三维激光扫描在影视业中的应用

三维激光扫描技术在影视业应用

平面扫描仪只能将平面图片信息数字化，摄像机只能拍摄物体某一侧面的信息，而三维激光扫描仪则克服了这些传统技术的局限性，能够对立体实物进行扫描，解决了将立体彩色世界的信息数字化并输入计算机这一瓶颈问题，实现“真实物体捕捉”及建模重现。一、影视特技制作

电影特技指的是利用特殊的拍摄制作技巧完成特殊效果的电影画面。数字电影特技在制作电影影像时，可以把形成影像的容、场景、动作分开单独拍摄下来，以构成影像素材，然后把影像素材有机地、按照人的意志随心所欲的复合在一起，也可以把虚拟的容复合在一起，形成一个天衣无缝如同单一镜头拍摄下来的电影影像。三维激光扫描技术在电影特技制作方面，有着广泛的应用。激光扫描的速度和精度可以在几分钟采集高清、高精度的环境、场景、物体和人物的三维数据。演员、场景、道具等由扫描实物建立计算机三维模型后，许多危险的镜头只需要在计算机前操作鼠标就可以完成，而且制作速度快、效果好。随着扫描技术和计算机图形图像技术的飞速发展，计算机影视特技技术越来越广泛地应用于影视、广告业，给人们带来了全新的视觉感受，实现了过去无法想像的特技效果，已经成为高质量影视、广告制作中不可缺少的手段。按照电影的类型和风格可使用不同的特殊效果技法，大体分类如下：

1.虚拟特殊化妆

通过运用三维扫描、特殊的材料、高超的制作工艺和逼真的表面处理等塑形方法，改变演员原有的外貌，制作出效果真实而生动的人物造型。例如《阿凡达》，让主演们在专门摄影镜头前进行3D头部扫描和表演捕捉，然后将其输入数据库运用最先进的计算机生成影像技术把拍摄的人物头像转化成虚拟图像模型，以配合VFX技术做出各种特效变化，最终把观众带到一个真实感十足的魔幻世界。

图：影片《阿凡达》

图：电影《霍比特人》咕噜姆扮演者安迪-瑟金斯

2.虚拟演员

影视中的替身演员主要是指代替影片中原演员表演某些特殊和高难度的动作和技能，或原演员所不能胜任的惊险动作的特殊演员。随着数字技术的发展，数字替身在影视制作中被广泛应用，并取得了良好的效果。所谓的数字替身就是指用三维激光扫描和虚拟的方式创建演员的三维模型，并通过虚拟角色的表演来完成真人演员不可能完成的危险或高难度动作，以此获得较好的视觉效果。

图：国虚拟演员JOA

3．虚拟拍摄场景

随着三维扫描技术的成熟和数字技术在影视领域的逐渐深入，三维扫描技术已成为影视拍摄中虚拟场景创建的一种重要手段。众多影视作品中的场景，并非完全真实拍摄而成，而是通过三维激光扫描及虚拟三维场景进行合成。利用三维扫描技术和虚拟现实技术，即利用计算机生成一个虚拟环境，并通过各种传感设备提供拥有视、听、触这类自然又直接的与环境交互的虚拟场景。虚拟场景还可以创造出特殊的

环境气氛，如爆炸、龙卷风、火山、车祸现场、飞机坠陷等。场景合成将演员与上述特殊环境和特殊造型合成、实景和计算机图形图象的合成，这种合成可以制造出非常惊人的构图。对于三维场景的实现，一方面是对真实建筑场景的复制，另一方面是完全的虚构创建。

图：虚拟古代小街

图、虚拟爆炸场景

4．虚拟动作特技

包括：武术、舞蹈、飞车等。当今的电影里，加上些动作特技，不但成为一部电影的一大卖点，也成为加深观众对电影的记忆的一种手段，绚丽的动作、奇幻的场景都是当今电影拍摄的主流趋势。通过三维扫描仪，设定扫描的幅面、围等，就可以简单、快速的完成对人体、实物的扫描过程，这些扫描数据就是三维造型的基础数据，可以在此基础上进行加工处理或者创造出新造型,也可以完全以该人物、实物模型为标准制作动作原型。而且这些数据可以也通过数据库系统保存起来留待以后使用。

图：电影《蜘蛛侠》

5、动作扑捉系统

动作捕捉技术是一项涉及尺寸测量、物理空间里物体的定位及方位测定等多方面可以由计算机直接理解处理的数据的综合技术。它通过在运动物体的关键部位设置跟踪器，由动作捕捉系统捕捉跟踪器位置，再经过计算机处理后向使用者传输数据；或者用三维激光扫描仪直接扫描运动物体，再把数据传入计算机，当数据被计算机识别后，使用者即可以在计算机产生的镜头中调整、控制运动的物体，最后就可生成虚拟的动画人物或一次数据为基础进行研究开发图像。

图：动作扑捉工作室

图：动作扑捉效果

二、全息幻影成像

1．全息投影

全息投影技术也称虚拟成像技术，是利用三维激光扫描技术扫描和复合图像，再利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。全息投影技术不仅可以产生立体的空中幻像，还可以使幻像与表演者产生互动，一起完成表演，产生令人震撼的演出效果。适用围产品展览、汽车服装发布会、舞台节目、互动、酒吧娱乐、场所互动投影等。

图：舞台全息投影

图：舞台人物全息投影

2．幻影成像

幻影成像技术是一种将真实场景与虚拟影像叠加到一起，生动的演绎一个故事，将三维扫描数据复原，或再现当年的场景及事件，也可以演示未来或无法真实体验的事件。它可使历史事件、历史人物以及现代文明等在特定的艺术环境和科技手段中真实的再现出来，大放异彩。由于它营造了亦幻亦真的氛围，效果奇特，具有强烈的纵深感，真假难辩。