专业手持式彩色3D扫描仪为World War 3制作超写实的真彩3D模型

案例概述

概要：世界知名游戏开发公司需要一种制作逼真高精3D模型的快速精准方式，用于多人在线军事第一人称射击（FPS）游戏。
目标：使用两台专业手持式彩色3D扫描仪，对角色、制服、武器、设备、车辆等进行数字捕获，随后制成逼真的3D模型，迅速融入游戏场景。
使用工具：Artec Leo, Artec Space Spider, Artec Studio


△World War 3游戏画面1

坐下玩第一人称射击游戏时，一些不真实的画面一下就能让你从游戏情境中抽离。可以是画面优美但加载缓慢的背景，也可以是像素感很强的角色形象，看起来就像是乐高搭起来的一样。游戏引擎或许极具创意，但如果画面让你无法沉浸在熟悉的游戏情节中，玩家就会选择关掉显示器，去干点别的。

△World War 3游戏画面2

The Farm 51多人在线军事FPS游戏 World War 3是当前没有这些画面问题的一大热门游戏。超写实的战场可以瞬间将您带去华沙、柏林、莫斯科，还能让您拿起一系列栩栩如生的现代兵器，包括机枪、火箭筒、无人机和坦克，World War 3从未让玩家失望。

为实现World War 3极致的角色细节，The Farm 51决定不采用Get Even和Chernobylite两款游戏中使用的摄影测量法。了解市面上所有最新数字捕获技术后，他们决定在World War 3中使用手持式结构光3D扫描仪，它集速度、高清分辨率、便捷操作于一身。


△World War 3游戏画面3

用The Farm 51创意总监兼联合创始人Kamil Bilczyński的话说，“简单来说，你直接把扫描仪对准扫描物体，围着它转一圈（或移动物体），就能制作出虚拟复制品了。结构光通过对物体投射网格图案，提示扫描仪与物体间距。这么做，就能还原真实的物体，还能保留其外形和微小瑕疵、凹痕、色彩等等，看起来更为真实。”

Artec 3D专业手持式扫描仪由Artec波兰华沙金牌授权经销商3D Master资深专家介绍给The Farm 51。3D Master通过与The Farm 51数字化团队和3D艺术家的沟通，了解了更多有关其工艺流、扫描/处理速度、分辨率、使用便携度等要求。


△Artec Space Spider扫描的Glock 17（游戏建模）

最后，The Farm 51选择使用Artec 3D手持式结构光扫描仪Artec Space Spider与Artec Leo。两款产品各有所长。

3D Master总监Rafal Lis表示，“Artec Leo与Space Spider对CGI而言是一组黄金搭档，对其他需要轻松快速制作逼真高精度3D模型的领域而言，是必备工具。Artec扫描仪十年来一直是市场先驱，我们很荣幸多年来一直都是Artec的主要经销商。”


△预览Artec Leo扫描演员完成的前期角色设计

Space Spider是一款分辨率极高的扫描仪（准确度高达0.05毫米），能出色捕获小型物体，尤其是大量细节，比如电路板、珠宝、微型齿轮等。The Farm 51的数字化团队用Space Spider来扫描小口袋、靴子、头盔以及许多物体表面的精密细节，这样的写实程度让全球数百万World War 3玩家欲罢不能。


△Artec Space Spider扫描的对讲机和口袋（游戏建模）

Artec Leo是Artec扫描仪家族的最新成员，也是第一款实现自动机载处理的3D扫描仪。Leo全无线式设计，点精度高达0.1毫米，数字化团队可以扫描任何物体，包括人物脸部与身体、gun、机枪、火箭筒，甚至车辆这样的大型物体。Leo捕获率达80帧每秒，扫描迅速，同时扫描分辨率令人惊叹，扫描效果还能在设备触屏上实时显示，让您对遗漏部位一目了然。

△Artec Leo制作的脸部扫描（游戏建模）

数字化团队表示，“由于每件物体都有自己的独特之处和细节，无论是人脸、肢体、武器还是车辆，更不用说它们大小各异的尺寸了，所以我们结合了Leo和Space Spider的扫描，通过扫描仪软件 Artec Studio实现轻松整合。角色艺术家拿到的3D模型就包含了大量细节，哪怕最微小的细节也并无遗漏，整个扫描只需要几分钟。”


△角色开发前期Artec Leo显示扫描热图

他们补充道，“使用结构光大量节省手动建立3D模型和制作高精度模型的时间，过去需要两天，现在仅需几个小时，甚至更少。”


△Artec Studio中Glock 17模型扫描（游戏建模）


△Artec Leo & Space Spider扫描后的后期角色开发

扫描与后期处理完成后，最初的3D模型将移交给角色艺术家。The Farm 51的角色创意团队向我们描述了扫描后的几个关键步骤：“我们的3D艺术家会使用特殊的3D雕刻软件，将后期处理过的3D模型制成高精度模型。随后，进一步处理模型，移除在第一遍扫描清洗过程中遗漏的错误。模型形状和轮廓将调整为统一标准，这样一来就可以应用到不同的模型上。比如，游戏中新增了一双靴子，艺术家就要确保靴子与裤子尺寸吻合，避免模型显示出多余的材料。”

他们继续补充道，“考虑到整个游戏的流畅度，下一步需要制作一个简化模型，也就是‘多边形越少越好’。这样的模型不包含扫描过程中捕获的细节，相反，这是原始物体的一个简化形象，但以高精模型为制作基底，艺术家可以将正常纹理‘烘焙’到低精模型上，所以到最后，细节看似没有遗失，但事实上已经移除了。”


△Artec Leo & Space Spider扫描后，使用ZBrush完成角色开发

这步完成后，模型基本就能进行纹理操作了，也就是上色。尽管Artec Leo和Space Spider都是彩色3D扫描仪，但由于The Farm 51独特的动画算法，角色开发团队还需要在扫描完成后的后期新增色彩。纹理化过程，即为游戏中的武器、角色或其他物体涂色，可以决定模型外表。在这过程中，物理材料的质地也会得到体现。最后一步就是为模型制作不同定制化设计，在当前版本（0.6 Warzone Giga-Patch Update）中，游戏中每件物体都能换成20多种独特的迷彩图案和颜色。

△Artec Space Spider扫描的步枪瞄准镜（游戏建模）

The Farm 51将继续使用Artec Leo和Space Spider来制作全新角色、制服、武器、车辆等。在未来版本中，World War 3的玩家可以期待来自多个不同大洲的逼真环境、雄伟的建筑，以及吸引东西方世界百万粉丝的引人入胜的游戏情节。

△World War 3游戏画面

World War 3还获得了2019年CEEGA（中东欧游戏年度奖项）视觉艺术类提名，这是游戏行业完美应用这项技术的最好证明。


△三维扫描制作的HK P30Lgun外壳模型（游戏建模）



来源： 埃太科三维