Artec 3D扫描让文物摇身变成Time Team电视节目和电游道具

Time Team环境考古学家Naomi Sewpaul打扮成古罗马女性模样，站成“大”字，接受Artec Leo的扫描

在考古界，Time Team的工作人员可能是离我们最近的名人了。在上世纪90年代至21世纪初，这档英国电视节目备受喜爱，其幕后团队激发了全国观众的考古热情。此后，该节目还在其他 50 多个国家播出。

虽然该节目已于2014年停播，但最近又在英国以YouTube电视剧的形式播出，同时还出现在其他国家的荧幕上，吸引了一批新的考古爱好者。

Time Team工作人员为了让节目内容不落后于数字时代，开始钻研如何通过电视节目、互动博物馆、VR电子游戏来展现精美绝伦的3D版历史遗迹。

Time Team步入数字时代

为了让历史更具魅力，Time Team通过与普利茅斯大学合作，开始采用先进技术。

在过去十年，普利茅斯大学与Artec金牌认证合作商Patrick Thorn and Co合作开展了多个项目，2019年购置了计量级扫描仪Space Spider，一年后，又购置了Artec Leo和Artec Ray，升级了扫描装备。

Artec Ray 3D扫描仪安装在Dartmoor一处历史悠久的农舍外。图源：Instagram@plymouth

目前，普利茅斯大学正在打造英格兰西南部最大的电游实验室。坐拥Artec Leo和Ray的普利茅斯正迅速成为虚拟设计领域的佼佼者。

为了通过商业合作提升学生的职业前景，普利茅斯大学于2022年首次同意与Time Team合作。最初，它们打算将Devon农舍改造成虚拟旅游景点，与Time Team合作伙伴Shadow Tor Studios合作，将其制作成电游CGI内容。

对于普利茅斯大学讲师Joel Hodges和Shadow Tor老板Matt Clark而言，每次合作就像是一次小团聚。Hodges在14岁时第一次见到Clark，他十分清楚Clark在这方面的专业度。因此，Hodges认为这一项目与大学的研究目标完美契合，也是让学生获得实践经验的好方法。

开发人员发现，综合利用他们的专业知识，以及AI驱动的Leo以及远距LiDAR Ray扫描仪，就能快速创建整座建筑的逼真模型。

Artec Leo正在捕获Dartmoor遗址上的精密细节。图源：Instagram@plymouth

Clark说道：“在这座建筑物内，有一个长长的谷仓，其中有一部分是用来喂养动物的。有了Leo，我们就能扫描一些特殊的区域，还非常轻松。Cornwall泥泞潮湿，在一栋历史悠久、尘土飞扬的建筑旁，能有这样一台色彩明亮的白色设备，看起来非常酷。”

“我们采集了很多小特征。Ray负责内部，Leo负责门框，还有一些奇怪的小刻痕与烧痕，这些可能是用来辟邪的。”

制作Time Team数字替身

Hodges、Clark和他的学生们顺利完成了Devon木屋的数字化，木屋还出现在了Time Team特辑中。随后，他们有了一项新任务，为即将推出的电子游戏和互动内容开发数字替身。

但有个问题，主持人和工作人员只有在拍摄时才会相聚在一起。由于节目主要在偏远的考古点拍摄，这就排除了使用传统摄影测量亭来制作电玩替身的可能，因为天气多变，后勤支持工作难以展开。

还有一个问题，数据处理。摄影测量亭要使用几十甚至几百台摄像头才能从各个角度拍摄人物照片。和3D扫描相比，将这些摄像头拍摄的数据同步转化为3D点云，要耗费大量的时间。

Patrick Thorn and Co公司总监Patrick Thorn评论道：“摄影亭确实不错，几毫秒就能完成必要的拍摄，但处理数据需要多久？在Artec最近一次人体扫描网络研讨会中，我们得知，现在使用Artec Leo和Studio完成人体扫描和雕刻的速度快得不可思议。”

这些速度上的优势可以直接在Time Team数字替身项目中看到。最开始的采集和处理仅花了几天时间。开发团队还能为身穿古代服装的主持人进行数字扫描，这些服装上不乏盔甲等高难度反光表面。但扫描完成后，玩家就能在游戏中更换服装。

根据Clark的说法，Leo每秒3500万点的采集速度，都不需要说“请保持原地不动20分钟”，就能轻松完成工作人员的扫描。

Shadow Tor的Matt Clark拿着Artec Leo 3D扫描仪

Clark补充道：“人物、服装褶皱、自然光线，一期节目中想要的一切都能采集到。人们不喜欢长时间站立不动，而且在拍摄过程中，他们很少有机会站着不动。相比于拍摄头部600张照片，Leo用起来就快得多。”

“我知道可以用折叠式摄影亭，但因为我们的操作地点可能距离公路或电源有2小时车程，所以3D扫描是唯一可行的解决方案。”

创建历史模型

虽然Hodges和Clark只用AI驱动的无线Leo扫描仪来采集制作Time Team数字替身，但后期他们还是加入了摄影测量技术，来制作数字道具。

在扫描古罗马盔甲等反光服饰时，开发人员起初发现这些反光表面很难采集。但有了Artec Studio，就能将3D扫描和摄影测量数据无缝结合在一起。

Artec Leo内置显示屏能预览古罗马服饰的3D扫描效果

利用这一功能，团队就能用高分辨率照片填补模型中的空白，实现极高的纹理品质，并最终完成栩栩如生的数字替身。

Artec Studio还能轻松将模型导出至Agisoft Metashape等摄影测量软件。事实上，有了Artec软件，他们就能大幅减少多边形数量，更易于在游戏中渲染，同时还不会丢失服饰褶皱、精美古典道具等宝贵的纹理数据。

Clark解释道：“我们保留了大量的多边形表面，但为了减少游戏和运动过程中的多边形数量，我们必须对其进行压缩。而且还必须先烘焙纹理细节，保留所有高分辨率材料。随后，我们再把它放到低像素模型上，获得细节丰富的模型。”

普利茅斯大学拓展计划

随着普利茅斯大学和Shadow Tor对Time Team工作人员数字化工作的推进，他们现在开始规划下一步合作。在另一考古现场，他们早在刚出土时就为一个古罗马石棺完成了数字化。

他们认为，这种实时捕获的镜头可用来创造沉浸式电视体验，团队计划立刻返回现场。在未来的挖掘工作中，他们还打算利用Leo、Ray、Space Spider来制作更多的电玩道具。

但是对Hodges而言，与Time Team的合作，其影响远不止创建数字孪生而已。他所在的部门已经开始和许多电玩开发者建立合作关系，这也导致大众对普利茅斯大学课程的需求激增。

用Artec Leo对一套链甲服装进行数字化处理

随着部门设施不断更新，Hodges也开始规划三门新课，以期教授学生更符合行业需求的技能。

Hodges总结道：“对技术设计师的需求越来越大，工作室希望他们既能从事编辑工作，又能担任游戏设计师。我们现在开始架起了工程和设计之间的桥梁。在我们的新课中，我们会让学生进行3D扫描，并与工程师一起完成所有工作。”

“我们会在课程中延续数字替身的采集内容，同时，我们学院也期望推动更多商业合作。”