Голограмма в домашних условиях видео

Видеоклон

Видеоклон (видеоголограмма) — цифровая и виртуальная видеоверсия человека или предмета, воспроизведенная голографически или виртуально.

Содержание

Видеоголограмма [ править | править код ]

Несмотря на широкоупотребляемое название, не является истинной голограммой и не основано на принципах голографии. Применяемая технология EyeLiner основана на создании оптической иллюзии у зрителя путём проекции видеопроектором видеоизображения анимированной 3D-модели на полупрозрачное зеркало установленное под определённым углом к зрителю, то есть изображение на самом деле плоское, а не объёмное. Для создания эффекта глубины изображения и кажущейся объёмности проецируемого изображения используется тёмный фон за полупрозрачным зеркалом, в таком случае отражаемое изображение зрительного зала или передней части сцены создаёт иллюзию объёмности, либо приглушенный фон за ним, который просвечивается и проецируемое изображение модели кажется находящимся на этом фоне [1] [2] [3] .

Шоу-бизнес [ править | править код ]

Впервые голограмма человека была продемонстрирована кинорежиссёрами-фантастами в фильмах «Звёздные войны» (1977), «Вспомнить всё» (1990). Позднее продемонстрирована в фантастическом фильме «Эквилибриум» (2002).

В 2006 году голограмма с живой британской модели Кейт Мосс выступала на подиуме дизайнера мод. В 2008 году на 50-й церемонии «Грэмми», покойный Фрэнк Синатра спел с живой Алишей Киз. В 2009 на телевизионном шоу American Idol покойный Элвис Пресли спел с живой Селин Дион. Японская виртуальная поп-звезда Мику Хацунэ провела в 2016 году свой первый концертный тур по Северной Америке [4] [5] .

В 2012 году компания Digital Domain, используя трюк света под названием «призрак Пеппера», провело выступление на сцене фестиваля музыки «Коачелла-фест» покойного рэпера Тупака Шакура вместе с живыми Snoop Dogg и Dr. Dre [6] .

В этом же году российская Yota к 50-летию Виктора Цоя компания создала трехмерную голограмму музыканта и продемонстрировала её на площади Искусств в Санкт-Петербурге [7] .

Американскими компаниями «Hologram USA» и «Pulse Evolution» на своих голографических шоу оживила на сцене покойных знаменитостей Билли Холидей, Бинга Кросби, Уитни Хьюстон, Майкла Джексона, бывшего президента США Рональда Рейгана, а также живую Мэрайю Кэри [8] [9] .

В 2015 году в России в Москве, на выставке «Художественные сокровища России», на сцене была продемонстрирована голограмма танец лебедя [10] .

В 2018 году на рынке голограмм-шоу умерших знаменитостей в сотрудничестве с лазерной проекционной компанией Epson появилась компания «BASE Hologram», которая на 2018 год рекламировала продвижение три концертных голограмм-тура покойных певцов: Эми Уайнхаус, Марии Каллас и Роя Орбисон, стоимостью от 45 долларов за билет [11] .

Использование видеоголограмм людей может сталкиваться с вопросами соблюдения авторских прав, в том числе принадлежащих родственникам [12] .

Видеоголограммы широко используются в концертных выступлениях вокалоидов [13] [14] (пример — вышеупомянутая Мику Хацунэ). Внедряется технология и в театральную среду [2] . Также, имеются случаи применения в цирковых представлениях с животными [15] [16] .

Информационные услуги голограммы [ править | править код ]

В 2013 году девушка-голограмма появилась в ГАИ Ивано-Франковска (Украины). В 2018 году девушка-голограмма появилась в аэропорту Симферополь, предоставляя информационные услуги. Также «виртуальные промоутеры» используются на выставках и экскурсоводами [17] [18] [19] [20] .

Имперский колледж Лондона ввел инновационный вид лекций в своей школе бизнеса — вести их будут преподаватели, которые будут появляться в аудитории в виде голограммы. Колледж представил новую технологию широкой публике на специальном мероприятии и намерен стать первым высшим учебным заведением в мире, которое будет проводить подобные лекции на регулярной основе [21] .

3D-проекция человека [ править | править код ]

В 2012 году компания «Digicon Media» представила интерфейс Мэрилин Монро с искусственным интеллектом для компьютера и интернета. Заявив о намерении создать цифровую копию покойного Джими Хендрикса и Джима Моррисона [22]

В 2014 году в Японии было представлено одно из направлений видеомаппинга «3D проекция на лицо», с помощью которого можно на лице и теле воспроизвести новое лицо, узор, стиль. [23]

В 2017 году Microsoft выпустил приложение «Face Swap» — для смены лиц. Приложение разработано на основе искусственного интеллекта, позволяет легкостью подставлять другие лица в видео. Все, что требуется, это два видео: одно с «донором» лица, а другое с «реципиентом»; в обоих видео соответствующие лица должны быть четко видны. Программа работает на компьютерах на базе операционной системы Windows и с видеокартой NVIDIA, а также на мобильных телефонах Android. [24] [25] [26]

Виртуальный симулятор [ править | править код ]

В первые нейронное копирование мимики человека было показано также кинорежиссёрами-фантастами в фильме «Симона» (2002)

В 2016 году команда инженеров из США и Германии разработала программу замены лиц «Face2Face», которая позволяет в режиме реального времени менять мимику и речь выступающего на желаемую. Для программы требуется участник, мимика которого накладываться на видео лицо, стандартная RGB-камера, компьютер с процессором не хуже Intel Core i7 и видеокартой Nvidia GTX980. С помощью датчика глубины изображения программа создаёт по каждому участнику маску, в которой имеется привязки к определённым мимическим точкам на лицах. После этого система на лету создаёт реалистичную видеоверсию лица и накладывает её поверх реального лица выступающего, при этом положение его головы в данный момент не играет роль. Для видео демонстрации разработчики использовали Владимира Путина, Джорджа Буша, Барака Обамы, Дональда Трампа. [27] [28]

В 2018 году на конференции SIGGRAPH исследователи из американского университета Карнеги-Мелона совместно с обществом Макса Планка, объединившись с коллегами из институтов Германии, Франции, Великобритании и США, при помощи искусственной нейронной сети, представили программу «Ted» для наложения мимики одного человека на объемную модель лица другого человека, а также реалистично вставлять речь в видеоролик, изменяя положение губ, рта, взгляда на видео, изменяя также параметры и наклон головы человека. Разработчики для демонстрации проекта воспользовались выступлениями известных мировых фигур Барака Обамы, Владимира Путина, Терезы Мэй. [29] [30] [31]

Основой проекта стала технология Deepfake для подмены лиц на видео. Она основана на генеративно-состязательном виде машинного обучения. В её рамках генеративная модель пытается обмануть дискриминационную и наоборот, вследствие чего система понимает, как контент может быть преобразован в другой стиль. Для повышения качества работы нейросети, исследователи используют усовершенствованную версию «Recycle-GAN». Она учитывает не только положение разных частей лица, но и скорость их движения. [32]

В 2018 году канадские разработчики научили нейросеть клонировать голос человека за 1 минуту, создав алгоритм, способный копировать и воспроизводить человеческий голос с высокой точностью. Можно создать копию собственного голоса, или сгенерировать новый «голосовой аватар» для продукта или приложения. Технология уже используется в проекте Revoice, чтобы помогать людям с болезнью Альцгеймера, которые утратили способность говорить. [33]

В 2019 году группой специалистов из Samsung и «Сколково», под руководством Егора Захарова, с помощью нейросети, удалось «оживить» Неизвестную Ивана Крамского, портрет писателя Фёдора Достоевского и Моны Лизы, фотографии Альберта Энштейна. Технология анимирования статичного изображения заключается в сверточности нейросети, которая берет за основу маску человеческого лица с видеоряда, переносится её на изображение и в последующем она «оживает». [34]

Ученым удалось разработать алгоритм, для которого требуется лишь два изображения — исходная картинка и цель. Нейросеть была обучена на большом количестве кадров, где запечатлены лица людей, на каждое из которых была наложена маска, обозначающая границы лица, а также базовую мимику. [35]

Как сделать 3d проектор своими руками? Мастер-класс с пошаговым фото

Этот мастер-класс по созданию псевдоголографического оптического прибора, результатом его применения будет голографическое объемное изображение, полученное на двух вариантах проекторов. На изготовление первого и второго варианта ушло 10 минут и 30 минут соответственно. Я предлагала подобные проекторы изготовить ученикам 8 класса вместо изготовления перископа при изучении раздела физики «оптика».

Материалы и инструменты

Как сделать 3d-проектор своими руками? Инструкция

Я решила сделать две разные модели.

Первая модель очень проста.

Пирамида — 3d проектор

Нужен прозрачный пластик или стекло.

У меня под рукой были коробки от компакт-дисков, решила использовать их

В интернете нашла размеры одной стороны пирамиды. Нарисовала для себя

У пирамидки 4 таких стороны, склеенных по краям.

По шаблону вырезала канцелярским ножом такие из прозрачного пластика

Клеевой пистолет неожиданно сломался сегодня, решила склеить скотчем. Вышло так

Склеиваем последнюю сторону и ставим ее на заранее подготовленное видео в смартфоне.

Скачать такое можно в https://www.youtube.com по поисковому запросу «голограмма 3d»

День солнечный, потому голограмму Земли видно слабо, но все меняется, если эту конструкцию поместить в темное место. Камера у меня слабая, но вот примерно получилось так.

После этого я попробовала второй вариант проектора.

Портативный 3d кинотеатр (i3dg)

Снова вернемся к коробочкам от дисков.

Сначала канцелярским ножом отрезаем боковую полоску и аккуратно отламываем ее.

Затем режем каждую квадратную часть пополам, нам необходимо три пластиковых полоски

Затем нам нужно эти три широкие полоски приклеить к отрезанным боковым полоскам. Но сначала, нужно запустить подготовленное видео на смартфоне (в ютубе по поисковым словами «голограмма i3dj»), дождаться начальную разметку 1,2,3 и примерить, как подклеивать, на каких расстояниях.

Приклеим боковую полоску и с другой стороны и конструкция готова.

Видео получается занятное

Камера у меня плохо пишет в темноте, реально гораздо интереснее смотрится.

Весь процесс так же отразила в моем блоге.

Данные оптические приборы подойдут как альтернатива созданию перископов в 8 классе во время изучения оптики.

Как в ближайшем будущем будут использовать трехмерные голограммы

Технологии голографии активно используют стартапы и большие технологические компании. Голограммы становятся предметом искусства, они используются в музеях, с помощью них презентуют новые продукты. Рассказываем, как голограммы помогают нам сегодня и во что они превратятся в ближайшем будущем.

Читайте «Хайтек» в

Что такое голограмма?

Голограмма — это трехмерный объект, который может отражать предметы в пространстве. Отличительная особенность в том, что ее можно увидеть без применения специальных линз.

Сегодня для того, чтобы сделать голограммы используется инфернация волн. Это означает, что волны излучающие одинаковую амплитуду, преломляются, и пересекаются в определенной точке. Иначе говоря, два луча лазера направляют свет в определенную точку: 1-й луч идет как и положено, второй преломляется (например от зеркала) и в итоге они встречаются в определенной точке, в месте встречи этих лучей мы получаем точку пересечения, то есть точку которую мы видим в пространстве, таким образом, при использовании мощных компьютеров можно создавать любое изображение.

Как создать голограмму?

Существует два метода создания голограммы:

• Компьютерный

Им впервые воспользовалась компания Microsoft. Она представила голографические очки HoloLens на презентации в 2015 году. Компания научилась создавать виртуальные объекты, встроенные в реальный мир.

Для того, чтобы создавать голограмму, разработчики использут инструменты для импортировки файлов из других сервисов или создают 3D-объекты с помощью интерфейса.

• Физический

В этом случае лазер сначала регистрирует, а потом восстанавливает максимально приближенные к реальным 3D-изображения. Когда лазер освещает голограмму, формируется точный клон нужного объекта вместе со всеми его свойствами. Например какие-либо изменения перспективы при движении смотрящего.

В самом элементарном случае испускаемый лазером луч расширяется и делится на две части. Одна часть падает на фотопластинку и отражается от зеркала — это опорный луч. Другая отражается от объекта и называется предметным лучом.

В таком случае оба пучка должны иметь одинаковую длину волны и двигаться в одной фазе. Тогда опорный и предметный лучи соединяются вместе в интерференционную картину. Это чередование повышенной и пониженной интенсивности света. При максимальной интенсивности эмульсия засвечивается сильнее, при минимальной — слабее.

Чтобы восстановить изображение, проявленную фотопластинку помещают в то же место, где она находилась при фотографировании, и освещают опорным пучком света. Часть лазерного пучка, которая освещала предмет, перекрывается.

Опорный пучок огибает (дифрагирует) на голограмме. В результате получается точно такая же волна, как у отражённого предмета. Эта волна и даёт изображение предмета.

Как голограммы используют в реальной жизни?

С помощью голографических технологий можно совершать звонки. При звонке формируются голограммы собеседника, которые полностью передают эмоции и жестикуляцию пользователя. Первый такой разговор произошел в 2017 году между двумя крупнейшими операторами Verizon (США) и Korea Telecom (Южная Корея).

Такой способ подходит и для дистанционного образования. В таком случае все ученики во всех частях мира видят лектора.

Также голограммы могут смоделировать трехмерное пространство. Описанный в исследовании метод ученых из Технологического университета Мюнхена позволяет создавать копии помещений, отображая предметы вокруг них. Это может помочь, например использовать технологию для обнаружения жертв под завалами.

Также голограммы могут помочь продемонстрировать большой аудитории один небольшой объект. В феврале 2017 года Barbie презентовала голографическую куклу-бота, которая реагирует на голосовые команды.

Стартапы с голограммами

Это белорусский стартап, который создает 2D-экраны с голографическим эффектом. В 2016 году проект поддержал генеральный директор компании HDNet и HDTV cable network Марк Кьюбан. Сооснователь проекта Артём Ставенко рассказал, что суммарные инвестиции составили более $3 млн.

Это российский стартап, который специализируется голографических решениях для смешанной реальности. Проект создаёт приложения для очков дополненной реальности Microsoft HoloLens, а также сотрудничал с «Уралкалий», Hyundai, «Новатэк», «Ашан».

Это еще одна российская компания, которая создает навигационную систему Navion, основанную на технологии дополненной реальности. В устройство входит голографическая плёнка, которая наносится на лобовое стекло автомобиля.

Будущее голограмм

Исследователь Дэниэл Смолли из MIT Media Lab предложил технологию для голографического телевидения, основанную на использовании оптического чипа. В его блоге можно даже посмотреть схемы и описание.

Кристофер Ист из компании WaterWorks создал визуализацию идеи телефона с голографической технологией. Ист убежден, что такой телефон будет не только незаменим для презентаций и работы дизайнеров и архитекторов, но и станет важным инструментом в сферах маркетинга, урбанистики и образования.

Также сегодня стало известно, что стартап в области голографического телеприсутствия «PORTL» объявил о получении инвестиций в размере $3 миллионов в раунде под руководством Тима Дрейпера, венчурного капиталиста, известного ранними инвестициями в такие стартапы, как Tesla, Skype, Coindesk, SpaceX и Twitch.

Разработчики сделали одноместный лайтбокс для «голопортации». Этот комплекс предназначен для того, чтобы один человек мог с максимальным эффектом присутствия и обратной связью дистанционно общаться с другими людьми.

В компании говорят, что пользователь при «голопортации» в прямом эфире получит возможность видеть и слышать аудиторию на другом конце интернет-соединения. Контент в разрешении 4K можно зацикливать и активировать с помощью движения, используя HOLOPORTL как автономное устройство для взаимодействия с людьми.

Что такое голограмма и где она используется

Однако качество первых голограмм было невысоким по причине использования для их создания примитивных газоразрядных ламп. Все изменилось в 60-е годы с изобретением лазеров, что поспособствовало стремительному развитию голографических технологий. Первые высококачественные лазерные голограммы были получены советским физиком Ю. Н. Денисюком в 1968 году, а спустя 11 лет, его американский коллега Ллойд Кросс создал еще более сложную мультиплексную голограмму.

Принцип формирования голограммы

В процессе визуализации голограммы в определенной точке пространства происходит сложение двух волн – опорной и объектной, образовавшихся в результате разделения лазерного луча. Опорную волну формирует непосредственно источник света, а объектная отражается от записываемого объекта. Здесь же размещается фотопластина, на которой «отпечатываются» темные полосы в зависимости от распределения электромагнитной энергии (интерференции) в данном месте.

Аналогичный процесс происходит и на обычной фотопленке. Однако для воспроизведения изображения с нее требуется распечатка на фотобумаге, тогда как с голограммой все происходит несколько иначе. В данном случае для воспроизведения «портрета» объекта достаточно «осветить» фотопластину волной, близкой к опорной, которая преобразует ее в близкую к объектной волну. В результате мы увидим почти что точное отражение самого объекта при отсутствии его в пространстве.

3D-голограмма и ее применение

Как работают голографические проекторы

В ряду новейших технологий передачи информации – видеоконференции и интерактивная голография, формирующая эффект висящей в воздухе прозрачной поверхности.

Возможности голографических проекторов по мере развития современных технологий постоянно расширяются, а качество изображений улучшается. Они становятся доступнее и компактнее. Сегодня на вечеринках и в ночных клубах можно встретить лазерные голографические мини-проекторы, создающие сложные лазерные «рисунки», которые сочетаются с дымовыми эффектами.

Голограмма человека

О том, что с тех пор голография совершила головокружительный технологический рывок, стало ясно 19 мая 2014 года в Лас-Вегасе при вручении премии Billboard Music Awards, когда перед потрясенными зрителями, как в старые добрые времена спел и станцевал… покойный Майкл Джексон. Чудесное «воскресение» стало возможным, благодаря великолепной голограмме, которую сотворила компания Pulse Evolution.

Голография на дисплее смартфона

С появлением мобильных телефонов, а позже смартфонов, стало ясно, что однажды пути этих двух знаковых технологий XXI века пересекутся. Так и случилось. И вот уже YouTube переполнен советами пользователей по превращению смартфона в голографический мини-проектор.

Свежую идею подхватил один из лидеров по производству цифровых фото- и видеокамер компания RED. В июле прошлого года она представила первый в мире смартфон с 5,7 дюймовым голографическим экраном – RED Hydrogen One. Кроме привычных 2D-изображений он воспроизводит трехмерный контент без помощи специальных очков, а также контент для виртуальной и дополненной реальностей.

Голограммы из будущего

Свою лепту внесла Microsoft, разработав технологию голопортации. Она предполагает передачу объемного отсканированного изображения собеседника в режиме онлайн и создания его трехмерной модели.

Специалисты лаборатории Digital Nature Group из Японии научились с помощью фемтосекундных лазеров создавать голограммы, которые к тому же можно потрогать руками, не опасаясь нежелательных последствий. Это стало возможным за счет сокращения длительности лазерных импульсов с нано- до фемтосекунд.

Российские компании раскрыли стоимость производства цифровых обликов людей

Накануне стало известно, что часть выступления гендиректора компании Nvidia Дженсена Хуанга на конференции GTC 2021 проводил не он сам, а его виртуальный двойник. Создание такой цифровой копии, с возможностью изменения речи и движений в режиме реального времени, потребует от заказчика $50 тыс., рассказал основатель и директор по развитию компании Промобот Олег Кивокурцев.

«Это работает так: сначала строится 3D-модель тела, затем телу присваиваются маркеры в программе, позволяющей делать моушен-дизайн [анимацию]», — сообщил Кивокурцев.

Для модели также может проводиться цифровизация синтеза речи. «Человек наговаривает примерно 100 часов, и на этой основе строится речевой синтаксис, который позволит воспроизводить любые фразы. Далее это соединяется [с моделью]», — пояснил специалист.

Лишь создание достаточно реалистичной текстуры человека может занять до месяца, а дальше необходимо работать с лицевой мимикой и голосом, объяснил в свою очередь глава HoloGroup Александр Якубов.

«Если нужно сделать качественно, неотличимо от реального человека, необходимо серьезное оборудование. Сумма может подняться до $100 тыс.» — констатировал основатель Промобота.

Кивокурцев уточнил, что полноценная цифровая модель будет жестикулировать, а при речи — открывать рот в соответствии с текстом. Самое дорогое в этой работе — построение 3D-модели и рендеринг.

Альтернативой 3D-анимации для сохранения качества и ускорения сроков может стать волюметрическое видео, добавил Якубов.

Волюметрическое, то есть объемное, видео — это виртуальное пространство, в котором участник способен перемещаться вокруг других людей, ранее заснятых на камеру. Для таких проектов пока мало студий, а также необходима обработка ролика после съемки, в том числе деятельность 3D-дизайнера.

Эксперт оценил производство анимированной цифровой модели в десятки тысяч долларов в зависимости от качества выполненной работы. Общая сумма затрат может достигать и свыше $100 тыс., заключил Якубов.

По словам Nvidia, виртуальный Хуанг был создан с помощью оцифровки реального руководителя в комнате, наполненной специальными фотоаппаратами. Кухня Хуанга, которая с начала пандемии стала новой площадкой для выступлений Nvidia, также была полностью создана на компьютере.

В один из моментов презентации было показано, как Хуанг волшебным образом исчезает, а его кухня разделяется на несколько разных 3D-моделей реальных предметов.

«Чтобы создать виртуального Дженсена, команды провели полное сканирование его лица и тела для 3D-модели, затем обучили искусственный интеллект имитировать его жесты и выражения», — говорится в блоге компании. В Nvidia объяснили свои действия желанием удивить аудиторию и заставить зрителей усомниться в том, какая часть основного выступления была реальной, а какая — виртуальной.

Просто и доступно

Есть способ создать двойника подешевле. 12 августа в открытии российского форума «Цифровая эволюция» участвовал губернатор Калужкой области Владислав Шапша. Представила главу региона его собственная голограмма.

Олег Кивокурцев из компании Промобот отметил, что способ губернатора Калужской области достаточно легко реализовать в техническом плане.

«Производится видеозапись на зеленом фоне и с помощью проектора проецируется на сетку. Голос записан ранее и дается через динамики», — сообщил специалист.

Кивокурцев уточнил, что стоимость такого проекта крайне мала: около трех тысяч рублей — оператору за видеосъемку.

Генеральный директор HoloGroup Александр Якубов в свою очередь отметил, что есть и другие достаточно простые способы подобных проекций: голографические пирамиды (изображение появляется на поверхности прозрачной геометрической фигуры) и пленки обратной проекции (показывает через проектор картинку на стеклах).

Шапша впоследствии рассказал, что у его виртуальной копии есть и преимущества.

«Она может не спать, не есть, работать практически круглосуточно. Копия получилась очень общительная. Собеседник прекрасный, покладистый, не спорит», — заметил губернатор.

Глава региона добавил, что есть много способов использования подобной технологии, и выразил надежду, что технический прогресс не лишит людей потребности «глядеть друг другу в глаза».