Eva与Space Spider：给您带来震撼的视觉特效

3D扫描仪

概要：制作电影时，使用模拟爆炸和火焰等特技或许成本更低，但使用视觉特效往往给制片人更多镜头拍摄的主动权，还能根据需要多次重拍。

目标：使用轻质结构光3D扫描仪，为人体、道具和其他物体制作逼真的3D模型，用于制作动画等其他视觉特效，并在制片过程中以多种形式加以利用，最后保存归档，为日后（如续集）使用。

使用工具：Artec Eva, Space Spider

有没有想过一个电影中的角色是如何爆成碎片 , 变成一只怪兽或者从屋顶到地面完成双脚跳跃的危险动作 ? 制作这样的特效自然不能缺少像 TNG Visual Effects这样的公司 . 有了 Eva 和 Spider 扫描仪 , TNG 就可以为角色和道具制作 3D 模型，之后在爆炸中会爆裂、分解、变形 – 随便你怎么叫 . 你可以在钢铁侠、暮光之城、龙纹身女孩等好莱坞大片中见到 TNG 公司制做的特效 . 想不想看幕后花絮呢 ?

初始基准摄影 / 3D皮肤着色符合扫描

3D 扫描在电影业中的应用

“ 3D 扫描可以带来导演需要的任何效果 ,” TNG 的创始人 , Nick Tesi 讲到 , 他早在 1986 年就开始制作 3D 电脑图像 . “ 这是电影创作的新时代 , 如今的导演可以完全按照自己的思路想法安排剧情发展的路线，他们的任何想法和理念都可以通过高科技手段来实现 .”

制片人就像一个故事演讲者一样，而通常不会参与场景道具的创作。这项工作通常都是由视觉效果总监来决定，他会选择是否使用 3D 扫描仪。当然预算在这里起着非常关键的作用。如果预算比较紧张，总监会选择实际现场场景，也就是说现场炸毁房子或车辆，并拍摄获取效果，而不是通过电脑创建一个完全虚拟的场景。这种方法如果只是针对一次拍摄的情况来讲，可以节省经费。但是一旦需要反复拍摄，或者一次拍摄未达到预期效果的话，这种方式可能就要赔钱了。使用虚拟合成的车辆、道具，甚至主角，可以给导演更多的尝试机会，知道他拍摄出自己满意的效果。

他们是怎么做到的

TNG 使用 Artec 扫描仪进行创作已经超过了五年的时间 , 并称自己是 “ 尝鲜 .” 他们通常使用 Eva 来扫描头部和身体 , Spider 一般用于扫描精度要求较高的道具或者是人体上的细节 . 关于 Eva 和 Spider 的优势 , Tesi 认为它们小巧便于携带，有软件更新，精度高，分辨率高。

TNG接受的最大的一次挑战是扫描一个身穿复杂铠甲的演员. 为此, TNG使用了Eva和Spider扫描仪来获取高质量的数据以达到客户的要求。

几何 / 渲染

开始 3D 扫描物体的过程，一般首先需要拍摄参考图像来辅助进行 3D 建模 , 3D 纹理创作师会在最后进行检查，以确定 3D 模型和真实对象相匹配。扫描对象完成后，扫描数据会被对齐并融合在一起。一旦 3D 技术人员确认，它们达到几乎 100% 覆盖率的话， 3D 扫描过程即告结束，可以进行下一步处理。

数据处理的时间取决于所需的分辨率。当数据处理完之后 , 3D 建模者就可以开展他们的工作了。使用捕获的专业品质的照片，借助 3D 扫描设备所提供的完美轮廓和比例，建模者将会创建出一个包含很多组件的 3D 模型，留给 3D 纹理创作师进行之后的处理。

纹理创作师之后会绘制物体的表面 (或者投影图像) ，还需要绘制UV坐标被切断的时候留下的接缝。完成后的纹理图像会被返还给3D建模者，由他进行进一步的雕琢. 当模型制作结束后, 生成的3D模型一般贴图和位移贴图会以多种方式供人们观看。

3D扫描 / 网格化 / 低多边形 / 高多边形 / 质地

动作捕捉

“ 对于一个 3D 扫描公司来讲，最重要的就是扫描人物的身体和头部。对于我们来讲将其拓展为动作捕捉也是必然的趋势 ,” Tesi 讲到 . 这项技术可以使静态的物体变得活灵活现 . 3D 扫描甚至可以捕捉一个人皮肤以及衣服的表面色彩及纹理。 “ 当它们被整合好后 , 我们会对其进行 UV 的分解，重新网格化制作纹理 ,” Tesi 讲到 . “ 此步骤后我们会对模型进行渲染 , 但接下来的步骤是插入关节 ( 骨架 ) ，需要有物体在角色运动时来驱动皮肤。这个过程被称为操纵。 ”

当骨架在电脑中整合生成数字模型后，就要开始被称为“比重”的过程。这个过程使我们能够计算出每一个关节上需要生成多少皮肤。当角色被制成动画时，还会加入重力系统是的角色变得更加逼真。为了使这些关节变得更加灵活，而不需要触碰关节，需要创建图形用户界面 , 它可以定向限制连接关节。这可以使动画师更加容易并直观地设置动画中的人物。动画制作结束后 , 视频会在电脑上进行一帧一帧的渲染，被称作 render farm.

创作一个数字角色 vs. 开发一个数字角色

你需要有一个从零开始的建模人物 , 还要有一个初步设计的人物模型 , 使用特技演员 , 电子动画 , 或者 3D 扫描真人。最快最有效的方法就是借助 3D 扫描 .

为了充分开发角色 , 尤其是有一个知名演员在现场的时候 , 需要更加努力去创造脸部的表现 , 头发以及衣服 , 还要运用光线，保证最终的比例 , 所有的数据都需要保证可以精确匹配到原来的演员，保持平稳过度。例如 , 如果你处理的数字拷贝是出镜时间很长的主要演员数据 , 之后还要花费大量时间让数字拷贝匹配相应的演员。

如果角色距离镜头很远或者出镜时间不是很长的话，完善细节所花的时间要少很多，只需要保证完全匹配，可以给观众带来一种完美的错觉。

另一种是更加保险的做法 – 扫描所有所需的信息，然后归档以便日后使用。总有一种方法可以保证完成项目。归档的资料可以被重复使用，也可以备用做制作于电影相关的电子游戏，或者从游戏借用到电影制作中。

3D扫描 / Retopologized网格 / 渲染完毕

如何能让一个数字模型变得活灵活现 ?

Tesi 说创造一个优秀的 3D 人物模型有三个重要的环节。第一个环节是要确保人物设计本身看上去要像一个真正的人。身体的整体结构和皮肤的外观都要和真人一样。从头发到服装，每一个部分都需要非常自然。现实生活和虚拟世界中的人物要一模一样，给人一种错觉 – 嗯，这就是现实生活中的人物。

第二个环节就是全身动画 , 看他是如何运动的 – 无论是僵硬、生涩、不合时宜，甚至是像月球上的宇航员一样光滑。需要加入真实的动作，流畅的动作才能体现出人物活生生的性格 .

初始基准摄影 / 3D皮肤着色符合扫描

最后也是非常重要的一个环节 , 面部的动画要有很强的现实感染力。我们都知道脸是什么样子的，因为我们每天都在看他 ; 通过一个人的脸就可以了解他的情感，但是在 3D 世界中这些都需要自己创建。如果制作不正确，脸的上半部分，死板的眼睛、呆滞的眼神以及低矮的额头，都会破坏整体视觉效果。眼睛需要有正确的比例，并且需要尽可能多的细节，尤其是在角落里。这同样适用于嘴和耳朵。最后，鼻子的体积和感觉都需要借助鼻孔的位置和对称关系来表现。

初始基准摄影 / 3D皮肤着色符合扫描

视觉效果的未来

随着 3D 扫描技术和 3D 建模技术的发展 , 以后人们将很难区别那些角色是由计算机生成的，哪些是真实的东西，这会越来越普及化成为人们日常生活的一部分。我们将会看到完全数字化的电影和电视剧，就像游戏动画一样 — 场景和人物等等，数字娱乐业将会进入各个媒体，我们也很难预料将会发生什么 .

“ 现在越来越多的视觉效果通过 3D 扫描 , 动作捕捉来制作，这是世界发展的趋势 ,” Tesi 讲到 .

Retopologized扫描数据，纹理，渲染

由于 3D 扫描服务时间缩短，扫描设备逐步变得廉价 ( 但是产品的品质还是高水准 ), 美国之外的电影制作人也能做出好莱坞式的大片 , 这其中就包括了亚洲、欧洲和拉丁美洲 , 利用 3D 扫描捕获图像来打造视觉效果，已经成为电影行业的趋势。它会变得更加方便，价格更加低廉。租赁机构和服务机构也会越来越多，甚至不懂技术也可以完成 3D 扫描的操作，自行制作 3D 模型。

“ 在过去电视上的视觉特效画面要远远少于电影中的。但是随着时间的推移，电视节目和广告中的视觉特效也开始逐渐吸引人们的注意力 ,” Tesi 讲到 . “ 如果制片人能够划拨更多的预算，就可以使用更先进的科技，所制作出的效果也会更加有震撼力 .”

CG扫描数据—网格化和纹理化

参考图片

CG扫描数据—网格化

如果 3D 扫描数据可以自动和全彩色整合在一起，并且制作出一个高质量的模型，这就将会是一个重大的突破。电脑给我们带来的惊喜将会是无穷的，因为时间对于我们来讲将不会是一个制约的因素。

Tesi 坚信在不久的将来 , 90-100% 的广告和电视节目将会被数字化 , 这也使观看者可以创造属于自己的结局 . “ 在你知道它之前 , 你会通过一个虚拟的图书馆世界接触到整个行业的数字图像 ,” 他讲到 . “ 节目将会完全由电脑来创作，从人物到武器甚至到场景。人的因素只会存在于动作捕捉和配音的环节中 . 这听起来像天方夜谭，但在十几年后这种方案将会成为大片开发的脚本 .”