使用Artec Leo對(duì)穿著中世紀(jì)騎士盔甲的演員進(jìn)行3D掃描

要將現(xiàn)實(shí)世界中的人、物體和環(huán)境轉(zhuǎn)化為栩栩如生的電視、電影以及電子游戲模型，目前行業(yè)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)手段是攝影測(cè)量技術(shù)。

攝影測(cè)量通常采取相機(jī)矩陣的形式，為物體拍攝成百上千張照片，并利用照片之間的重疊部分進(jìn)行定位，在虛擬世界中將實(shí)物進(jìn)行3D重構(gòu)。然而，3D掃描作為一種更快、更靈活的替代方法正在迅速崛起，它可以在幾秒鐘內(nèi)將道具和角色模型精確數(shù)字化。

迄今為止，已有不止一部游戲或影視作品借助Artec3D掃描儀對(duì)角色或道具進(jìn)行建模。例如，F(xiàn)PS游戲《World War 3》借助Artec3D制作了角色模型和道具模型?？植榔禨leepy Hollow》借助Artec3D制作了逼真的視覺(jué)特效。

鑒于三維掃描作為尖端工具發(fā)揮的巨大優(yōu)勢(shì)，我們不禁要問(wèn)：如何更好地利用這項(xiàng)技術(shù)？如何將3D掃描轉(zhuǎn)化為震撼的視覺(jué)效果體驗(yàn)？Artec 3D掃描專家米哈伊爾接下來(lái)為您逐一講解。

無(wú)論是《黑暗之魂》、《龍騰世紀(jì)》還是其他眾多游戲大作，騎士鎧甲始終是游戲里高頻登場(chǎng)的裝備道具。

因此，米哈伊爾決定3D掃描一件真正的鎧甲。我們從中世紀(jì)科托爾生活歷史博物館借來(lái)了一套完整的騎士盔甲，并邀請(qǐng)專業(yè)演員穿上這套盔甲，帶來(lái)十分真實(shí)的演繹。

傳統(tǒng)高分辨率攝影通過(guò)一系列復(fù)雜的拍攝將物體數(shù)字化

在演員穿上盔甲后，米哈伊爾使用Artec Leo對(duì)演員進(jìn)行3D掃描。憑借每秒3500萬(wàn)點(diǎn)掃描速度，Leo可以在幾秒鐘內(nèi)將整個(gè)物體和人物進(jìn)行數(shù)字化。另外該設(shè)備的無(wú)線特性，讓數(shù)字化成為一個(gè)快速、簡(jiǎn)單的過(guò)程。

在對(duì)演員進(jìn)行數(shù)字化時(shí)，考慮到他們的微小運(yùn)動(dòng)，我們建議將掃描分成幾個(gè)部分。這樣能夠“更好地控制質(zhì)量”，以及避免“微動(dòng)作造成的偽影”。

另外，使用HD模式進(jìn)行掃描，有助于Z大限度地提高分辨率以及減少因反光而丟失的數(shù)據(jù)。

“HD模式是非常有用的工具?！盨humikhin解釋道，“能夠讓你增加積累的數(shù)據(jù)量，多收集2倍、4倍甚至8倍的數(shù)據(jù)。使用Leo，還可以暫停掃描，移動(dòng)到物體的另一側(cè)，然后再繼續(xù)。”

“我們的3D掃描儀Z大優(yōu)勢(shì)在于便攜性以及紋理和幾何捕獲的質(zhì)量。能夠以高分辨率捕獲物體，輕松地傳輸?shù)绞澜绺鞯?。?/p>

在后處理過(guò)程中，Artec Studio先進(jìn)的工具為我們助了一臂之力。米哈伊爾特別指出，全局配準(zhǔn)算法非常簡(jiǎn)單，是人性化快速糾錯(cuò)方法，可以從捕捉到的幀中創(chuàng)建高質(zhì)量的網(wǎng)格。

3D模型效果——鎧甲閃亮的表面

當(dāng)談到掃描融合過(guò)程中優(yōu)化分辨率的問(wèn)題時(shí)，米哈伊爾建議將融合分辨率設(shè)置為0.5毫米，而不是盲目追求極限的0.1毫米分辨率。

另外，他補(bǔ)充說(shuō)，Artec Studio的孔填充工具在填補(bǔ)因反光而無(wú)法捕獲完整數(shù)據(jù)的網(wǎng)格縫隙方面非常有效。

“Artec Studio擁有非常酷的照片紋理和配準(zhǔn)算法。”Shumikhin說(shuō)道，“有了它，你就可以獲得極其精細(xì)的模型。在此項(xiàng)目中，我用Leo捕獲到了高質(zhì)量的紋理，以至于不需要使用照片紋理，但此功能對(duì)于許多其他人來(lái)說(shuō)非常方便?！?/p>

整理完網(wǎng)格后，我們將數(shù)據(jù)導(dǎo)出至第三方軟件進(jìn)行紋理烘焙、渲染，并解決另一個(gè)常見(jiàn)的CGI建模問(wèn)題：對(duì)稱性。實(shí)現(xiàn)對(duì)稱是制作可用于電子游戲模型的“基本準(zhǔn)則”。

由于讓演員完全對(duì)稱地站立幾乎是不可能的，需要通過(guò)軟件處理使網(wǎng)格均勻?qū)ΨQ分布。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，米哈伊爾建議將網(wǎng)格導(dǎo)出到ZBrush等平臺(tái)，它們的左右兩側(cè)可以進(jìn)行鏡像并用作“導(dǎo)向”，使其更加對(duì)稱。

然后，我們將模型導(dǎo)出至Maya，創(chuàng)建低多邊形幾何體，并使用UV布局工具進(jìn)行紋理映射。

正在渲染并準(zhǔn)備制作動(dòng)畫的黑山騎士鎧甲模型

接下來(lái)，我們將模型導(dǎo)入到Marmoset Toolbag，渲染模型并完善燈光效果，然后再烘焙紋理。隨后，我們?cè)赟ubstance中進(jìn)行“風(fēng)格化”紋理清理，再將數(shù)據(jù)重新導(dǎo)入到Maya，利用Maya的Ornatrix插件為角色添加逼真的頭發(fā)。

Z終，使用Maya的自動(dòng)骨骼創(chuàng)建和“蒙皮”工具來(lái)為動(dòng)畫或綁定做準(zhǔn)備?！癕aya的用戶社群非?；钴S?！泵坠翣栄a(bǔ)充道，“這里能夠輕松找到關(guān)于綁定和其他處理過(guò)程常見(jiàn)問(wèn)題解答和建議?！?/p>

模型效果展示

作為一名三維掃描專家，米哈伊爾表示，他的工作并不要求“在游戲建模方面有非常豐富的經(jīng)驗(yàn)”。相反，他認(rèn)為自己“內(nèi)在的熱情和追求”要求他“在3D領(lǐng)域有偉大的發(fā)現(xiàn)并堅(jiān)持不懈”。

因此，他鼓勵(lì)有抱負(fù)的3D創(chuàng)作者追隨他的腳步，“尋找能夠應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)和新技巧”，同時(shí)利用3D掃描技術(shù)開(kāi)發(fā)自己的模型。

“我們?cè)诂F(xiàn)代世界中看到的一切都可以重建成3D模型。因此3D掃描儀成為了現(xiàn)實(shí)與虛擬世界之間的橋梁?！彼偨Y(jié)道?！癆rtec 3D掃描和Artec Studio能夠滿足游戲工作室、電影公司和VR行業(yè)不斷需要高質(zhì)量的模型的訴求。”

使用3D掃描儀，我們可以輕而易舉地創(chuàng)建栩栩如生的道具、環(huán)境、載具和角色。建模的效率和品質(zhì)都能得到極大的提升。