3D 扫描
准确的比例是武器艺术最重要的基础。 3D扫描是获得它们时间效率最高的方法之一. 随着时间推移,与扫描数据合作,也开发了艺术家对形式和比例的眼睛.
团队一开始掌握的数据越多,最终结果就越好.
然而,没有一个单一的参考类型可以解决每一个问题. 所需质量水平界定了应投入多少时间收集、创建和验证参考资料。 对于高端武器艺术,特别是在VR中,精确比例是最重要的基础之一.
扫描有助于解决艺术家的基本要求:比例. 一旦艺术家在精神上和3D空间中都理解物体的真实尺度,质量,和硅胶,那么较小细节的复制就会变得更快,更受控制.
从长远来看,三维扫描或公制正确的屏蔽是开发艺术家眼睛的好工具. 与来自现实世界的准确数据合作有助于艺术家更好地了解一个物体的比例,细节的位置,功能逻辑和整体美学.
摄影测量
图片来自 Agisoft Metashape
最容易进入的入口。 从照片中重新构建几何——也捕捉颜色/纹理数据. 扩散表面效果很好。 受反射,黑色/凝胶材料,和处理时间的限制.
摄影测量是3D扫描中最容易进入的切入点之一. 它从不同角度拍摄的大量照片中重建几何. 除几何外,它还可以产生散射或彩色纹理数据.
优点: 可访问性 - 最简单的形式,它只需要一台相机. 与扩散的表面作用良好,可以捕捉有价值的色彩信息用于材料创作.
硬件 : 从一个基本摄像机装置到先进的生产钻机:
- 中性背景和可编程转盘
- 跨极化设置
- 装有50毫米镜头的全帧50+兆像素无镜相机
- 缩放条或 QR 标记
- 为反射表面喷洒沉闷喷雾
限制: 耗时调整和清理. 并非纯粹的几何地面真理 - 受球场深度,运动模糊,反射,压缩的影响. 黑色、光泽、透明或高反射物体尤其成问题。
李达
阿特克喷气机、阿特克雷
优化环境和建筑,而不是武器级的细节. 通常对贝壳,螺丝和表面的分辨率不足,在武器艺术中佩戴此物质.
LiDAR一般不是中小武器资产的最佳解决方案. 大多数LiDAR的应用都是优化环境捕捉,架构,大规模空间扫描,以及长途测量.
对于武器艺术,在小贝壳,螺丝, gro,印饰细节,边缘过渡,以及表面磨损物质的地方,LiDAR通常与结构化的光度或高品质的摄影测量相比,没有提供足够的细节.
结构光( Sinosoidal / 相位移)
扫描框示例
精确几何最强的解决方案之一——最高微米级精度. 将已知的图案投放到表面,并从变形中计算形状. AR-15握把可以产生数亿的多边形.
结构的光扫描,特别是sinusoidal或相位转换的系统,是捕捉准确几何的最强的解决方案之一. 在溢价设置中,它可以达到极高的精度,有时会降到微米级的精度.
优点: 高度可靠的几何信息. 与摄影测量不同,结构化的光线积极将已知的图案投射到表面,并基于变形计算形状——远接近地面-真实几何. 开放系统可以适应不同的对象大小和扫描距离.
硬件 :
- 720p或4K投影仪
- 一台或两台灰度的机器视觉摄像机
- 稳定安装的校准相机投影装置
- 旋转和控制的照明
最佳做法: 跨极化,可编程转盘,4K投影仪,两台10+兆像素灰度机视距摄像机,定期校准.
限制: 比手持扫描仪更固定更慢 必须经常进行校准。 纹理捕捉质量通常用灰度照相机来限制.
阶段 Shift 的质量
手持结构灯
Artec Spider, EinScan Pro, Thor3D 卡利布里迷你
快速,互动的扫描 - 对人物,组装武器和场外工作都有好处. 坐在固定结构的光线和激光扫描之间. 成本和校准是主要限制。
手持式结构的光扫描仪可以让操作员围绕对象移动并交互地捕捉它. 它们可以在捕捉时自动对齐扫描数据,大大加快了过程.
用于: 字符,小道具,组装武器,部分拆卸武器,快速异地扫描,快速比例捕获.
限制: 高精度模型昂贵. 捕捉量可能有限。 如果硬件在使用多年后漂移,校准可能需要将设备发送给制造商. 软件许可可能是一个巨大的成本。
激光扫描
斯堪的纳州
对困难的表面有效——在光学方法挣扎的黑色或光泽材料上更稳定. 需要可见的标记来跟踪. 通常没有纹理捕捉.
一些激光扫描解决方案是合适的,但非常有效。 手持激光扫描仪既可以在静态设置中工作,也可以在运动中工作,逐渐填充扫描场景. 与一些光学方法相比,激光扫描可以在黑色或光泽表面更稳定.
设置 : 标志覆盖的转向架,三脚架,扫描仪挂载,45度扫描角度,可控照明,小心物体定位.
限制: 许多激光扫描仪依靠可见的标记进行跟踪和对齐. 有的不捕捉纹理数据——主要用于几何学,必须结合单独的图片参考.
其他捕获技术
测光立体 在受控照明下捕捉表面常态和PBR数据——广泛用于数码双片. 多光谱分析 研究跨波长的材料反应。 高斯滑板游戏 用于视窗外观,但不用于生产准备几何。
测光立体
相机在不同已知的照明方向下捕捉到相同的表面. 因为系统知道光源的位置,所以可以估计表面的常态,微结构,和物质反应. 广泛用于电影制作,用于面部扫描和高端数字双片. 对获取PBR材料信息和建设材料库极为宝贵.
多光谱分析
使用波段通道滤波器和不同波长的光线来研究材料在光谱上的反应方式. 可以帮助重建PBR工作流程中更准确的材料行为. 尚未广泛用于标准游戏制作,但我们早期的研发很有希望.
高斯白板游戏
使用类似摄影测量的基于图像的数据,但通过不同的方法重建视觉表现. 可用于理解视线依赖的表面外观,但不应作为生产准备几何学的直接替代.
Practical Workflow at — Keal Studio
我们合并了多个扫描系统: 固定结构光 为精密的部件, 手持结构光 为速度,和 摄影测量+摄影测量捕获 PBR纹理数据。 没有一个单一的方法是通用的——最好的结果来自技术的结合。
在目前的生产工作流程中,Keal Studio根据资产类型、要求的准确性以及生产限制使用几种扫描技术。
结构灯( 结构灯) : 我们的主要工作马 在获得手持扫描仪之前。 无论是小细节还是总体比例,表现都非常好。 在武器可以拆卸时特别有用——每个部件都以高精度分别扫描. 开放系统可以重新校准,使其既适用于工作室,也适用于场外扫描.
手持结构灯 : 现在用于人物,小道具,和武器 - 都完全组装和部分拆解. 主要优势是速度. 也可以与ROS等自动化系统连接.
摄影测量+摄影测量捕获: 曾收集PBR纹理数据. 对人物作品和材料库的创建特别有价值. 当与结构化的光几何结合时,结果可以是一个非常详细的PBR资产,准备进行重构和烘焙——有时会大大降低传统的人工纹理阶段.
为什么多重扫描仪物质: 使用多个扫描系统可以提供灵活性. 如果一种方法对于特定的表面,尺度,或材料来说并不理想,另一种方法可以填补空白. 目标是一个参考制作流程,其中每种方法都贡献出它最擅长的东西:准确的几何,物质行为,纹理数据,或生产速度.