在这里，《新电脑》杂志记者将带你进入“虚拟奥运博物馆”，一起分享他所看到、听到和感受到的一切。

原载于《新电脑》

比现实更逼真

        由于技术等方面的限制，早期的虚拟博物馆都存在着一个类似的问题，那就是全部信息都是用二维表现的。虽然其中少数几家加入了声音、视频等多媒体内容，但从整体来看，绝大多数虚拟博物馆还只是一个静态信息的综合平台，缺乏交互性，无法使参观者有身临其境的感觉。然而，来自微软亚洲研究院和北航计算机学院合作研发的“虚拟奥运博物馆”却与众不同。用设计者的话来说，这将是一个“真正立体的博物馆，参观者将会感受到与真实博物馆一样甚至更逼真的感受。”

      “虚拟奥运博物馆” 的项目中最重要的一个研究成果，是由微软亚洲研究院研发的“实时交互式多视角视频系统”技术。这个技术听上去非常复杂，但其所实现的内容却已早为人们所熟知，那就是电影《Matrix》中，基努·李维斯的那个腾空后360度的全方位镜头。只不过，电影中的这个场面是静态的，观众们只能看到主人公一瞬间的全方位场景。而在应用了新的技术后，由于现场架设了多台摄像机，而且这些摄像机又都通过计算机进行了协调，能够同步进行拍摄，因此，我们就可以在整个视频播放过程中，任意选择感兴趣的视角进行欣赏。从技术上来讲，交互式多视角视频不仅是一种新型的视频捕捉系统和方法，它更是一种新型的交互式多视角视频服务技术。这套系统包括视频摄像机、控制电脑、服务器、网络组件以及客户端。为了实现全过程的全角度拍摄，我们会在拍摄现场布置几十至几百个视频摄像机，这些摄像机经过校准并全部由电脑控制。在拍摄时，事件将被不同方位的摄像机同时捕获，所得到的全部视频将在控制电脑上被压缩并实时传送给服务器，或者被实时地传送给最终用户，用户可以获取任意视点的视频图像。

      “实时交互式多视角视频系统”不仅可以为用户提供多角度的影片，最有趣的是，视角的切换还能够由用户自己进行控制。我们完全可以想像，如果每一场奥运比赛都使用这一系统进行拍摄，并在网络上进行实时播放的话，那么我们将拥有一种前所未有的视觉新体验。我们可以从任意角度观看比赛，我们可以比身处现场的观众看到更多东西，我们可以看到过去难以欣赏到的各种经典场景。

博物馆：还历史本来面目

       作为博物馆，最重要的职责之一就是保存历史资料的原貌，这些历史资料不仅要完整，而且要准确，在必要时人们甚至可以通过这些资料还原出历史的真相。对于“虚拟奥运博物馆”来说，由于其完全基于数字化技术，因此在数据的保存方面更是具有得天独厚的优势：它们保存的数据不会因时间的流逝而损坏。

       在虚拟奥运博物馆中，小到艺术雕像、运动器具，大到整个运动场馆，都可以逼真地再现于人们的眼前。而这，则要归功于技术人员所采用的三维激光扫描仪。扫描仪的工作原理非常简单：由于激光的速度是恒定的，因此，只要我们知道光束发出和返回的时间，就可以计算出其间的距离。只要我们能够获得一个三维物体上足够多的点与发射源之间的距离，自然就可以获得其外形的准确数据，也就可以在电脑上生成其三维模型了。   

         当然，要想获得完美的扫描结果，也并不是一件那么容易的事情。因为扫描所获得的只是一些点云数据，还需要进行相应处理才能构造出逼真的三维模型。在这一过程中，人们可能会遇到各种问题。在“虚拟奥运博物馆”中，工作人员用三维扫描技术制作了一个中国古代跪射彩色秦俑的三维模型。在利用多角度扫描获取了足够多的数据后，技术人员开发出相应软件实现数据的修复、多个数据块的自动拼接、模型自遮挡产生模型漏洞的修复，以及高分辨率纹理自动映射等，在电脑上生成了一个与原物完全相同的逼真三维模型。利用激光三维扫描技术，“虚拟奥运博物馆”的技术人员将构造出大量的、与奥运相关的逼真三维模型，例如体育艺术品、大型体育场馆和古运动会遗址。这样一来，人们不用亲临现场也能够欣赏它们了。

奥运精神：重在参与

     “虚拟奥运博物馆”与普通的网上博物馆相比最大的一点特色，就是拥有大量可以让用户参与的内容。“虚拟奥运博物馆” 包含北京奥运、现代奥运、古希腊体育、古代中国体育四大部分，通过对中西方体育文化异同点的比较，向人们系统而完整地讲述世界体育运动史。为了让参观者能够更形象、具体地了解古代体育的特色，在“虚拟奥运博物馆”中，设计了许多可以与用户互动的项目，让人们亲身参与到古代的体育运动中。

       在虚拟奥运博物馆中，技术人员通过运动捕捉技术(Motion Capture)，采集了大量真实运动员的动作后，对这些运动数据进行相应处理，然后用其控制电脑制作的三维虚拟人运动，这样人们就可以通过网络实现交互，亲自感受古代跳远运动的特色。独具特色的是，在创建这个模拟跳远系统时，技术人员制作了一个强大的“运动编辑器”，借助它，就可以使捕捉到的运动数据能够被应用到不同的三维模型中，并可以在不同的运动数据片断之间平滑过渡。“虚拟奥运博物馆”的运动编辑器，通过诸如运动拼接、运动融合、运动变形等技术，可以逼真模拟出不同虚拟人在不同虚拟场景完成的虚拟跳远动作。