最近在社群上瘋傳的一段影片裡,hololive知名VTuber寶鐘瑪琳竟然出現在一台筆電上面的透明小盒子裡跳著〈美少女無罪〉——不是平面的影片播放,而是能隨著觀看者的視角移動,呈現出立體的空間感,就像是某種未來感十足的微型劇場。也有點像我們之前介紹過的Gatebox,為了達成跟虛擬偶像初音一起生活,而開發出的全息投影虛擬管家裝置。
稍微查了一下,發現這段影片使用了名為Portalgraph的技術——如同名稱portal(入口)——graph(圖像),雖是平面卻讓你看進立體世界更厲害的是,這次影片中所達到的立體效果不需要特殊顯示器或3D眼鏡,只要搭配像VIVE Tracker這樣的追蹤設備,就能讓虛擬角色如同存在於現實中一樣。嗯,這樣聽起來還是不知道實際上是怎麼做到的,讓我們來分析一下這個黑科技。
不同於全息投影,Portalgraph怎麼做到的?
很多人看到這樣的展示,第一個聯想到的可能是「全息投影」。雖然兩者在視覺上都營造出立體感,但實際上技術原理完全不同。
全息投影(Holography) 是利用光的干涉與繞射原理,在空氣或特定介質中產生真正的三維光場影像,讓你從不同角度看到物體的不同面向,並且不需追蹤觀看者位置。不過,全息技術通常需要特殊的光學設備與高度控制的投影環境,成本與技術門檻相對較高,目前仍多應用於展演、商業場域之中。
Portalgraph則是以「視角追蹤」為基礎,即時調整螢幕畫面來產生類似的3D錯視效果。它所呈現的立體感來自於畫面與觀看者頭部對應位置,而非實際的光場立體投影。換句話說,Portalgraph是一種更容易DIY、更平價且互動性更強的體驗方式。

在實作上,這類展示裝置通常會使用兩到三面螢幕(如底面與背面),組成一個L型或盒型的小型顯示結構。這裡的「盒子」其實不是透明壓克力盒或投影膜,而是由LCD螢幕構成——例如筆電的主螢幕搭配一台外接顯示器,就能構成一個L型的裝置。Portalgraph會在每一面螢幕上產生對應視角的畫面,當你移動頭部,就像真的在觀看一個「有深度」的小世界。這也是為什麼看起來角色好像真的在盒子裡跳舞,但實際上是系統依據你的位置動態渲染出對應角度的畫面,營造出的視覺錯視效果。
要實現這種「視角隨動」的3D錯視效果,關鍵在於與使用者的頭部位置連動。而這正是VIVE Tracker派上用場的地方。只要將VIVE Tracker綁定在使用者的頭上,它可以將頭部的位置數據即時傳回Unity系統。Portalgraph會根據這些資料,動態改變虛擬攝影機的角度與焦點,達成一種「你動畫面就動」的視覺同步,相較於單純用Webcam進行臉部追蹤,VIVE Tracker的精準度與穩定性會更高。

想自行DIY試試看嗎?
Portalgraph是開源的,如果你有興趣可以直接在GitHub上下載套件,官方文件也提供了完整的安裝與操作教學。無論你是VTuber 粉絲、創作者,還是單純對立體顯示感到好奇的人,都可以動手試試打造自己的「虛擬盒中世界」。