詹姆斯卡梅隆的最新力作《阿凡达：水之道》已在全国IMAX影院上映，令众多卡迷兴奋不已。13年前，《阿凡达1》首次运用表演捕捉、虚拟制作、实时渲染等先进的影视制作技术，为观众打造了一个震撼的潘多拉星球，成为电影史上的经典之作。据悉，《阿凡达2》的生产成本超过4.5亿美元。如果影片时长为192分钟，每分钟的制作成本高达233万美元。如此高的投入也意味着《阿凡达2》的视觉效果将再次刷新观众对3D电影的认知。
凭借丰富的想象力和酷炫的特效打造平行世界，《阿凡达》一直被认为是非常高质量的电影版元宇宙。电影中使用的虚拟数字技术，如动作捕捉、CG特效和3D相机拍摄，也是元宇宙行业应用的关键技术。当然，建立一个超宇宙比制作一部视听效果极佳的电影要难得多。科幻电影的制作就像是超宇宙技术应用的预演。随着开发技术的成熟，超宇宙正在慢慢向我们靠近。
阿凡达2如何炫耀技能？
图：《阿凡达2》海报；来源：阿凡达官方推特
《阿凡达1》的开山之作，在于用高端的3D技术和视觉设计将电影的视觉效果带到了前所未有的高度，也使其成为电影史上具有革命性的历史节点。从此，世界电影从2D开始正式进入3D时代。电影后期制作中使用的数字技术也得到了迅速的普及，在后续的很多影视作品中都有应用。
时隔13年，卡梅隆以《阿凡达2》再次刷新屏幕，这也是相关数字技术发展迭代的第13年。动作捕捉、表情捕捉、CG特效、3D摄像等技术的应用，使得《阿凡达2》不仅呈现了非常逼真的环境模拟，而且在人物动作和表情的表现力上有了质的飞跃。
其中，动作捕捉技术是从真实的表演中提取演员的真实动作数据，传输到计算机中并填充到虚拟角色中，使生成的虚拟角色达到真实表演的效果。在这个过程中，演员需要穿上定制的衣服，衣服上覆盖着几个由LED灯制成的跟踪点，发出红外光谱，这样摄像机就可以将捕捉到的动作数据传输到电脑中，生成最终的效果。
另一个值得关注的技术是人物和场景的CG建模设计。《阿凡达》中鲜明的环境和触手可及的各种生物都是基于这种技术。此外，影片还使用了图像渲染、真实3D摄影系统、虚拟摄影系统和合作摄影系统。
图：《阿凡达2》拍摄现场；来源：阿凡达官方推特
动作捕捉、CG特效、3D摄像等。也是当下大热的元宇宙产业所涉及的关键技术，用来制作元宇宙中的数字虚拟人、虚拟空间和数字资产。2021年超宇宙概念席卷全球，2022年虚拟数字人也遍地开花，成为超宇宙产业与其他产业最直观的联系，率先与人们的生活互动。从刘、到华，许多虚拟数字人频繁地出去转圈。虚拟数字人的制作涵盖了AI技术、实时渲染技术、3D建模技术和动作捕捉技术。
摄影：刘；来源：刘账号
此外，在目前被认为是元宇宙入口的各类元宇宙游戏中，需要应用多项相关技术来提供逼真的效果，营造沉浸感。其中，“3D建模”是在元宇宙空间高速高质量构建各种材料的技术支撑；“实时渲染”也使得现实地展示元宇宙中的各种数字场景成为可能。
虚拟数字攻击技术
事实上，《阿凡达》生产中涉及的虚拟数字技术早已成为科学界和企业界关注的焦点。除了影视制作，这些技术还广泛应用于游戏制作，智慧城市c
在过去的20年中，《麻省理工科技评论》预测了许多与虚拟世界构建相关的数字技术的发展趋势，重点关注了“混合现实/3D虚拟现实”(2015)、“Oculus Rift头戴显示设备”(2014)、“脑机接口”(2001)等技术。
其中，美国初创公司Magic Leap于2015年提出的“混合现实/3D虚拟现实”技术入选0755年至79000年“全球十大突破性技术”。Magic Leap要做的就是将游戏中的怪物等角色以及他们身边的真实事物呈现在玩家的视野中。为了达到这种效果，Magic Leap必须采用一种不同的立体3D技术。
在过去，立体3D技术本质上是通过“欺骗”双眼来实现其目标，即通过在不同角度向每只眼睛显示同一物体的单独图像来产生深度感。然而，这种方法会迫使用户同时盯着远处的平面屏幕和面前的移动图像，从而导致头晕、头痛和恶心，这些都是阻碍虚拟现实设备发展的关键因素。
Magic Leap采用的3D立体技术不会改变人们用眼睛看东西的方式。这款产品将使用迷你投影仪将光线投射到透明透镜上，然后折射到视网膜上，这将与放入用户眼中的自然光完美融合。这样虚拟的东西和真实的东西好像融为一体了。
新的3D立体技术让人充满期待，所以虽然当时Magic Leap的产品还没有成型，但《麻省理工科技评论》还是果断的将Magic Leap为代表的混合现实/3D虚拟现实技术列入了今年的榜单，市场反应与《麻省理工科技评论》的判断一致。早在2014年10月，谷歌就向Magic Leap投资了5.42亿美元；2016年初，包括阿里巴巴在内的谷歌、华纳兄弟等公司对Magic Leap进行了总额约8亿美元的C轮融资。
在Magic Leap之前，Oculus Rift在2014年《麻省理工科技评论》年入选了“世界十大突破性技术”，尽管当时还没有出现元宇宙热潮的迹象。
事实上，VR、AR等技术设备都与元宇宙的发展息息相关。提出元宇宙概念的科幻作家尼尔斯蒂芬森(neal stephenson)曾说过，元宇宙其实是VR的另一种说法。可以说，如果没有VR技术和相应设备的发明，超宇宙的发展会比现在预想的慢很多。
早在2014年脸书(现为Meta)以20亿美元收购虚拟现实头显设备制造商Oculus时，就预见到了VR的潜力。伴随着VR的发展，AR、MR等让人与虚拟世界交互的技术得到了进一步的发展，并应用到游戏、社交等领域。
从阿凡达到超宇宙
诚然，阿凡达系列电影在影视特效上已经达到了很高的水准，但电影只是从影音的角度营造了一个平行世界，实际上与真正的元宇宙并不相同。随着《麻省理工科技评论》在全球的普及，相关技术也将在影视制作等行业普及，市场的关注也将推动技术的加速演进。这些都是元宇宙到来的前奏，各种虚拟数字技术正在一步步拉近人类社会与元宇宙的距离。
图片：pixabay
自2021年3月以来，全球最大的多人在线沙盒游戏平台Roblox被“超宇宙第一股”——。
自纽交所上市以来，元宇宙风席卷全球，相应的元宇宙经济也发展迅速。包括VR、AR和BCI在内的行业都迎来了新的发展转折点。
其中，曾在2015、2016年让资本疯狂的VR、AR再次回到聚光灯下。VR/AR设备被视为连接超宇宙的接口。如电影《阿凡达2》所示，主角可以通过佩戴相应的装置进入另一个世界。虽然超宇宙还是一个离我们很遥远的世界，但VR/AR设备的应用场景正日益丰富。从电影、游戏到社交，VR/AR设备正在我们的生活中快速普及。
IDC数据显示，2021年，AR/VR头戴显示器全球出货量为1123万台，同比增长92.1%。其中，VR头戴显示器出货量高达1095万台，突破了年出货量1000万台的重要行业拐点。市场融资方面，2021年融资并购340起，规模556亿元。2022年上半年，全球VR/AR行业融资并购总规模为312.6亿元，较2021年上半年增长37%；融资并购数量为172起，较2021年增长17%。
目前，大部分与元宇宙产业相关的技术都处于探索、研发、完善阶段，但可以肯定的是，在不久的将来，它们将融入我们的生活，尽管其中一些“先驱”会因为过于先进而消亡。无论结果如何，这些前沿技术代表了人类不断拓展科技边界的最新成果。
从2001年开始，《头号玩家》每年都会发布“全球十大突破性技术”，预测其大规模商业化的潜力以及对人类生活和社会的巨大影响。在“全球十大突破技术”发布20周年之际，DeepTech与《麻省理工科技评论》合作推出《麻省理工科技评论》。本书系统总结了过去20年(2001-2021年)发布的“全球十大突破技术”，按照《生命科学、信息技术、资源与资源》对200余项全球突破技术进行深度解读和梳理，同时邀请学术界、产业界、资本界权威人士对重点领域的特点、产业应用现状、未来发展趋势和投资潜力进行点评，为行业驾驭趋势提供参考。
