2月4日晚，备受瞩目的北京冬奥会开幕式于鸟巢惊艳亮相，用“一朵雪花”的故事向全世界展示了中国文化所具有的独特魅力。
科技是本届冬奥会开幕式的一个重要主题，全程通过运用AR、5G、裸眼3D和人工智能等技术，实现了“人少而不空，空灵而浪漫”的效果。其中AR技术可谓是大放异彩，为科技感十足的开幕式增添了几分中国式的浪漫。
在开幕式节目《构建一朵雪花》中，由各参赛国的96块雪花形状的引导牌，汇聚成一朵象征“人类命运共同体”的大雪花时，天空中伴有虚拟雪花飘落，给人带来一种身临其境的视觉冲击。这一虚实结合的浪漫演绎将节目氛围推向了高潮。
图源：网络这里的虚拟雪花就是通过采用AR技术实现的。可能你会好奇，为什么不是全息投影，又或是影视后期特效呢？
小编认为，虽然上述两种技术也可以实现虚实结合的效果，但在实现过程和呈现细节方面却有着很大不同。下面我们就来看看AR、全息投影与影视后期特效的区别，相信看完这篇科普，你将学会如何分辨电视节目中的虚拟特效是通过什么技术实现的。
AR
AR（增强现实），是一种将虚拟信息和真实世界完美叠加的技术。具体来讲，就是通过摄像机捕捉特定的标记或画面，实时地计算摄像机影像的位置及角度，并将实时渲染出的图像、视频、3D动画等虚拟信息叠加到现实世界中的技术。
AR系统结构可大致分为3种：Monitor-based系统、Videosee-through系统、Opticalsee-through系统。（由于今天的文章主题不涉及Videosee-through和Opticalsee-through系统，暂且不讲。）
Monitor-based系统，是指将摄像机拍摄到的真实世界图像输入到计算机中，与计算机图形系统产生的虚拟影像合成，并输出到屏幕显示器。用户可从屏幕上看到最终的“增强现实”画面。电视节目中所用到的AR技术通常采用的就是这种系统结构。
从定义中可以看出，AR技术的一个重要特点就是实时性（实时计算、实时渲染）。正是基于这一特点，AR技术现已被广泛应用于大型赛事与晚会直播当中，通过将AR特效与现场直播画面实时叠加，可为屏幕前的观众带来更加真实、生动、震撼的视觉体验。
图源：网络要想实现电影级别的AR特效，通常需要先获取真实场景信息并进行数据建模，通过这些建模数据可有助于定位AR特效的叠加位置。
然后，再对真实场景和摄像机的位置信息进行分析，基于此，再进行AR特效的策划、设计与制作，并反复调试演练，确保AR特效符合节目的创意要求。
最后，直播时将制作好的AR特效实时渲染并叠加到现场的直播画面中。
年央视春晚，通过AR技术制作而成的洛天依，作为首个登上央视春晚的虚拟歌手，曾与月亮姐姐、王源共同表演了少年歌舞《听我说》。
图源：网络值得注意的是，现场观众无法在现实中直接看到AR特效，仅能通过屏幕观看。而且由于实时渲染对计算机的性能要求很高，所以往往会在特效的细节呈现上有所妥协。
全息投影
说到全息投影，通常人们总会将它与全息技术混为一谈。实际上全息技术是一种利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。而全息投影则属于一种“伪全息”，就是将制作好的影像投影到半透明的全息膜上，并以3D形式展示到观众眼前。
现场观众无需使用任何设备就能观看到栩栩如生的3D立体效果。基于这一特点，全息投影在演唱会、综艺节目、博物馆等场景应用较多。比如曾经火遍全网的虚拟偶像初音未来。
初音未来是世界上第一个使用全息投影技术举办演唱会的虚拟偶像。这种耳目一新的形式，让人有一种在看真人演唱会的奇幻体验，并深受二次元观众的喜爱，当年的一首《甩葱歌》曾被誉为洗脑神曲。
图源：网络由于全息膜必须固定在相应的场景上，所以观众必须要在特定角度才能看到理想的效果。而且为了展现更好的3D效果，应用场景需要尽可能黑暗。可以看到初音未来演唱会的现场环境比较黑暗，而采用AR技术的洛天依的演唱环境则十分明亮。这也是全息投影与AR在视觉特效方面的一个明显区别。
影视后期特效
讲完AR和全息投影，最后我们来说说最让大家难以区分的影视后期特效。
影视后期特效，是指通过计算机软件制作出现实生活中不能实现或不易实现的特殊场景画面，从而达到预想的视觉效果。通常在电影中应用较多，漫威电影就是通过运用大量的影视后期特效，实现了魔幻、酷炫的画面。
从名称上不难看出，影视后期特效的关键点是后期，也就是说在此之前，还需要有前期拍摄。在素材拍摄好之后，才能进行抠图、特效制作、离线渲染等一系列操作。
从画面效果来讲，由于通常采用的是离线渲染，所以没有时间限制，特效细节可以处理的十分细腻。但从时效性来讲，影视后期特效只能在后期制作，同时需要花费很长时间。
由此可见，虽然影视后期特效能够做出与AR特效相同甚至更优的视觉效果，但在时效性方面通常无法做到实时渲染。所以如果是在直播场景中，且视觉特效与现实环境发生了交互，那基本上采用的不会是影视后期特效技术。
总结
相对来说，全息投影还是比较好区分，只要是现场观众无需任何设备，仅通过裸眼就能看到3D效果，且环境背景比较黑暗，一般就是通过全息投影技术实现的。
对于较难区分的AR和影视后期特效来说，如果是录播节目或视频，则很难区分是由哪种技术实现的。如果是直播节目，且仅能通过屏幕看到虚实结合的视觉特效，基本就是采用AR技术实现的。
其实AR与影视后期特效最大的区别就在于实时渲染和离线渲染。通俗来讲，实时渲染就是需要计算机将每一帧变化的画面数据实时渲染呈现到屏幕上，而离线渲染则是将不变的画面数据提前渲染好，然后再将每一帧画面呈现到屏幕上。所以实时渲染对计算机的计算能力要求非常高。
随着技术飞速发展，计算机算力的不断提升，也许有一天AR将会取代影视后期特效也未可知。
至格科技
北京至格科技有限公司是由清华大学精密仪器系孵化出的高新技术企业。公司核心团队包括教育部长江学者、国家杰出青年基金获得者、清华大学教授、博士以及前上市公司管理层和业务骨干。公司依托于清华大学二十余年的光栅领域科研成果进行产业转化，自主掌握“光栅设计、光栅母版加工、纳米压印生产”三大核心技术，拥有功能完备的光栅母版加工中心和衍射光波导产线，致力于AR衍射光波导光学显示模组及衍射光栅的研发、生产和销售。