通过拍摄捕捉现实世界照片,来创建3D资产?是的,这就是神奇的摄影测量世界!欢迎您的到来。

Patrick Letourneau,一枚3D艺术家、摄影测绘制图员,还是一位秘密的犯罪斗士。他分享了这篇使用移动手机进行摄影测量的文章。

也许你听说过摄影测量,即Photogrammetry,往往因为其复杂的学术基础知识,让人望而生怯。但现代科技的进步,让这一切变得很容易,只要动动手指就可以实现复杂的3D重建过程。

在本教程中,你将学习:

  • 如何设置要捕获的对象并将其导入软件
  • 如何清理和简化您的模型
  • 纹理和烘焙法线贴图
  • 如何导出模型到Cinema 4D和Redshift

什么是摄影测量?

摄影测量学是一门将摄影照片作为输入数据,应用算法处理,实现工程测量的学科。使用多个输入图像,软件能够推断出超精确的三维模型,从而满足实际使用需求。这个过程可能看起来很复杂,但它比从头建模新资产要快得多。

摄影测量准备阶段

在开始之前,你需要准备以下工具:一部照相机(这里是手机)、一台电脑、一个物体(比如鞋子)。

不必担心,你不需要任何预备知识,就可以开始。跟着学、照着做,就行!

照明很重要!

当你拍摄捕捉一个对象时,所有照明信息都将被记录,并且硬烘焙到最终资产。所以,均衡的、中性的照明很重要,避免高光。

如果是室外,有些朋友会选择在阴天拍摄,可以避免出现强光和阴影。也有一些朋友,会搭建一个无影墙软盒,用交叉偏振环形灯来实现更好的照明。

相机控制也很重要!

如果你用的是单反相机,你可以使用所有的控制手段来捕捉高分辨率的一致性的图像。如果你用的是手机,你可能需要下载一个能控制曝光和光圈、原始图像和亮度的摄影应用程序。

每个角度都要拍摄!

架起你的物件,不管用三脚架、旋转基座,还是树枝,总之要“金鸡独立”。

记得要用RAW格式。然后每个角度都要拍摄。小技巧:每次转动的偏移角确保小于30°。

传输拷贝格式

一般不推荐用JPG,如果不得不,那拍摄之前,还请检查好白平衡、阴影等问题。如果是单反,可以检查色彩平衡。总之,确保每张照片都匹配一致。

最好的格式,依然是TIFF。只不过,如果采用RealityCapture软件的PPI按输入付费模式,可能要多花点钱。

摄影测量软件CaptureReality

照片拍摄完毕后,打款CaptureReality软件,然后全部导入,拖拽进去就可以。

点击START,程序即可自动执行。如果一步一步来的话,您可以先点击ALIGN,目的是告诉程序先对齐照片,对每个镜头的相机位置进行计算评估,从而创建一个更精确的3D模型。

每个锥体代表从相机拍摄的一个镜头。

对齐之后,就可以让程序计算生成高质量模型。

润色你的摄影测量扫描结果

如果你操作正确,将得到类似以下的结果。

对于手机来说,这个结果已经相当不错了!不过依然能看到很多锯齿和噪点,然后还要把鞋子地下的卷筒删除。

目前这个鞋子大概有1500万个三角面组成,我们使用套索工具来对齐进行清理。到RECONSTRUCTION面板,找到套索工具Lasso。

将套索绕着支架拖动,生成高亮显示。然后转到Tools > Filter Selection执行。

很好!现在底部的卷筒,已经删除了。然后再点击Tools > Close Holes,左边会出现一个菜单,微调参数之后,再次点击菜单上的Close Holes按钮。鞋子低下镂空的洞,就自动填补上了。

1500万三角面,显然有点多了。我们要对鞋子模型进行简化,Tools > Simplify Tool

简化之后,会丢失一些细节,变得粗糙。我们需要想办法解决,从高模到低模切换,出现的问题。

找到 Tools > Smoothing Tool,在点击之后出现的菜单(窗口左侧)中,设置参数,比如迭代次数为5,然后点击smooth按钮。

现在我们获得了一个平滑的、漂亮的鞋子模型。这为下一步执行投影纹理、烘焙法线贴图做好了准备。

摄影测量的纹理体贴方法

首先,确保我们选择低多边形版本。25万比1500万要容易处理得多。然后点击导航菜单的纹理Texture按钮。不需要各种设置,程序可以自动处理。

现在,你明白了在阴天拍摄的好处。因为我们有相对较少的内陷阴影(有一点在鞋带的遮挡下,但在这样简陋的拍摄条件下,是不可避免的)。总的来说,还是相当不错的。

现在纹理已经完成,是时候从我们的高多边形模型烘焙法线贴图了。

如何烘焙法线贴图到摄影测量扫描模型

我们要做的第一件事是取消选择平滑工具,然后点击纹理重投影工具Texture Reprojection。我们的源模型是高多边形版本,而结果是低多边形版本。然后我们点击Reprojection

获得法线贴图的烘焙,我们得到了一个诊断视图,方便我们诊断一些噪点。对于高质量的扫描捕捉来说,这不是什么大问题。

现在我们可以导出模型,并将其导入到Cinema 4D中。

接下来,可以在Cinema 4D中启动你的各种工作,比如用Redshift渲染引擎渲染结果等,是不是很方便、很强大!