FARO激光掃描儀使得電腦生成影像與真人圖像得到精確匹配

leiri Laboratory Limited

激光掃描：在涉及視覺特效的電影場景中必不可少

Picture Element Inc.（以下簡稱“PictureElement”）設在與日本著名的住宅區世田谷區相鄰的東寶工作室（Toho Studio）內，是一家電影后期制作公司，該公司將真人圖像與電腦生成的影像合成在一起來制作用于電影、電視劇和廣告片的視覺特效。

“2013年，我們才開始使用FARO Laser ScannerFocus3D，但是截至2014年5月，我們已經用它制作了五部電影，”在電影制作行業中擁有30多年經驗的PictureElement總裁兼技術制作人Tetsuo Ohya先生解釋說， “現在，它對我們的工作（如CG建模，合成真人圖像和其他各種圖像，并將CG圖像整合到電腦動畫電影之中）至關重要。”

“我們使用Focus3D制作了《魔女宅急便》這部電影中的20個片斷，”Picture Element的制作經理ToshiyaHarada先生透露， “我們還掃描了整個神戶市立水果鮮花公園來創建三維模型，以此作為正在制作中的電影《Miracle Debikuro君的戀愛魔法》的背景。”用于各種影視制作的點云數據

利用Focus3D所獲取的掃描數據已被用于各種影視制作。在《魔女宅急便》中的一個場景中，他們對一只名叫Gigi的黑貓使用了CG模型，這只黑貓爬上真實的桌子和石頭臺階，然后躍出屏幕。點云數據被用來精確地匹配真人和CG圖像。他們必須對真實場景進行測量以便匹配CGI，但是彎曲的表面（例如這里的石頭臺階）無法用人工方法進行測量。“利用Focus3D進行掃描能夠讓精確地將黑貓的CG圖像與實景圖像進行匹配。”Picture Element的數字影像技師兼VFX總監Naotaro Takahashi先生指出。

Harada先生繼續說： “另一個場景是《MiracleDebikuro君的戀愛魔法》中裝飾了圣誕燈的果園的場景。我們利用Focus3D掃描了場景中的一切，包括建筑物、公園和噴泉。利用這些數據，我們為特效燈光場景創建了三維模型。”

對于在果園開展的該項目來說，因為公園中有一所U形建筑，我們不得不分別進行多次掃描。使用Focus3D，我們在該建筑周圍的不同位置進行了12次掃描，最后將它們進行整合來構建一個點云數據集。

接下來的整個場景的掃描，包括從平臺到噴泉周圍的四個位置，共創建了18個點云數據集。由于Focus3D尺寸小、重量輕，非常便于攜帶，整個掃描項目只用了很短的時間。Harada先生指出： “我們在該項目中使用了Focus3D，該設備的操作非常簡單，能夠輕松地測量遠在120米處的物體。”

FARO SCENE和Geomagic Studio這兩套軟件被用來處理點云數據和創建三維模型。

利用掃描片斷在遠處拍攝

在另一部真人電影《追擊的巨人》中，長崎的Gunkanjima（也被稱為“軍艦島”）被選為外景拍攝地。該島過去由煤礦主占據，但目前已被廢棄并且無人居住。在這部影片中使用了許多掃描圖像，Focus3D幫助獲取了后期場景構建所用的數據。

“我們前往此地受到很大限制并且拍攝時間非常有限，”Ohya先生說。“由于建筑物的結構和地形非常復雜，在這種情況下，除了使用Focus3D之外，我們別無它法。我們基本掃描了島上的一切。因為我們尚未確定在何處拍攝以及如何進行拍攝。基于所收集的點云數據，我們查看了鏡頭片段并使用這些數據來重新創建縮微模型或CG圖像。”

換句話說，利用Focus3D所收集的數據被用作三維事故板。該設備具有許多獨一無二的優點，例如，它能夠以三維方式記錄現場的詳細信息并能夠從不同的角度檢查場景。

在電影背景中，建筑物的天花板并非始終適合進行拍攝。在這種情況下，可以使用CG在后期制作過程中將想要的背景合成到電影場景中。在三維圖像中，天花板的形狀會隨著攝像機的移動而發生改變，只有預先利用Focus3D獲得高度精確的場景掃描圖像，合成的CG天花板圖像才會具有逼真的效果。

偶遇Focus3D

Focus3D現已成為Picture Element完成后期制作必不可少的設備，而該公司發現這款設備，也是因為一部以DNA調查為主題的電影《白金數據》。

Ohya先生回憶道：“在以未來的日本為背景的這部電影中，有一幕場景是警察在調查犯罪現場的過程中使用激光掃描儀來進行取證。Focus3D僅是被用作為電影道具。但作為影視制作專家，Focus3D本身更讓我們感興趣。后來，我們通過掃描布景真正地試用了該設備。查看過點云數據后，我們發現它對于我們來說是一個切實可行的解決方案。正是在那時，我們決定在工作流程中引進該設備。”

利用FARO Laser Scanner Focus3D創建電影背景的三維模型。

他繼續說： “我們所遇到的挑戰是如何快速、精確和輕松地進行測量。我知道激光掃描儀很有用，但我們認為我們花不起2000萬日元來購買這樣的設備。幸運的是，我們發現了物美價廉的Focus3D。”

自引進該設備以來，Picture Element的該團隊只用了半天的時間來進行培訓，就掌握了基本的掃描技巧。從那以后，通過多次練習，該團隊學會了使用靶球等標記來連接多個點云集。 “利用清晰的配準標記，FAROSCENE云處理軟件能夠以較高的精度自動地識別和連接這些點云集，” Takahashi先生說。“經過多次掃描后，我們掌握了最佳的掃描實踐并學會了如何準確地放置標記。從那時起，我們的工作一次也沒有失敗過。”

提高制作精度和制作效率

在合成真人和CG圖像時，Picture Element過去依靠建筑圖紙、地圖、等高線圖等信息來創建場景的三維模型。

如果沒有圖紙，該團隊會使用根據照片所估計的數據或使用量具或激光測距儀人工獲取的測量結果來制作CG圖像。

Takahashi先生告訴我們， “使用這種方法，即使花費大量的時間，測量結果的精確度也非常差并且制作結果不夠自然。有時，人物看上去就像漂浮在空中或沉入地下。自從使用Focus3D以來，我們再也沒有出現過上述問題。”

而且，Picture Element現在能夠在極短的時間內創建任何場景的三維模型。Ohya先生說： “CG現在被頻繁地用于電影制作，許多人都認為不使用CG就無法制作電影。對于電影制作來說，縮短建模時間和提高精度是非常重要的問題。”

Picture Element正考慮將Focus3D用于海外拍攝。Focus3D已成為該公司必不可少的設備。