这也太效率了吧,真人扫描成3D角色模型流程分享!
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发布于 2022-6-17 17:35:04

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作者: Myrkur Games   



作者:


https://myrkur.is/
--------------------------------------[micxp_wxonkey]wxv_2259830971456012288[/micxp_wxonkey]Myrkur Games 团队的成员向我们介绍了他们的摄影测量工作流程,解释了他们的装备是如何工作的,并展示了如何使用 Unreal Engine、ZBrush、Maya 和 Substance 将照片变成角色。



介绍




Myrkur Games 是一家冰岛视频游戏工作室,致力于为 PC 和游戏机开发一款名为 Echoes of the End 的新型第三人称动作冒险游戏。该游戏将由Prime Matter(Koch Media/Embracer Group)发行,是该工作室创建的原创IP,也是该工作室开发的第一款游戏。我们目前也在扩大我们的团队,所以如果您对我们的职位感兴趣,请在此处查看我们的空缺职位。

Echoes 设置在一个新的幻想/科幻环境中,具有逼真的风格,利用了虚幻引擎 5 和新一代游戏机所提供的大部分功能。对于 Echoes 中的许多角色,我们希望以非常高的细节水平捕捉演员的相似之处。由于演员的规模和游戏的制作要求,我们很快意识到这意味着我们将使用摄影测量。为避免透露游戏的任何细节,我们实际上无法向您展示我们为 Echoes 制作的角色的详细信息。所以我们找来了我们自己的一位关卡设计师 Eirikur,我们让他完成了我们的流程并记录了沿途的步骤。就上下文而言,我们从头到尾总共花了大约一天的时间进行扫描。

扫描角色




照片扫描静止物体通常可以使用单个相机来实现,在一段时间内拍摄数百张照片。以这种方式扫描人的问题在于,与无生命的物体不同,他们会自然地四处走动、眨眼并稍微改变他们的表情。这些细微的差异会降低我们用于构建 3D 模型的数据的质量,从而产生不一致的结果。我们需要捕捉大量的面部表情,而在捕捉过程中,演员几乎不可能在几秒钟内完美地保持这种表情。因此,为了获得更可靠的结果,我们选择构建自己的内部摄影测量设备。
让我们将其分解并讨论在构建我们的钻机和管道的过程中所做的选择。

相机设置




我们最初试验了 18 台以各种配置安装在三脚架上的相机,看看这是否可行,并为软件提供足够的重叠。我们很快发现 18 台相机并没有产生强烈的重叠,所以我们选择将它们排列成一个锥形,并在椅子/电动转盘上旋转我们的对象,每旋转 45° 拍摄一张照片。这导致每个相机有 8 张照片或总共 144 张照片。

通过这种方式,我们用 18 台摄像机对面部和身体进行了一些非常出色的扫描,但是由于对象面部表情和姿势的细微变化,以及由于旋转导致的光线不一致,我们在 3D 重建中遇到了一致性问题。主题。由于我们为每个演员扫描多个面部表情(20-40),我们需要提高我们的一致性。我们回到绘图板上,想出了一个覆盖 360° 的布局,每个相机只拍摄一张照片 - 降低了所有不一致的风险。基于对 18 台摄像机的大量试验和错误,我们为 36 台摄像机配置创建了一个 3D 布局计划,我们最终采用了该计划。这次选择固定框架布局而不是三脚架,因为我们知道使用它会更容易,并且总体上提供更一致的结果。

我们总共操作 36 台摄像机。我们选择了佳能 750D 和 2000D(大约 50/50 分割)的组合,因为它们在全画幅相机中提供高分辨率图像,同时仍然是一个非常划算的选择。 我们使用 Maya 在 3D 中非常准确地规划了我们的装备,以了解所有摄像机和装备的位置,以最大限度地增加摄像机重叠。我们制造的框架是一个非常轻的铝制系统,我们在专业五金店获得并在现场组装。



照明设置




为了捕捉演员的肖像,纹理捕捉也非常重要,因此您希望获得一些中性甚至均匀的照明。对于我们最初的实验,我们使用闪光灯摄影灯。然而,升级到我们的 36 个摄像头布局后,我们选择使用恒定 LED 灯。虽然 LED 通常产生较少的光,但它们更容易使用并且占用的空间更少。由于房间空间有限,这也使我们能够在主体周围均匀放置更多灯光,以消除刺眼的阴影和高光。我们在一个相对较小的房间内拍摄,因此我们将房间漆成白色并在设备周围使用白色床单,以保持色彩中性并最大限度地提高反射光。对我们来说重要的最后一步是使用偏光滤镜,我们在相机镜头和灯光上使用它,以去除主体的镜面高光。  


操作相机和检索照片




为了同时触发所有摄像机,我们使用了六个 Esper 触发框。这些是专门为一次以非常高的精度触发多个相机而设计的设备。根据我们的实验,尝试通过 USB 而不是 Esper 盒直接触发所有摄像机会在摄像机之间引入相当大的延迟,演员可能会移动、眨眼或懒散一点,其中任何一种都会对结果产生负面影响。我们还了解到,如果没有像 Esper 盒这样的东西来控制闪光灯触发器和相机快门,几乎不可能使用闪光灯摄影。

要操作相机上的任何设置,以及将照片批量传输到我们的计算机 - 我们使用一个名为 Digicam control 的程序。要通过 Digicam 操作摄像机,所有摄像机都通过大型 USB 3.0 集线器连接到计算机。对于相机设置,最重要的是将 ISO 保持在 100-400 尽可能低,以避免图像中出现不必要的颗粒。避免浅景深。尽量保持最低 F8.0 和 1/60 快门速度。瞄准一致且中性的焦距(50 毫米,但可能取决于您的相机传感器和镜头)。最后,对相机进行颜色校准并确保您捕获一致和中性的颜色以用于纹理目的非常重要。以 RAW 格式(或非常高质量的设置)拍摄所有内容。

处理扫描




检索照片后,我们将它们带入 Lightroom。在这里,我们将照明更加平坦。我们降低高光并提高阴影。这样做是因为根据我们的经验,我们了解到这通常会帮助我们的软件更准确地分析照片,因为在曝光不足或曝光过度的元素中丢失的信息更少。有点疯狂以帮助软件实现最佳 3D 效果很好,因为一旦我们准备好模型,我们总是可以稍后用我们的首选设置替换纹理。然后,我们将编辑后的照片导入 Agisoft Metashape(任何摄影测量软件都可以)。通过其神奇的算法,Metashape 对齐 3D 空间中的所有相机,并根据数据构建点云。

头发是真正搞砸了这个过程的东西,所以我们让我们的受试者戴上这个时尚的发帽。我们还确保发帽不会完全覆盖发际线,因此我们知道将头发放在哪里。通常,我们还会要求受试者在进行扫描之前剃掉任何胡须——但如果需要,稍后在 ZBrush 中很容易清理小胡须。




所以这是我们从中性扫描中得到的结果,这是一个非常好的基础。我们不打算捕捉毛孔细节,因为我们稍后会添加这些细节。值得注意的是,我们实际上忘记为这次扫描调整其中一个灯。结果,鼻子上有一点阴影,但类似的东西很容易在以后清理。 如前所述,我们还捕获不同的表达式,用作我们的装配工和动画师在制作数字替身动画时使用的混合形状。这将意味着当我们的角色皱眉或微笑时,您在游戏中看到的是他们的微笑,并且不会浪费他们表演的细微差别。




重新拓扑和清理




一旦我们进行了 3D 扫描,下一步就是使用一个名为 wrap3d 的程序将我们的基础网格头部拓扑包裹在它周围。我们所有的头部都共享相同的拓扑结构和 UV,以尽可能简化事物,这也意味着您可以在任何角色之间交换纹理,这确实加快了背景角色的制作过程。

接下来,我们将这个包裹的拓扑带入 ZBrush,雕刻掉我们不想要的东西,比如胡须,并添加任何细节,比如皮肤毛孔或疤痕。这是我们添加 3D 眼睛和其他细节的地方。



我们已经有了适合我们 UV 的毛孔置换贴图,因此几乎没有时间制作这些贴图,主要是导入贴图。最重要的是,我们会雕刻该人可能独有的任何皱纹。有时通过导入颜色图并从中跟踪信息。清理中性表达式后,我们对混合形状重复相同的过程。ZBrush 中的 Blendshape 过渡:

Blendshapes 可以作为附加层添加到 ZBrush 中的中性面。然后,我们从 blendshapes 中烘焙法线贴图并将它们合成为皱纹贴图,该皱纹贴图将覆盖在引擎内的基础法线上,具体取决于触发的表达式。

纹理




此时,我们通常会从扫描中清理颜色纹理。这包括画出演员可能穿的任何衣服,并去除可能残留的任何照明信息。所有的纹理工作都是在 Substance 3D Painter 中完成的。为了消除任何阴影,我们制作了一个具有灯光效果的图层,在其上放置一个黑色蒙版,然后在需要照亮较暗区域的蒙版中绘画。通常我们也会用与角色头发相似的纹理来绘制发帽。

我们为奇异头部制作的唯一其他纹理是法线贴图和我们从高模烘焙的空腔贴图。其余部分主要在虚幻引擎内部的皮肤着色器中生成,或者使用所有角色共享的可重用贴图。

结果




所以我们在那个阶段最终得到的是 Eirikur 的头部,经过清理并使用一些非常基本的材料导入虚幻引擎。

对于主要角色,我们花更多的时间而不是把事情做得恰到好处,细化小细节,确保角色感觉正确,如果我们觉得有必要,可能会夸大一些特征,但对于次要角色,这样的事情就好了。


结束




这就是一切!如果您想了解更多有关此过程的信息。

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逆水寒  发表于 2022-6-17 21:19:12  
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huang1a1  发表于 2022-6-18 08:24:20  
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wangzhenmo  发表于 2022-6-18 10:34:21  
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