增強現實遊戲“寶可夢Go”可能是目前最熱門的手機遊戲，但根據一項新的研究，計算機科學的新進展未來可能會給玩家帶來更真實的體驗。事實上，研究人員表示，一種新的成像技術可以幫助虛構角色（如寶可夢）看起來能令人信服地與真實物體互動。
研究人員說，一種名為互動式動態影片的新成像技術可以拍攝真實物體的照片，並快速建立影片模擬，讓人或3D模型可以虛擬地與之互動。研究人員補充說，除了推動遊戲開發，這些進展還可以幫助模擬真實的橋樑和建築物在潛在的災難性情況下可能如何反應。
智慧手機遊戲“寶可夢Go”將影像疊加到真實世界上，以建立混合現實。這款遊戲的流行趨勢緊隨計算機生成影像融入電影和電視節目的數十年潮流。然而，雖然可以在影片螢幕上在真實環境中移動的3D模型現在很常見，但讓計算機生成的影像看起來像是在與真實物體互動仍然是一個挑戰。研究人員說，構建真實物體的3D模型成本高昂，而且對於許多物體來說幾乎是不可能的。[
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超越遊戲：虛擬現實技術的其他10個迷人用途]
現在，研究人員說，互動式動態影片可以彌合這一差距。
麻省理工學院計算機科學和人工智慧實驗室的計算機科學家、該研究的主要作者Abe Davis說：“當我提出並測試這項技術時，我很驚訝它效果如此之好。”
分析運動
這項新技術使用攝像頭分析物體微小的、幾乎無法察覺的振動。例如，對於窗簾，“事實證明，它們幾乎總是在移動，只是由於室內房間的自然氣流造成的，”Davis告訴Live Science。
物體振動的獨特方式或“模式”有助於計算機模擬如果外力與之相互作用，它可能如何進行物理行為。“大多數物體在形狀沒有永久性改變的情況下都可以振動和移動一定幅度，”Davis說。“舉個例子，我可以敲擊樹枝，它可能會搖晃，但這與彎曲它直到它斷裂是不同的。我們觀察到這些型別的運動，即物體從其中反彈以返回靜止狀態的運動。”
在實驗中，Davis將這項新技術應用於各種物體的影像，包括橋樑、叢林健身房和尤克里里琴。只需點選幾下滑鼠，Davis就表明他可以將這些影像在不同方向上推拉。他甚至表明他可以使其看起來好像他可以用意念控制灌木的葉子。
研究人員說，即使是5秒的物體振動影片也足以建立逼真的模擬。科學家說，所需的時間取決於振動的大小和方向。
“在某些情況下，自然運動可能不夠，或者自然運動可能只涉及物體可以移動的某些方式，”Davis說。“幸運的是，如果你只是擊打一個物體，那種突然的力往往會同時啟用物體可以移動的多種方式。”
新工具
Davis和他的同事說，這項新技術在娛樂和工程領域有許多潛在用途。
例如，互動式動態影片可以幫助虛擬角色，例如“寶可夢Go”中的角色，以特定的、逼真的方式與其周圍環境互動，例如從附近灌木的葉子上彈開。它還可以幫助電影製作人建立與環境真實互動的計算機生成角色。Davis說，這可以在更少的時間內完成，而且成本只是使用當前需要綠屏和虛擬物體詳細模型的方法所需成本的一小部分。
“計算機圖形允許我們使用3D模型來構建互動式模擬，但這些技術可能很複雜，”加利福尼亞州斯坦福大學的計算機科學教授Doug James在一份宣告中說，他沒有參與這項研究。“Davis和他的同事提供了一種簡單而巧妙的方法，可以從影片中非常微小的振動中提取有用的動態模型，並展示如何使用它來動畫影像。”
建築物和橋樑等主要結構也會振動。研究人員說，工程師可以使用互動式動態影片來模擬這些結構在強風或地震中可能如何反應。[美國曆史上10起最嚴重的工程災難的教訓]
“攝像頭不僅可以捕捉物體的外觀，還可以捕捉其物理行為，”Davis說。
但是，這項新技術確實有侷限性。例如，它無法處理看起來形狀變化太大的物體，例如在街上行走的人，Davis說。此外，在他們的實驗中，研究人員使用了安裝在三腳架上的固定攝像頭；他們說，在可以使用可能握在顫抖的手中的智慧手機攝像頭應用此方法之前，還有許多技術障礙需要克服。
“此外，有時需要一段時間來處理影片以生成模擬，因此在像‘寶可夢Go’這樣的應用程式中即時工作之前，還有很多挑戰需要解決，”Davis說。“儘管如此，我們透過我們的工作表明，這種方法是可行的。”
Davis將於8月晚些時候發表這項工作，作為他的博士論文的一部分。
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