“油罐中的水粒子视界” teamLab 技术赏析——介绍

两个月前买了在上海油罐艺术中心开展的 teamLab 光影艺术展的票。直到昨天才去看。果然不失所望，名副其实的光影艺术。

从我搞图形学、视觉技术的角度看，其实没有什么难的。难就难在艺术场景的设计。

上海油罐艺术中心前身是废弃机场的储油罐。这种罐子对于我这种石油子弟来说再普通不过了。体积大，内部中空，保密性好。

teamLab团队充分利用油罐的几何特征——完美连续的圆、上下笔直的墙，塑造了令人叹为观止的动画场景。

水从穹顶缓慢流下，花从地面和墙壁缓缓透出。

人走过，水流就从身边流走，花朵却汇集于两旁。

当人试图拨开水帘，红色的花就会盛开在手划过的路径。

上面三个动图是一号展厅里的场景。

从技术的角度，无非就是显示和交互。

显示：基于投影的增强现实。使用多投影，将预先设计好的动画场景投影到油罐内表面。多投影的图形要完全拼接起来，即多个投影仪投影出的动画之间需要保持连续，不能看上去像一块接着一块的投影。

交互：使用摄像头捕捉人的运动。比如使用深度摄像头Kinect的人体运动跟踪。

teamLab团队完美实现了艺术与技术的融合。艺术我就不多说了，不懂。

技术上，我还是做了些调查的。以前也做过相应的工作。

比如，16年毕业前还顺手做了一个小项目。

基于多投影的动态纹理。如下图所示。

把3D打印的没有纹理的模型，通过摄像头对模型的定位，将纹理动态的投影到物体上。

之前，在Github上无意间看到了一位作者的代码。

Water Surface Wave Simulation for Unity https://github.com/nobnak/WaterSimulationForGames#water-surface-wave-simulation-for-unity

该作者是一位日本的Unity工程师。

Github主页上写着数码艺术与交互设计的游戏开发工程师，是teamLab的成员。

他在其Github主页开源了多款基于Unity的物理模拟动画的程序，比如上面的模拟水面波纹动画的程序。

另外，还有关于烟雾动画，粒子系统，模型变形等Unity程序。

关于teamLab在Github上的官方主页。

teamLab Github主页 https://github.com/team-lab

我们还可以关注另一个程序员 a3geek 的相关开源代码。有雷电模拟，视觉模糊、烟雾模拟的Unity程序。

我觉得teamLab开源的代码只是一些示例程序，并不是作为实际应用的。

基于物理的动画模拟不是我的研究领域，我博士的研究课题是室内三维建模。研究生期间做过关于投影的增强现实应用。之前的公众号文章中就有一篇相关论文的技术解析——Room2Room技术分析。

这篇论文讲的是对使用投影仪和Kinect对室内场景做三维建模，然后在Unity中加载室内模型以及虚拟游戏动画，通过投影仪将动画投影到真实场景中。再使用Kinect跟踪室内人体运动，实现了多人的室内游戏。

后续文章，我将对基于投影的增强现实技术做基础性的讲解，并联系teamLab所实现的艺术与技术的融合，对行业内的技术应用做简略地解析。

最后，我们来看一下这次上海油罐中心，teamLab “油罐中的水粒子世界”的官方的宣传视频。