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激光掃描：在涉及視覺(jué)特效的電影場(chǎng)景中必不可少

Picture Element Inc.（以下簡(jiǎn)稱“PictureElement”）設(shè)在與日本著名的住宅區(qū)世田谷區(qū)相鄰的東寶工作室（Toho Studio）內(nèi)，是一家電影后期制作公司，該公司將真人圖像與電腦生成的影像合成在一起來(lái)制作用于電影、電視劇和廣告片的視覺(jué)特效。

“2013年，我們才開始使用FARO Laser ScannerFocus3D，但是截至2014年5月，我們已經(jīng)用它制作了五部電影，”在電影制作行業(yè)中擁有30多年經(jīng)驗(yàn)的PictureElement總裁兼技術(shù)制作人Tetsuo Ohya先生解釋說(shuō)， “現(xiàn)在，它對(duì)我們的工作（如CG建模，合成真人圖像和其他各種圖像，并將CG圖像整合到電腦動(dòng)畫電影之中）至關(guān)重要?！?/p>

“我們使用Focus3D制作了《魔女宅急便》這部電影中的20個(gè)片斷，”Picture Element的制作經(jīng)理ToshiyaHarada先生透露， “我們還掃描了整個(gè)神戶市立水果鮮花公園來(lái)創(chuàng)建三維模型，以此作為正在制作中的電影《Miracle Debikuro君的戀愛(ài)魔法》的背景?！庇糜诟鞣N影視制作的點(diǎn)云數(shù)據(jù)

利用Focus3D所獲取的掃描數(shù)據(jù)已被用于各種影視制作。在《魔女宅急便》中的一個(gè)場(chǎng)景中，他們對(duì)一只名叫Gigi的黑貓使用了CG模型，這只黑貓爬上真實(shí)的桌子和石頭臺(tái)階，然后躍出屏幕。點(diǎn)云數(shù)據(jù)被用來(lái)精確地匹配真人和CG圖像。他們必須對(duì)真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)量以便匹配CGI，但是彎曲的表面（例如這里的石頭臺(tái)階）無(wú)法用人工方法進(jìn)行測(cè)量。“利用Focus3D進(jìn)行掃描能夠讓精確地將黑貓的CG圖像與實(shí)景圖像進(jìn)行匹配?！盤icture Element的數(shù)字影像技師兼VFX總監(jiān)Naotaro Takahashi先生指出。

Harada先生繼續(xù)說(shuō)： “另一個(gè)場(chǎng)景是《MiracleDebikuro君的戀愛(ài)魔法》中裝飾了圣誕燈的果園的場(chǎng)景。我們利用Focus3D掃描了場(chǎng)景中的一切，包括建筑物、公園和噴泉。利用這些數(shù)據(jù)，我們?yōu)樘匦艄鈭?chǎng)景創(chuàng)建了三維模型。”

對(duì)于在果園開展的該項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，因?yàn)楣珗@中有一所U形建筑，我們不得不分別進(jìn)行多次掃描。使用Focus3D，我們?cè)谠摻ㄖ車牟煌恢眠M(jìn)行了12次掃描，最后將它們進(jìn)行整合來(lái)構(gòu)建一個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)集。

接下來(lái)的整個(gè)場(chǎng)景的掃描，包括從平臺(tái)到噴泉周圍的四個(gè)位置，共創(chuàng)建了18個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)集。由于Focus3D尺寸小、重量輕，非常便于攜帶，整個(gè)掃描項(xiàng)目只用了很短的時(shí)間。Harada先生指出： “我們?cè)谠擁?xiàng)目中使用了Focus3D，該設(shè)備的操作非常簡(jiǎn)單，能夠輕松地測(cè)量遠(yuǎn)在120米處的物體?！?/p>

FARO SCENE和Geomagic Studio這兩套軟件被用來(lái)處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)和創(chuàng)建三維模型。

利用掃描片斷在遠(yuǎn)處拍攝

在另一部真人電影《追擊的巨人》中，長(zhǎng)崎的Gunkanjima（也被稱為“軍艦島”）被選為外景拍攝地。該島過(guò)去由煤礦主占據(jù)，但目前已被廢棄并且無(wú)人居住。在這部影片中使用了許多掃描圖像，F(xiàn)ocus3D幫助獲取了后期場(chǎng)景構(gòu)建所用的數(shù)據(jù)。

“我們前往此地受到很大限制并且拍攝時(shí)間非常有限，”O(jiān)hya先生說(shuō)?！坝捎诮ㄖ锏慕Y(jié)構(gòu)和地形非常復(fù)雜，在這種情況下，除了使用Focus3D之外，我們別無(wú)它法。我們基本掃描了島上的一切。因?yàn)槲覀兩形创_定在何處拍攝以及如何進(jìn)行拍攝?；谒占狞c(diǎn)云數(shù)據(jù)，我們查看了鏡頭片段并使用這些數(shù)據(jù)來(lái)重新創(chuàng)建縮微模型或CG圖像?！?/p>

換句話說(shuō)，利用Focus3D所收集的數(shù)據(jù)被用作三維事故板。該設(shè)備具有許多獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)點(diǎn)，例如，它能夠以三維方式記錄現(xiàn)場(chǎng)的詳細(xì)信息并能夠從不同的角度檢查場(chǎng)景。

在電影背景中，建筑物的天花板并非始終適合進(jìn)行拍攝。在這種情況下，可以使用CG在后期制作過(guò)程中將想要的背景合成到電影場(chǎng)景中。在三維圖像中，天花板的形狀會(huì)隨著攝像機(jī)的移動(dòng)而發(fā)生改變，只有預(yù)先利用Focus3D獲得高度精確的場(chǎng)景掃描圖像，合成的CG天花板圖像才會(huì)具有逼真的效果。

偶遇Focus3D

Focus3D現(xiàn)已成為Picture Element完成后期制作必不可少的設(shè)備，而該公司發(fā)現(xiàn)這款設(shè)備，也是因?yàn)橐徊恳訢NA調(diào)查為主題的電影《白金數(shù)據(jù)》。

Ohya先生回憶道：“在以未來(lái)的日本為背景的這部電影中，有一幕場(chǎng)景是警察在調(diào)查犯罪現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程中使用激光掃描儀來(lái)進(jìn)行取證。Focus3D僅是被用作為電影道具。但作為影視制作專家，F(xiàn)ocus3D本身更讓我們感興趣。后來(lái)，我們通過(guò)掃描布景真正地試用了該設(shè)備。查看過(guò)點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，我們發(fā)現(xiàn)它對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)切實(shí)可行的解決方案。正是在那時(shí)，我們決定在工作流程中引進(jìn)該設(shè)備?！?/p>

利用FARO Laser Scanner Focus3D創(chuàng)建電影背景的三維模型。

他繼續(xù)說(shuō)： “我們所遇到的挑戰(zhàn)是如何快速、精確和輕松地進(jìn)行測(cè)量。我知道激光掃描儀很有用，但我們認(rèn)為我們花不起2000萬(wàn)日元來(lái)購(gòu)買這樣的設(shè)備。幸運(yùn)的是，我們發(fā)現(xiàn)了物美價(jià)廉的Focus3D?！?/p>

自引進(jìn)該設(shè)備以來(lái)，Picture Element的該團(tuán)隊(duì)只用了半天的時(shí)間來(lái)進(jìn)行培訓(xùn)，就掌握了基本的掃描技巧。從那以后，通過(guò)多次練習(xí)，該團(tuán)隊(duì)學(xué)會(huì)了使用靶球等標(biāo)記來(lái)連接多個(gè)點(diǎn)云集。 “利用清晰的配準(zhǔn)標(biāo)記，F(xiàn)AROSCENE云處理軟件能夠以較高的精度自動(dòng)地識(shí)別和連接這些點(diǎn)云集，” Takahashi先生說(shuō)?！敖?jīng)過(guò)多次掃描后，我們掌握了最佳的掃描實(shí)踐并學(xué)會(huì)了如何準(zhǔn)確地放置標(biāo)記。從那時(shí)起，我們的工作一次也沒(méi)有失敗過(guò)?！?/p>

提高制作精度和制作效率

在合成真人和CG圖像時(shí)，Picture Element過(guò)去依靠建筑圖紙、地圖、等高線圖等信息來(lái)創(chuàng)建場(chǎng)景的三維模型。

如果沒(méi)有圖紙，該團(tuán)隊(duì)會(huì)使用根據(jù)照片所估計(jì)的數(shù)據(jù)或使用量具或激光測(cè)距儀人工獲取的測(cè)量結(jié)果來(lái)制作CG圖像。

Takahashi先生告訴我們， “使用這種方法，即使花費(fèi)大量的時(shí)間，測(cè)量結(jié)果的精確度也非常差并且制作結(jié)果不夠自然。有時(shí)，人物看上去就像漂浮在空中或沉入地下。自從使用Focus3D以來(lái)，我們?cè)僖矝](méi)有出現(xiàn)過(guò)上述問(wèn)題?！?/p>

而且，Picture Element現(xiàn)在能夠在極短的時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建任何場(chǎng)景的三維模型。Ohya先生說(shuō)： “CG現(xiàn)在被頻繁地用于電影制作，許多人都認(rèn)為不使用CG就無(wú)法制作電影。對(duì)于電影制作來(lái)說(shuō)，縮短建模時(shí)間和提高精度是非常重要的問(wèn)題?！?/p>

Picture Element正考慮將Focus3D用于海外拍攝。Focus3D已成為該公司必不可少的設(shè)備。