FARO激光扫描仪使得电脑生成影像与真人图像得到精确匹配

　　激光扫描：在涉及视觉特效的电影场景中必不可少Picture Element Inc.(以下简称“Picture Element”)设在与日本著名的住宅区世田谷区相邻的东宝工作室（Toho Studio）内，是一家电影后期制作公司，该公司将真人图像与电脑生成的影像合成在一起来制作用于电影、电视剧和广告片的视觉特效。

　　“2013年，我们才开始使用FAROLaser Scanner Focus3D，但是截至2014年5月，我们已经用它制作了五部电影，”在电影制作行业中拥有30多年经验的Picture Element总裁兼技术制作人Tetsuo Ohya先生解释说，“现在，它对我们的工作(如CG建模，合成真人图像和其他各种图像，并将CG图像整合到电脑动画电影之中)至关重要。”

　　“我们使用Focus3D制作了《魔女宅急便》这部电影中的20个片断，”Picture Element的制作经理Toshiya Harada先生透露，“我们还扫描了整个神户市立水果鲜花公园来创建三维模型，以此作为正在制作中的电影《Miracle Debikuro君的恋爱魔法》的背景。”

　　用于各种影视制作的点云数据

　　利用Focus3D所获取的扫描数据已被用于各种影视制作。在《魔女宅急便》中的一个场景中，他们对一只名叫Gigi的黑猫使用了CG模型，这只黑猫爬上真实的桌子和石头台阶，然后跃出屏幕。点云数据被用来精确地匹配真人和CG图像。他们必须对真实场景进行测量以便匹配CGI，但是弯曲的表面（例如这里的石头台阶）无法用人工方法进行测量。“利用Focus3D进行扫描能够让精确地将黑猫的CG图像与实景图像进行匹配。”Picture Element的数字影像技师兼VFX总监Naotaro Takahashi先生指出。

　　Harada先生继续说：“另一个场景是《Miracle Debikuro君的恋爱魔法》中装饰了圣诞灯的果园的场景。我们利用Focus3D扫描了场景中的一切，包括建筑物、公园和喷泉。利用这些数据，我们为特效灯光场景创建了三维模型。”

　　对于在果园开展的该项目来说，因为公园中有一所U形建筑，我们不得不分别进行多次扫描。使用Focus3D，我们在该建筑周围的不同位置进行了12次扫描，最后将它们进行整合来构建一个点云数据集。

　　接下来的整个场景的扫描，包括从平台到喷泉周围的四个位置，共创建了18个点云数据集。由于Focus3D尺寸小、重量轻，非常便于携带，整个扫描项目只用了很短的时间。Harada先生指出：“我们在该项目中使用了Focus3D，该设备的操作非常简单，能够轻松地测量远在120米处的物体。”

　　FARO SCENE和Geomagic Studio这两套软件被用来处理点云数据和创建三维模型。

　　利用扫描片断在远处拍摄

　　在另一部真人电影《追击的巨人》中，长崎的Gunkanjima(也被称为“军舰岛”)被选为外景拍摄地。该岛过去由煤矿主占据，但目前已被废弃并且无人居住。在这部影片中使用了许多扫描图像，Focus3D帮助获取了后期场景构建所用的数据。

　　“我们前往此地受到很大限制并且拍摄时间非常有限，”Ohya先生说。“由于建筑物的结构和地形非常复杂，在这种情况下，除了使用Focus3D之外，我们别无它法。我们基本扫描了岛上的一切。因为我们尚未确定在何处拍摄以及如何进行拍摄。基于所收集的点云数据，我们查看了镜头片段并使用这些数据来重新创建缩微模型或CG图像。”

　　换句话说，利用Focus3D所收集的数据被用作三维事故板。该设备具有许多独一无二的优点，例如，它能够以三维方式记录现场的详细信息并能够从不同的角度检查场景。

　　在电影背景中，建筑物的天花板并非始终适合进行拍摄。在这种情况下，可以使用CG在后期制作过程中将想要的背景合成到电影场景中。在三维图像中，天花板的形状会随着摄像机的移动而发生改变，只有预先利用Focus3D获得高度精确的场景扫描图像，合成的CG天花板图像才会具有逼真的效果。

　　偶遇Focus3D

　　Focus3D现已成为Picture Element完成后期制作必不可少的设备，而该公司发现这款设备，也是因为一部以DNA调查为主题的电影《白金数据》。

　　Ohya先生回忆道：“在以未来的日本为背景的这部电影中，有一幕场景是警察在调查犯罪现场的过程中使用激光扫描仪来进行取证。Focus3D仅是被用作为电影道具。但作为影视制作专家，Focus3D本身更让我们感兴趣。后来，我们通过扫描布景真正地试用了该设备。查看过点云数据后，我们发现它对于我们来说是一个切实可行的解决方案。正是在那时，我们决定在工作流程中引进该设备。”

　　利用FARO Laser Scanner Focus3D创建电影背景的三维模型。

　　他继续说：“我们所遇到的挑战是如何快速、精确和轻松地进行测量。我知道激光扫描仪很有用，但我们认为我们花不起2000万日元来购买这样的设备。幸运的是，我们发现了物美价廉的Focus3D。”

　　自引进该设备以来，Picture Element的该团队只用了半天的时间来进行培训，就掌握了基本的扫描技巧。从那以后，通过多次练习，该团队学会了使用靶球等标记来连接多个点云集。“利用清晰的配准标记，FARO SCENE云处理软件能够以较高的精度自动地识别和连接这些点云集，”Takahashi先生说。“经过多次扫描后，我们掌握了最佳的扫描实践并学会了如何准确地放置标记。从那时起，我们的工作一次也没有失败过。”提高制作精度和制作效率

　　在合成真人和CG图像时，Picture Element过去依靠建筑图纸、地图、等高线图等信息来创建场景的三维模型。

　　如果没有图纸，该团队会使用根据照片所估计的数据或使用量具或激光测距仪人工获取的测量结果来制作CG图像。

　　Takahashi先生告诉我们，“使用这种方法，即使花费大量的时间，测量结果的精确度也非常差并且制作结果不够自然。有时，人物看上去就像漂浮在空中或沉入地下。自从使用Focus3D以来，我们再也没有出现过上述问题。”

　　而且，Picture Element现在能够在极短的时间内创建任何场景的三维模型。Ohya先生说：“CG现在被频繁地用于电影制作，许多人都认为不使用CG就无法制作电影。对于电影制作来说，缩短建模时间和提高精度是非常重要的问题。”

　　Picture Element正考虑将Focus3D用于海外拍摄。Focus3D已成为该公司必不可少的设备。

　　Ryota Ieiri Ieiri Laboratory Limited

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