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3D扫描的秘密

每当你看到一个漫画英雄在太空中飞行或穿过一堵墙时,他们很可能是一个由视觉效果工作室专业制作的真人演员的数字双重。

但是,如此绝对的照片写实主义如何捕捉演员的肖像?这些日子通常是3D扫描提供商的领域,它依赖于便携式 - 通常是定制的 - 摄影测量设备,它们可以直接带到设备上。通过这种方式,他们可以在扫描过程中扫描演员,并尽可能快地生成他们的脸部和身体的CG模型,从而帮助为电影制片厂节省大量昂贵的制作时间。

3D扫描服务的一家公司是像素灯光效果,总部设在加拿大温哥华。通过使用其移动摄影测量设置,该工作室最近扫描了不列颠哥伦比亚省的主要演员和演员为Matt Reeves的人猿星球大战,创建详细的CG模型给予Weta Digital为后续的数字双工作。

我们询问了Pixel Light Effects,它也有在北京的存在,它如何解决典型的演员摄影测量扫描 - 从捕捉过程到制作可用的高分辨率CG模型。

3D演员扫描的基础

Pixel Light Effects uses both Agisoft PhotoScan and RealityCapture, seen here, to resolve models from its photogrammetry capture process

Pixel Light Effects同时使用Agisoft PhotoScan和RealityCapture来解析其摄影测量捕获过程中的模型

多年来,已经使用了几种方法来准确地捕捉CG中演员的本质。这些包括激光扫描,专门的“光阶段”装置,现在最常见的是摄影测量。这个过程主要涉及从多个角度拍摄数百张演员的照片。这些照片被输入计算机软件,然后开始比较图像并使用它们来构建3D模型。

摄影测量被认为是一种有效的捕获方法,因为它很快,特别是在摄像机装备中,在许多角度下有许多摄像机同时拍摄所有照片。

实际上,这就是Pixel Light Effects所使用的,并且通过将其发生在卡车的后部进一步动员扫描,该卡车的摄影测量装置永久安装在里面。卡车可以直接驾驶到演员所在的地方,或者几乎任何其他位置。

Pixel Light Effects首席执行官张静怡表示,“移动性是一个由数百个摄像头组成的装备最大的问题。” “将它们分开并将它们重新组合起来是非常耗时和劳动密集的。它只是感觉不对。但是,由于生产的时间紧迫,有时候才能让人才来到我们身边。能够在场景上执行服务至关重要。“

卡车里有什么?

Pixel Light Effects' mobile 3D scanning van is a modified Mercedes-Benz Sprinter

Pixel Light Effects的移动3D扫描车是经过改进的梅赛德斯 - 奔驰Sprinter

Pixel Light Effects的摄影测量装置包含在经过改进的梅赛德斯 - 奔驰凌特面包车中,由144台佳能数码单反相机组成。这些都使用专有的“Camera Hub”设备进行同步,该设备提供电源并同时触发16个摄像头。

“它的设计采用菊花链式连接,因此我们使用多个设备来触发更大的阵列,”Zhang解释道。

照明是摄影测量装备的重要组成部分。为此,多次闪光和反射光确保在所得图像中有足够的景深,并且演员均匀点亮。厢式货车内部也采用白色装饰,并且环境经过校准,以尽可能地散布。

The photogrammetry camera array inside the Pixel Light Effects van is made up of 144 Canon DSLR cameras

Pixel Light Effects面包车内的摄影测量相机阵列由144台佳能数码单反相机组成

在达到最佳布局之前,Pixel Light Effects中的摄像机位置由Pixel Light Effects进行了几个月的研发。 “所有进行摄影测量的人都知道你没有足够的相机,”张说。

“你总是想要更多。拥有有限的预算和空间意味着我们必须在各个角度都有足够的覆盖率。”

在扫描会话中

Raw photographs of subject Sam Yunussov, posing as a Russian paramilitary member, from one of the 144 cameras taken during the photogrammetry scan

在摄影测量扫描期间拍摄的144台摄像机中的一台摄像机拍摄的Sam Yunussov拍摄的原始照片,作为俄罗斯准军事成员

当演员进入卡车进行扫描时,Pixel Light Effects通常只有两名技术人员在运行扫描会话。首先,他们会询问演员和现任主管是否可以让演员戴头发网。 “这样可以提供更准确的颅骨形状,这将有助于在管道中,”张解释说。然而,对于演员而言,保留他们的确切衣橱(例如头盔或人造假发)可能是至关重要的。

对于全身扫描,将指示演员进行A姿势,其肘部和膝盖略微弯曲以进行装配。演员的脸通常以中立的方式摆放,然后与额外的见证相机对齐。

实际拍摄就像拍照,再次突出了摄影测量装备的好处。 “捕捉本身就像在1/1000秒拍照一样快,”张说。 “所有摄像机都是同步的,这意味着我们可以扫描动物 - 当然它们不会保持静止 - 只要它们适合捕获量。”

扫描并交付

得到的照片只是原始图像,但它们由Pixel Light Effects管理并摄入摄影测量软件,通常是Agisoft PhotoScan或RealityCapture。在这里,基本上通过按下一个按钮就可以生成CG模型。

但是,该公司还会对所得到的模型进行清理ZBrush的玛雅生成阴影或纹理形式。这往往涉及修补错过细节的任何孔并消除表面噪音。

Pixel Light Effects将为客户提供OBJ模型,JPG纹理,FBX文件,原始图像,分级颜色图表以及PhotoScan或RealityCapture项目文件等客户端(如视觉效果工作室或电影制作)。投影纹理(因为摄影测量是基于摄影的,扫描'自动'带有高分辨率纹理,这些可以帮助创建额外的精细细节)。

The textured head of the scanning subject

扫描主题的纹理头

虽然该公司相对较新的3D扫描,但它已经忙于加拿大和中国的制作。 Pixel Light Effects卡车的最新成员来自向温哥华视觉效果社区成员展示车辆后收到的建议。

“我们的'路演'得到了改善,”张记道,“我们添加了实时摄像头和监视器,以便VFX主管可以与卡车后部的人才进行沟通,而人才被扫描了。“

只要观众要求无视现实的电影,你可以放心,在某个地方会有一辆装满摄像头的卡车,忙着扫描一个演员的功能,把它们变成令人难以置信的东西。

本文最初发表于227期3D世界这是全球最畅销的CG艺术家杂志 - 包含专家教程,灵感和评论。在这里购买问题227要么订阅3D World

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