揭秘3D VR视觉盛宴背后的硬核影像解决方案

日期:2022-11-29

       穿过漫长的走廊,便来到了夜之城。林立的高楼,店内工作的仿生人,永夜里流离的霓虹灯,充满危机和挑战的任务栏——这不是现实生活,而是游戏《赛博朋克2077》用3D技术搭建出来的奇境。


       如今,游戏和影视作品在现实和虚拟之间找到了突破口,曾经只存在于想象中的场景在现实中得以实现,通过3D技术打造出无比真实的视觉体验。无论是深入野地模拟作战的手机游戏《和平精英》,还是以美轮美奂的风光异军突起的动漫《白蛇·缘起》,以及动画效果炫酷、令人肾上腺素狂飙的系列电影《雷神》,每一部作品都如同一场真实且充满光与影的视觉盛宴,3D VR制作技术是将想象照进现实过程中不可或缺的一环,嘉兴超维信息技术有限公司就通过3D技术创造过诸多的虚拟世界。





超维信息技术有限公司3D案例采集过程及呈现效果




3D采集工作进行过程中,采集对象被佳能相机围绕


       作为深谙3D VR技术的公司,嘉兴超维信息技术有限公司研发了Body Capture系列人像3D单反相机阵列、Super Capture系列重光照及PBR材质扫描设备、Performance Capture系列4D面部表情捕捉设备、Shape X系列物件3D建模设备、Texture Scan系列PBR材质扫描仪、Scene Scan系列场景全景扫描仪等。通过这些仪器实现对人体全身形态、肤质、面部表情,以及对物件、室内外场景各领域的3D建模,进而为游戏和影视中构思的虚拟世界奠定可落地的技术基础。



嘉兴超维信息技术有限公司采集设备


       3D采集的仪器看似简单,想要真正完成高品质图像采集却并不容易,特别是在竞争激烈的市场环境下,对于高标准视觉效果的要求更是精益求精,嘉兴超维信息技术有限公司面临诸多难题。“首先,如何选择图像采集的相机才能使我们拍到更精确、不失真的影像;其次,所配相机与需要与我们自身设备高度匹配,进行高效的配合,才能快速进入商业化应用;还有,如何解决多相机复杂系统下稳定性差、故障率高、大批量数据获取和传输效率低的痛点;最后,如何从相机品牌方获得进一步的技术支持,后续的配套服务是否完善,成本是否在把控范围内等等,都是我们在思考、并非常关注的要点。”嘉兴超维信息技术有限公司相关负责人如是说。


       行业需要切实可见地打造虚拟视效,如果不能寻找到适配3D VR采集仪器的相机产品与整合方案,有针对性地进行探索和破局,那么优秀的影视和游戏项目就只能存在于计划中难以落地,或者即使落地也与想象中相差甚远。在经过仔细地了解、对比和实测后,嘉兴超维信息技术有限公司最终选择使用佳能的3D建模解决方案。




佳能3D建模解决方案在超维设备中的应用


       面对嘉兴超维信息技术有限公司的不同设备,佳能有针对性地提供了EOS 1500D、EOS 200D II、EOS M6 Mark II等不同型号的相机,高效适配不同采集需求的设备,输出清晰且有质感的画面。佳能3D建模解决方案不仅局限于提供相机器材,还包括佳能官方SDK软件开发包以及后续个性化开发等服务,帮助企业用户逐个解决技术难点。高匹配度、高质量的单反相机加上全国目前唯一提供售前售后服务的SDK软件开发包,佳能3D建模解决方案帮助嘉兴超维信息技术有限公司达到高标准行业水平。


图像采集清晰精准,奇幻世界触手可及

       无论是影视观众还是游戏玩家,对于自己感知的虚拟内容都非常敏感,对呈现出的3D画面有极为严格的要求。以游戏《赛博朋克2077》为例,该游戏推荐使用GTX1650 Super以上级别的显卡,在这样的配置条件下,静态画面中人物和场景的每处细节都需清晰可见,而当图像转至动态,每帧的内容更要求流畅生动。因此,制作过程中采集到的图像要求极高,需具有真实物品的形状、质感、颜色和光泽,最终的建模才能完全依照现实而打造。


       “行,这个清晰度和质感可以”嘉兴超维信息技术有限公司相关负责人看着监视器说道。Super Capture Light Stage重光照及脸部PBR材质扫描建模设备由嘉兴超维信息技术有限公司专为游戏、影视、CG行业应用开发,可以高效地采集、处理、生成毛孔级的人脸3D模型,并通过软件算法直接获得基于物理的渲染(PBR)材质和贴图,该技术广泛被应用于好莱坞各大影片制作中的数字演员建模,通过配备的5台PBR高速相机和40-60台三维建模相机,辅以球形灯光,定量化地反映真实人物的脸部细节和皮肤光照特征信息,在每台约2400万像素的相机设备拍摄下,被摄人物面部特征和细节得以高清采集和呈现,在游戏和影像中达到更加真实的效果,为接下来的制作提供优质素材。




佳能相机在Super Capture Light Stage重光照及脸部PBR材质扫描建模设备的应用


       除了Super Capture重光照及脸部PBR材质扫描建模设备,与佳能3D建模解决方案相辅相成的,还有VR 3D瞬时三维成像系统Body Capture,4D面部表情捕捉系统(Performance Capture)等。


       VR 3D瞬时三维成像系统Body Capture,利用近景摄影测量原理,通过相机阵列,可在0.1s捕捉到拍摄者全方位的信息。每套产品根据需求配备60-200台佳能2400万像素的EOS 1500D单反相机,围绕被拍摄人体搭建12个以上拍摄支架,相机的数量和位置经过了严格的工业设计,可以在较小的占地面积内进行精确扫描,带来良好的扫描体验。配合EF-S 50mm f1.8和EF-S 18-55mm f/3.5-5.6 IS II镜头,高画质的拍摄确保了成像过程中人物表情自然、模型精确、色彩逼真,可制作出更高真实度的数字人物。凭借优秀的采集效果,VR3D瞬时三维成像系统Body Capture代表佳能3D建模解决方案亮相于2022年第五届进博会的佳能展台,科技感十足的外观和神秘有趣的3D标签,吸引不少观众前来体验,获得无数好评。工作人员在为观众介绍时提到“优质的人像成像可以满足游戏、电影、动漫等多种文娱产品的需求,也是决定一款作品是否好看,是否好玩的关键,佳能为VR3D瞬时三维成像系统Body Capture提供了非常坚实的技术支撑,佳能相机可以具体捕捉人像和表情中的许多小细节,真实的质感不会在扫描过程中被过滤,这些细节其实正是生活感、现实感的来源。”





VR 3D瞬时三维成像系统Body Capture代表佳能3D建模解决方案亮相于第五届进博会佳能展台


SDK软件开发包提升效率,售前售后技术全流程支持

       图像采集和建模过程不仅需要精准的图片采集,也需要高效的系统操作流程。游戏和影像产业对高质量的3D影像需求极大,以3D电影行业为例,2022年,全球3D电影银幕数超过10.5万块,较去年增长13%,占全球数字银幕的58%。其中亚太地区3D银幕和数字银幕占比最高,3D数字银幕超过四分之三。为满足行业需求,高效且系统化的商业化应用便成为三维建模和成像系统的关键。


       长久以来,3D建模过程中一直存在着成像时间长、自动性不强的痛点。据嘉兴超维信息技术有限公司相关负责人介绍,传统意义上,单反相机的主流应用是面向消费端的,所以大多数厂商在SDK上并不十分重视,而在3D重建的应用中,以单反相机为基本系统组成部件,需要进行深度的二次开发。不仅需要通过SDK对单台相机的各项参数进行配置以及操作拍摄和数据传输,而且需要解决大规模相机同步控制和高数据通量传输的问题,这对相机SDK的支持就提出来更高的要求。


       佳能提供的官方SDK软件开发包,能够帮助软件开发人员在不同的操作系统下设计和开发软件界面,在扫描过程中同时设置并操控上百台佳能相机,嘉兴超维信息技术有限公司的Shape X物体三维建模系统采用高清单反相机阵列配合可控转台,与SDK协作可在一分钟内完成物件全方位信息扫描,并快速合成高质量3D数字模型。



佳能SDK在Shape X物体三维建模系统中的应用操作


       同样应用SDK软件开发包的还有嘉兴超维信息技术有限公司的VR 3D瞬时三维成像系统Body Capture系列产品应用,在瞬间捕捉到拍摄者全方位的信息后,可于10秒内稳定传输大量数据,采集后立刻就能在屏幕端成像,使得系统易用、高效。SDK软件开发包可以协助工作人员操作4台分布式数据采集控制器和1台主控制计算机及控制软件,不断完善后期处理流程获取的模型,模块化的设计保证了系统的可复制性和规模的可扩展性,可以有针对性地应用于影视游戏等多个行业。



佳能SDK在Body Capture的应用操作


       除了提供佳能官方SDK软件开发包,佳能的SDK部门还提供国内目前唯一覆盖售前、售后全流程的技术支持服务,在技术开发人员使用系统的全流程中跟进所遇到的问题,针对嘉兴超维公司的多个不同的产品系统进行二次开发和个性化定制,解决建模系统中稳定性等问题,从每一个细小的步骤中保障采集与建模的高效高速,助力合作企业为3D文娱产业提供兼具品质与数量的建模作品。


高素质、高适配且成本可控的3D建模解决方案

       与摄影爱好者日常使用相机时的需求不同,商用3D VR建模等所搭配的相机不仅要保证高清晰度,还要注重不同相机的协作搭配和与系统的适配度问题,以及对于企业来说非常重要的控制成本等问题。


       佳能在影像领域有着80余年的技术沉淀,在人像、色彩、对焦等方面具备技术优势,可根据不同的3D采集设备特性提供灵活的解决方案。佳能3D建模解决方案覆盖从全画幅单反相机到微单相机等多款机型,在满足不同3D采集设备的需求的同时,根据不同预算定制高性价比方案,让合作企业有余力将更多的精力投入到产品本身的设计和处理过程之中。


       在游戏和影视作品中探险和漫游,沉浸式感受多元视觉效果已经成为当代人重要的生活方式之一,随着web 2.0的日趋成熟和web 3.0的崛起,用户对于线上游戏和电影动漫的期待也呈现出差异化的特点,唯一不变的是市场对于真实感和细节的追求,嘉兴超维信息技术有限公司将继续与佳能进行合作,共同探索奇境背后的影像技术,脚踏实地地完成每个视觉奇迹。


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