假山等是根据设计稿由专业人士画出，然后再通过后期技术添加动态的云彩、瀑布等，整体看上去动静相宜。空中出现的猴童嬉戏、九天玄女舞动身姿、齐天大圣挥舞金箍棒等动作、样态都是前期录制，并通过后期剪辑、编排，在真正播出时以技术手段在现场投射到荧幕上。“所有录制画面都属于背景素材，为了避免细节缺失，我们将能想到的、可能出现的画面都一一进行录制。”问及素材体量，李霆表示“实在太多，已经记不清了。”

　　素材齐备，接下来就是技术问题。现今，国内应用3D全息投影技术主要分两种类型：45度全息膜反射方式、投影机直接投射方式。

　　45度全息膜反射方式主要采用投影机+幕布的放映方式。技术团队在地面放置一个屏幕，钢架上架设一个45度倾斜的半透明的薄膜（全息膜），将地面屏幕显示的内容投射到舞台屏幕上，并反射到观众的眼睛里，形成一个看似立体的图像。“之所以采用半透明的薄膜，是因为一方面要保证部分光可以透过，不遮盖幕布后面的人或物；另一方面是有一定的漫反射，确保投影的图案观众可以看见。在环境光很暗的条件下，薄膜几乎看不见，投影出的图案像悬在空中，效果惊艳、科幻。”姜勇表示，中央电视台羊年春节联欢晚会中《蜀绣》使用的就是这种方法。

　　比45度全息膜反射方式更先进的是投影机投射方式，技术团队在后台系统中计算好不同角度应该显示的物体样子，之后在中央设置一个高速旋转的镜子，并利用镜子将光反射出去，这样无论人在哪个角度观察，由于视觉暂留作用，都会看到一个好像悬在半空中的物体。

　　目前，3D全息投影演出大多以45度全息膜反射方式为主，但《金猴闹春》的全息幕并非45度倾斜，而是90度垂直于舞台。六小龄童上场之前，花果山出现——这是投影机将事先录制好的画面，通过全息幕投射到屏幕上；待六小龄童上场时，全场舞美灯光变暗，六小龄童立即站到特定地点（舞台中央）。当需要飞天、遁地、施法等表演时，舞台灯光再次变暗，投影团队将原来录制好的画面投射到屏幕上，与舞台上真实的六小龄童形成完美衔接，让观众误以为他真的在飞天、遁地和施法。李霆透露，“节目中，所有人的出现、消失以及动作样态都是依靠这个方法。暗与亮的变换节奏必须精确，前后误差不超过15秒。”

　　为什么不采用45度全息膜？李霆解释，45度前倾广角很大，投影的人虽然也立体，但有一个弊端——人不能做到反复消失和出现。如果演员需要消失，就意味着他必须下场，并不再出现。“《蜀绣》中李宇春通过升降台出场与谢幕，但《金猴闹春》中，根据剧本设定，六小龄童等演员需要一会儿出现一会儿消失，45度全息膜解决不了这个问题。”

　　应用领域

　　目前市面上的3D全息投影技术主要应用于展览、舞台表演等方面，但在影视行业较少出现。李霆表示，从成本角度说，影视剧如果需要3D效果，可以在后期进行特效处理，大可不必进行录制、投影等；从效果角度出发，3D全息投影技术更注重现场感。“《金猴闹春》通过电视和现场观看的感受完全不一样，想象一下——一个人突然在自己身边消失和出现的神秘感。”

　　虽然3D全息投影技术在影视剧中的应用有待商榷，但在像春晚等节目中的运用尚还可期。那么，如何才能呈现一档精彩的3D全息投影表演？“良好的创意、能够制作电影级画面的制作团队以及成熟的现场技术支持。”李霆表示，除此之外，一个完美的3D全息投影表演还需要舞美灯光、投影团队以及所有演员的默契配合。

　　《金猴闹春》前期拍摄阶段，由10人组成拍摄团队，进行素材拍摄录制；中期，由10-15人进行投影的制作和准备工作；后期剪辑阶段，由7人负责抽检所有画面，并进行最后精剪，形成最终播放内容；实操阶段，需要现场技术团队6-7人，舞台灯光、音响5-6人。除了要精确录制前期画面，所有人员还要通过多次彩排建立默契。比如，灯光定的是舞台的某一个点，演员在表演时就必须站定在那个点上，如此一来，灯光投过去后，观众就能且只能看到这一个亮点，如果还可以看到其他地方，那就说明环节上出了问题。李霆表示，为了避免出错，彩排时，节目导演、晚会导演以及团队负责人要全程跟进，时刻检查演员走位、节目节奏等。

　　此外，时间方面也要周密计划。“由于过年前夕录制时间紧张，加之场地不足，我们只得自行搭建、拆卸录制棚。”李霆表示，事实上这项技术从筹备到实现的周期很长，大约1个月时间，如果节目考虑使用就要早做筹划。

　　当下，VR全景视频正兴起，3D全息投影技术与其联系的可能性也很大。北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室博士生导师桑新柱教授表示，已有广电行业的制作公司与北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室洽谈合作事项，试图将3D全息投影技术与VR结合起来，制作一些虚拟现实的视频（节目）。“VR是一个全景角度，3D全息投影技术可以三维展现物体，这样的结合可以让观众看得更真实、全面。”在需要多角度呈现某一个物体时，VR所投影的物体图像特征，不如3D全息投影技术所投射的精准。因为VR全景范围大，当左右移动时，如果要精准展现场景的各个侧面便会受局限；而3D全息投影技术记录了物体的光波，可以多角度呈现物体每个面的真实图像。

　　此外，姜勇表示3D全息还可延伸至家庭娱乐和儿童教育等应用领域。“这与目前的3D全息演出技术原理较为接近。用户可以用小型投影设备和显示装置来实现，国外已有相关设备投入市场。”

　　虽然3D全息投影技术目前受技术所限，尚需影像载体（全息膜或全息幕）才能成像。“但值得期待的是，日本宇都宫大学光学研究与教育中心的科学家已研发出一种新型的激光全息技术。”姜勇介绍，他们通过“飞秒激光技术”创造出三维虚拟对象，亦可不需要借助载体直接在空间（空气中）成像，观众可以直接触摸图像并与之互动。“目前仅能做到小体积单一像素影像，随着技术进步，科幻片中的神奇全息场景有可能变为现实。”

　　3D全息投影技术

　　《金猴闹春》之所以惊艳，原因就是网上热议的“3D全息投影技术”。但严格讲，节目并非使用了真正意义上的3D全息投影技术。

　　理论上，3D全息投影技术是一种利用干涉和衍射原理，记录并再现人或物真实的三维图像，观众无需配戴眼镜，即可看到立体、虚拟的人或物。目前，这项技术实现条件、成本都很高，很难实现和广泛应用。

　　“从学术严谨角度出发，目前的3D全息投影技术表演，是将录制好的画面投影到另一个屏幕上，产生叠加的舞台效果，尚处于平面范畴内，并非实现3D，所以也不是学术范畴内的3D全息投影技术。”杭州帝思特锐文化创意有限公司市场总监姜勇表示，目前国内只是将“全息”的概念扩大化使用，“他们还没有达到不靠介质的虚空投影，而是通过视频内容等营造出来的景深效果。”

　　真正的3D全息投影技术还停留在实验室阶段。北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室三维显示研究团队利用全息原理做了3D全息投影技术的光场显示。“这个实验系统体积、结构比较大型和复杂，虽然符合全息投影的理论，但是色彩、亮度等视觉效果还不理想，而且成本很高。”北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室博士生导师桑新柱教授表示，国内市面上的3D全息投影技术虽然称不上精确的3D全息投影技术，但目前来讲，它的图像视觉效果好，且适于推广应用。

　　文/顾彩玉