影像沙龙

三维扫描与快速建模如何改变世界?



创造出来的虚拟世界VS扫描出来的虚拟世界


不论是1895年法国人乔治斯•梅里耶在《苏格兰玛丽女王》中发明电影特效(Special Effects)的时候,还是1960年波音公司的William Fetter首次提出CG(Computer Graphic)概念的时候,他们都想不到,这两个领域日后会成为三维模型的天下。


这很好理解,世界是三维的,于是虚拟世界也应该是。


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左图:首次应用电影特效的《苏格兰玛丽女王》右图:《阿凡达》中的虚拟场景特效


如何建构三维模型?数十年来,图形技术先驱们的唯一解决方案是:画出来——通过建模、材质贴图、灯光、渲染等一系列工序,借助庞大的计算机运算能力(以及大量的人力工时)来构造出“看起来像真的一样”的三维模型,然后被运用到娱乐、军事、工业、教育、医疗……等等各个领域。可以这么说,三维模型是构建“泛虚拟现实产业”的基石。

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这块基石的“生产方式”只能是“画出来”吗?有没有可能将现实中的物品或场景直接转化为三维模型?随着计算机、光、机、电等技术的发展,通过三维扫描与快速建模的方式来构筑三维模型的方式越来越走向现实应用的层面,并有可能取代手工建模成为未来产业发展的主流。

三维扫描技术已经开始颠覆各个产业

11月16日,未来影像高精尖创新中心举办的首期影像技术沙龙在北京电影学院举办,来自北京理工大学、北京电影学院、上海科技大学的科研专家和来自诺亦腾、七维、强氧、诺华等企业界的代表共计30余位业内专家参与了沙龙研讨。在研讨会上,业内专家们就三维扫描与快速建模的算法与技术实现手段、光场捕捉处理和显示、三维数字技术在电影后期制作和工业流程中的应用等问题进行了热烈的研讨与交流。


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参会嘉宾们一致认为,通过大范围的激光三维扫描仪、小型的手持扫描仪、相机矩阵和面部扫描等设备,技术层面上已经可以实现从大型场景到人物、道具、甚至面度进行三维扫描并建模的目的,并且这些技术已经在多个产业中进行了应用:


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“拿这个100-200平米的空间为例,如果使用传统的软件方式建模的话,耗时又费力,成本非常高。但是用三维扫描的方式,则能在很短时间内完成建模工作,效率高,成本低。”诺斯顿测量技术(北京)有限公司经理赵刚介绍说,“电影拍摄时很多场景可以先用三维扫描留存资料,之后需要补拍时可以调出来进行制作,比重新搭建一个场景要划算很多。”赵刚说到。


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正因为三维扫描有效率高,操作简单,成本相对较低的优势,这项技术也成为影视后期制作行业的新选择。北京诺华视创NovaFilm就曾经为陈凯歌的《道士下山》以及陆川导演的《九层妖塔》进行3D扫描和后期制作。“我们当时扫描了女星林志玲和她身穿的白色衣服,包括一艘大型的道具船,将这些数据建模,完成了片中‘沉船’的特效画面。”诺华视创的负责人介绍说到。


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“相对于传统的建模来说,3D扫描在某些方面能够提供更精细的数据和模型,例如人的眼皮是有层次的,这个用3D扫描的方式才能做出真实的细节。”皮索莱特效Pixellight Effects的负责人张京一介绍说,3D扫描之后的建模精度,最终还是要看电影创作者的景别和要求,“毕竟一些大场面和中远景的镜头并不需要太精细的模型。”张京一提到。



三大挑战:建立行业标准;降低准入门槛;技术转化为应用


未来三维扫描将会在各大产业中广泛应用么?在研讨会的交流环节中,未来影像高精尖创新中心就此问题专访了上海诺亦腾影视科技有限公司的副总裁邓宇,他认为三维扫描和快速建模技术要想大范围地推广到产业中,面临着三大挑战:


1 急需建立行业标准



尽管三维扫描技术可以实现物理空间的快速重建,在跨媒体的内容创作包括影视、游戏、工业、VR产业中将会有很大的需求,但是由于大部分从业者仍然有着依赖人工建模传统方式的惯性,需要有更多的从业者使用该项技术才能够实现大规模的应用,而这种大规模应用的前提是三维扫描技术能够针对不同的行业和使用场景有统一的工作流程、文件格式标准和数据耦合接口,因此相关行业标准亟需制定。


2 降低准入门槛,让更多的人能够用的起三维扫描



目前,三维扫描技术的成本仍然很高:照片建模的精度不够,而如果采用激光扫描仪,则是动辄几十万上百万的前期投入。邓宇认为,普及这项技术的当务之急是能够研发出成本可控、质量达标的初级产品,让相关产业的学生、个人创作者和初创工作室都可以在可承受的范围内来尝试三维扫描技术,了解和熟悉相关流程之后再升级到专业级的解决方案。


更多的技术能够转化为产业化应用



在高等院校与科研机构级别,我国三维扫描技术已经与世界先进国家处在同一起跑线上,但是不同的市场和不同的商业环境,在个体项目上对于技术的需求是不同的,产业本身需要同时对于技术和应用进行尝试:一方面尝试技术的验证,另一方面尝试对于工具的提升来产生新的应用方向和解决方案,让技术研究和产业应用相互促进来催生更多的产品级应用。


预告:未来影像高精尖创新中心将定期举办此类影像技术的业内交流活动,请长按文章底部的二维码关注我们的官方公众号来获得最新消息!

(VR垂直媒体IN2(http://okglasses.cn/)的记者养乐多大帝提供了部分文章内容,特此致谢)