三维扫描技术在影视动画中应用

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1、三维扫描技术在影视动画中应用　　王建磊，苏州市旅游与财经等职业技术学校艺术系教师【作者简介】电影《本杰明·巴顿奇事》海报自20世纪70年代以来，由于计算机技术的不断发展，数字技术在影视动画中的应用逐渐广泛，并已成为影视动画制作中不可缺少的一部分。美国导演詹姆斯·卡梅隆说道：“视觉娱乐影像制作的艺术和技术正在发生着一场革命，这场革命给我们制作电影和其它视觉媒体节目的方式带来了深刻变化，以至于我们只能用出现了一场数字化文艺复兴运动来描述它。”随着电影数字化程度的发展，在测量和逆向工程领域应用广泛的三维扫描技术逐渐应用到影视动画的制作中，并对

2、影视动画的制作具有较为深远的影响。一、何为三维扫描技术5三维扫描仪是用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状与外观数据（如颜色、纹理等性质）的科学仪器。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。三维扫描仪的用途是创建物体几何表面的点云，用来插补成物体的表面形状，越密集的点云可以创建更精确的模型。若扫描仪能够取得表面颜色，则可进一步在重建的表面上粘贴材质贴图，即所谓的材质印射。三维扫描仪大体分为接触式三维扫描仪和非接触式三维扫描仪。其中非接触式三维扫描仪又分为光栅三维扫描仪（也称拍照式三维描仪）和激光扫描仪

3、。而光栅三维扫描又有白光扫描或蓝光扫描等，激光扫描仪又有点激光、线激光、面激光的区别。三维扫描在工业设计、地貌测量、数字文物典藏、影视动画、游戏创作素材等领域应用广泛。在影视动画的制作中，非接触式的拍照式三维扫描仪和激光扫描仪在虚拟物体的创建中发挥着重要作用，也是目前应用最广泛的三维扫描技术。二、三维扫描技术在影视动画中的应用5随着计算机图形图像技术的发展，数字技术越来越广泛地应用于影视、动画、游戏、广告等众多领域，实现了过去无法想象的特技效果，给人们带来了全新的视觉感受，成为高质量数字媒体制作中不可缺少的手段。随着影视动画数字化趋势的

4、发展，高质而逼真的三维虚拟物体是高清画面必不可少的元素。三维模型创建的方法主要有两个，即完全在计算机中虚拟构造和设法获得实物的三维彩色模型。但对于真实的、复杂的物体，例如人物，再好的模型师也无法将真实的人等比完整复制，正所谓“画鬼容易画人难”。于是三维扫描技术在数字影视的仿真模型制作中，显得非常重要，如对真实角色的面部或者身体再现、三维场景的仿真、道具和装饰物等模型的创建等方面。（一）角色的创建角色是影视动画作品创作的核心，也是作品的灵魂。在影视动画的角色创建过程中，三维扫描技术主要表现在数字替身和精细模型创建两方面。对于影视中的替身主

5、要是指代替影片中原演员表演某些特殊和高难度的动作和技能，或原演员所不能胜任的惊险动作的特殊演员。一般选聘具有影片所需要的特殊技能的人员担任，代替某一演员完成规定的动作。随着数字技术的发展，数字替身在影视制作中被广泛应用，并取得了良好的效果。所谓的数字替身就是指用虚拟的方式创建演员的三维模型，并通过虚拟角色的表演来完成真人演员不可能完成的危险或高难度动作，以此获得较好的视觉效果。数字替身的原型一般为真人演员，所以其三维模型的创建是以真人为模板。为了使虚拟角色与真人演员具有高度的相似性，三维扫描技术往往成为导演所青睐的数字技术。无论是何种三

6、维扫描仪都是以真人为扫描对象，以此来获得演员的三维模型和细节特征，之后再通过逆向过程软件进行后期的数据修补和局部细化，进而获得具有高逼真度的三维模型。三维扫描技术在影视动画中完全虚拟角色的设计和创5建过程中，也是身影不断且屡创奇效。在三维角色设计和制作过程中，往往要反复修改来确定角色的外观和细节。在细节设计和制作的过程中，为了获得更好、更逼真的效果，通过特效化妆师和雕塑师合作制作相应的实体模型，对于角色细节的观察和修改更加直观。·电影理论王建磊：三维扫描技术在影视动画中的应用格伦·斯坦德林执导的《TruthAbout5Demons》在对

7、角色模型制作的过程中，为了获得逼真而细致的角色模型，特效师奈杰尔和他的团队先用三维扫描仪对小尺寸的恶魔模型进行数字化处理，然后制作出等尺寸的头部和肩部模型。对恶魔头部的扫描数据主要用于细节处理，对缩小模型的扫描则用于全身造型的制作。将角色模型的扫描数据导出为Obj，并导入到Maya软件中进行处理，另外通过扫描获得的精细材质纹理，使逼真虚拟角色的获得成为可能。卡梅隆执导的《阿凡达》在设计和制作纳美人的过程中就制作了等比例的纳美人模型，然后再扫描实体模型生成三维数据，并利用这些数据建立通用的高分辨率的纳美人角色。《纳尼亚传奇3：黎明踏浪号》

8、中羊人等角色，使用方便、高效的手持式三维扫描仪针对模型扫描获得逼真的三维模型。特别是《本杰明·巴顿奇事》中本杰明的模型制作最具代表性。特效化妆师瑞克·巴克和雕刻家卡瑟制作了本杰明不同年龄段的逼真半身头像。这