来源：本文经艾新媒体量子位(微信官方账号ID: QbitAI)授权转载
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本文向您介绍Adobe发布的新magic，只需2-3秒即可获得三维效果。
你离礁石越来越近，仿佛一秒钟就要撞上了。
但是，这个动画并不是从人类拍摄的视频中剪辑出来的。
是Adobe发布的新魔术让这张静态照片变得立体。整个过程只需要2-3秒：
这种在纪录片等视频后期制作中经常使用的特效处理，被称为本伯恩斯效应。
最初，它只是2D缩放(在下图的左边)。通过平移和缩放静止图像，产生视差，从而实现动画效果。
但Adobe的3D效果(上图右)不仅有平移和缩放，还有视角转换，给人更身临其境的体验。
要实现它，专业设计师需要在Photoshop等软件上花上几个小时。
而且制作成本很高，一张照片大概要40-50美元(约合人民币280-350元)。
Adobe也出现在ACM主办的计算机图形学顶级期刊TOG上，引起了很多讨论和关注。有很多激动的网友给出“三通”:
难以置信。太神奇了。胡说八道。这根本不是简单的缩放。
透视原理决定了前景比背景移动/缩放更剧烈。
所以前景移动的时候，背景也要固定，也要移动。
AI的背景修复非常自然，手法明显优于“前辈”:
外形奇特的教堂
而且，不管背景简单还是复杂，AI都不怕。
比如你去沙发，沙发挡住了后窗外面的草：
背景颜色和结构很复杂，但AI不是瞎子。
如果你觉得刚才视角的变化只是从远到近，那就不够复杂了。然后看看这个古老的步骤：
看起来你是在走上台阶，所以你在慢慢转向它的方向。
况且一个老楼道，你所在的地方，从仰视的角度看，好像是直视前方。
当然不仅仅是风景，人像也可以处理。
例如，草地上的新娘可以从远处观看，也可以从近处欣赏：
正如我们在开头所说的，所有的转换都是通过一个静态图来完成的。
自然，这不是普通的缩放所能做到的：
左边是普通变焦，右边是3D魔术。
那么，是什么样的技术做到了呢？
结合上下文感知的三步边界确定
从单幅图像合成逼真的摄像机运动效果有两个基本问题需要解决。
首先需要设置新的摄像机位置，合成新的视图，准确还原原视图的场景几何。
其次，根据预测的场景几何结构，新视图应该在连续的时间线上合成，这涉及到去块等图像修复方法。
研究人员使用三个神经网络来构建处理框架。
用于训练的数据集由计算机生成。研究人员从UE4 Marketplace2收集了32个虚拟环境，用虚拟相机拍摄了32个环境中的134041个场景，包括室内场景、城市场景、乡村场景和自然场景。每个场景包含4个视图，每个视图包含颜色、深度和法线图，分辨率为512512像素。
指定一个高分辨率的图像，首先根据其低分辨率版本估算粗糙度深度。这一步由VGG-19实现，它根据VGG-19提取的语义信息指导深度估计网络的训练，并由具有地面真值的计算机合成数据集进行监督。这样就可以提取出原始图像的深度图。
第二个网络是Mask R-CNN。为了避免语义失真，并行于VGG-19，对输入的高分辨率图像进行Mask R-CNN分割，然后根据分割结果调整深度图，保证图中的每个物体都映射到一个连贯的平面上。
最后，通过使用深度细化网络并参考输入的高分辨率图像，对提取的粗略深度进行上采样，以确保更精确的深度边界。
之所以采用深度细化网络，是因为在切割物体的过程中，物体很可能在边界处被撕裂。
有了从输入图像中获取的点云和深度图(注：点云是指3D扫描获取的物体外观表面的点数据的集合)，就可以渲染出连续的新视图。
但是，这里会出现一个新的问题，3354。当虚拟相机向前移动时，物体本身会有裂痕(下图中塔的右侧被网格切开)。
为了解决这个问题，研究者采用了上下文感知修正的方法。
组合上下文信息可以产生更高质量的合成视图。上下文信息描绘了输入图像中相应像素位置的邻域，因此可以通过使用上下文信息来扩展点云中的每个点。
具体来说，第一步是修复颜色和深度图像，以从不完整的渲染中恢复完整的新视图，其中每个像素都包含颜色、深度和上下文信息。
然后，使用图像恢复深度，将图像恢复颜色映射到点云中的新色调点。
重复这个过程，直到点云被充分展开，缝隙被填满，就可以实时呈现一个完整连续的画面。
“用过一次，都说好”
研究人员认为这很好，但这并不好。新方法效果如何，还是用户说了算。
因此，研究小组开发了一个“非正式用户调查”。他们在YouTube上收集了30个由人类创作的3D本伯恩斯视频，并将其分为四组：风景、人像、室内和人工室外环境。每组随机抽取三个视频作为样本。
八名志愿者参与了这项测试。该团队给每个志愿者分配了一张静态图片，并提供了人类作品作为参考。志愿者被要求使用新方法和两个本伯恩斯制作工具，Adobe After Effects Template和移动应用Viewmee，来创建类似的效果。
志愿者会根据自己的主观意见，对每个工具的可用性和质量进行评估。
在志愿者看来，Adobe的新工具无论是效果还是易用性都明显好很多。
来自Adobe的实习生(现转到Google)
这项研究的第一作者是波特兰州立大学的博士生西蒙尼克劳斯(Simon Niklaus)，他的研究方向是计算机视觉和深度学习。
他在Adobe Research实习的时候完成了这项工作，现在他在Google实习。
他的博士生导师名叫柳峰，毕业于威斯康星大学麦迪逊分校，现在是波特兰州立大学的助理教授，也是这项研究的作者之一。
此外，这项研究还有另外两位作者，龙脉和杨笈每，他们都是Adobe的研究科学家。
西蒙尼克劳斯(Simon Niklaus)在黑客新闻上与网友互动时也谈到了该研究的开源计划。
他说，他计划公布代码和数据集，但尚未获得批准。因为这项工作是由“实习生”完成的，所以Adobe在开源方面很大方。
当然，这也不能排除他们商业化的可能。如果你对这个研究感兴趣，可以先看看研究论文：
单幅图像的3D本伯恩斯效果
https://arxiv.org/abs/1909.05483
还有一件事……
关于本伯恩斯效应，还有一个关于乔布斯的故事。
为了在苹果公司使用这种特效，乔布斯还专程联系了本伯恩斯，希望得到他的许可。
起初，伯恩斯拒绝了。他不想自己的名字被商业化。
然而，后来伯恩斯透露，他同意了乔布斯的要求。
中间发生了什么，并没有多少信息被传递出去。
现在，这种效果在iPhone中被广泛使用。比如照片的“回忆”功能，可以自动利用这种特效，把照片做成视频。
这也给伯恩斯带来了不少“麻烦”。
他说，有时候他走在街上，陌生人会冲向他，告诉他如何在iPhone上使用，或者问他问题。
在这种情况下，他说他尽力快速逃离现场。就像明星遇到盯梢粉丝。
emmm……
—结束—
编辑：王静
校对：林一林
