[譯] 用3D掃描創造出《星球大戰：前線》的世界

寫在前面：最近因為工作原因開始接觸到自動化三維重建技術，發現photoscan在遊戲產業內應用不少但鮮有針對具體遊戲項目案例的科普文，於是翻譯了本文並放出。原作者為NICK LIEVENDAG，3D Scan Expert社區創始人， 閱讀原文點擊這裡。（原文中有不少視頻與網頁鏈接此處不便放出，希望讀者們去原站點瀏覽支持。）

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文/NICK LIEVENDAG，譯/Milton Wong

幾個月前，我寫了一篇帖子，是關於「3D 掃描是如何被用來為《哥譚市》（電視劇）製作視覺特效」的——因為我喜歡3D 掃描，同時又是蝙蝠俠系列的忠實粉絲。然而，還有另外一個故事甚至更加吸引我：星球大戰。所以我在等有機會的時候，可以寫一個關於3D 掃描技術和遙遠的星系相結合的文章。

然後，就在上周，我發現了一個由瑞典遊戲開發商DICE（代表遊戲：《戰地》系列、《鏡之邊緣》，和最新一代的《星球大戰：前線》）撰寫的文檔。

將這款 「次世代"遊戲（對應平台為PS4和XBOX ONE）與其前代作品形成鮮明對比的一點，是《前線》中驚人的視覺效果——尤其是對於星球大戰粉絲們而言充滿辨識度的那片廣闊開放的世界。通過對行星霍斯、塔圖因、恩多和薩盧斯非常真實的畫面表現，這個遊戲是讓你自己互動、沉浸於星戰宇宙中的最好方式。就像《連線》雜誌（Wired）評價的那樣：「玩《星球大戰：前線》，就像是在看電影一樣。」

在我繼續介紹之前，讓我們通過一張遊戲內的截圖來看看這意味著什麼：（即本文題圖）

可以說，上圖看起來更像是恩多叢林，而非絕地武士歸來。（原文這句話我也不是很理解。。）但開發者是如何讓它看起來如此真實的？來自DICE的Keneth Brown 和 Andrew Hamilton 在今年遊戲開發者大會（GDC）上帶來的一小時長的報告「《星球大戰： 前線》和攝影測量藝術」給出了這個問題的答案。

因為報告文檔是為開發者準備的，所以它看起來技術性很強，並且涉及到各種編程細節。因此我決定著重介紹一些單純的攝影測量內容，這樣你就可以從中學到一些，並能應用到你那些富有創造性的3D掃描項目。

首先給那些不了解這門技術的讀者簡單介紹一下：攝影測量（或照片掃描，photogrammetry）是一個現實可行的圖像信息捕捉技術，使用常規（2D） 照片和機器演算法來生成帶有貼圖的3D模型。這與使用專用的3D掃描儀（詳見《哥譚市》的帖子）相反，在入門級，你可以免費試用移動端的攝影測量APP。在專業層面上，有一些解決方案如Autodesk

報告中提出的第一個重要的問題是，基於攝影測量技術的3D掃描被用來結合 "傳統的" 3D建模技術，以創造所有的資源素材和（遊戲）世界。下面你可以看到一些角色道具的3D掃描（來自盧卡斯影業的檔案）：

這些道具被添加到傳統3D角色模型：

但其實攝影測量主要是被用於創造環境素材資源。為此，開發小組去了之前提到的四個星球（薩盧斯星是一個特例，因為它不存在於原版電影中。在這個與《星球大戰：前線》藝術總監Dough Chiang的採訪中，你可以閱讀這個星球的地點位置是如何被選中）的原型拍攝地點。（他們還拍攝了那段旅途的記錄短片）

開發小組的工具組件非常簡單： 只是佳能6D相機與24毫米鏡頭，一個三腳架和彩色圖表而已。他們主要使用自然光以儘可能地避免投影。在某些情況下，比如冰凍洞穴內，他們也使用了照明設備。

他們細緻規划了行程，並預先進行了素材細分，以便弄清楚哪些素材需要一次性完成捕獲。由於（野外）攝影測量的工作可能會讓你很容易迷路，以及拍攝過量或是不足的照片，因此大量的前期努力使得拍攝工作卓有成效。為了使這項技術能夠有效地發揮作用，最最重要的事情是交疊（指記錄一個對象的數據需要通過多個不同角度的拍攝相組合——譯者注）。這意味著有很多張照片會存在著相同的視覺特徵（看起來很像）。在這個項目中開發小組發現，拍攝照片時，從更遠的距離來同時覆蓋到拍攝對象更多的部分，會更加容易成功。他們還強調了「從所有可能的角度進行拍攝，以避免後期製作過程中過於耗時的潤飾」的重要性。

下面的照片是一個例子——恩多星球所需捕獲素材的細分：

為了將那些在不同地點拍攝的大量照片轉換成可用的遊戲素材，團隊將經歷與以傳統方式製作遊戲素材相似的階段，但他們卻花費了少得多的時間。在下面，你可以看到使用傳統方法為過去的遊戲（戰地4） 相較於《星球大戰：前線》製作素材耗時的管狀對比圖。

耗時主要的區別在於「高模」 階段。我猜這一般包括在zbrush或類似軟體中做數碼精繪的時間。而使用了攝影測量的話，這一階段主要工作是修飾——這個改變會讓團隊中的一些設計師因為感覺對創造性的缺失而抓狂。

創建可用的貼圖紋理也會花費更少的時間，但仍然是工作流程中最耗時的階段之一。其中一部分是去除陰影。這非常重要，因為遊戲的環境是由遊戲引擎即時演算的，所以遊戲中的陰影可能在任何地方顯示。

第一個去除陰影的技巧是用16位處理並簡易地使用在Adobe Photoshop中的RAW相機通道內的特定功能，以去除儘可能多的陰影。然後他們使用了我個人認為非常聰明的技巧： 從3D 數據生成法線貼圖，使用Photoshop 的黑白濾鏡為法線朝向的不同方向創建遮罩。然後調整這些差異，以創建一個幾乎沒有陰影的結果。我決定做一個GIF小動畫示意：

在我結束這個帖子以防止它花掉你們比看完整的技術文稿更多的時間之前，我想展示遊戲內一個很cool的（雙關語）攝影測量的應用。這可不是一個岩石或樹樁，DICE團隊利用從當地五金店淘來的東西做了一個AT-AT （你知道的，那些帝國步行機） 的腳，用以製作一個白色（雪地）粉末上的足跡。這是當時被3D捕獲的，用來創建一個在遊戲中生成足跡的置換貼圖。

最後但同樣重要的是，開發團隊為遊戲四大行星創造的攝影測量素材：

我原以為上面這些素材應該只是（遊戲所用素材的）一部分，但是報告結尾的問答環節時，團隊證實了這的確就是遊戲所需的全部攝影測量素材。當然，它們被置入到一個更大的背景環境中去。開發團隊的確也運用了激光探測儀掃描一些地方以用作基礎地形的建模。此外，他們拍攝了非常非常多的照片用作傳統的貼圖。例如，樹木只在可以轉化為具有確定高度的平鋪貼圖的底部使用了攝影測量。並且一些植被是具有基礎幾何alpha通道的貼圖——同樣能夠奏效。

為了合併所有的素材，DICE為每個行星創建了非常好看的「Level Construction套件」。顯然，最初的想法是讓用戶易於使用，但最終它只用於內部開發。真可惜，因為就像你可以在下面這個視頻（略）看到的一樣，它合併攝影測量素材與其餘的地形真的非常棒。

把最好的留到最後，這裡有一個很好的《星球大戰：前線》中各種場景的蒙太奇。伴隨著John Williams的星球大戰原聲音樂，我建議把視頻調至1080p 全高清，全屏，並將你的揚聲器開到11——但希望是在你將本文分享給好友以及你SNS關注者之後。

PS：文中的鏈接與視頻與主題關聯不大，已省略，請訪問原文觀看。

PS2：翻譯可能存在疏漏，有能力的讀者還請訪問原文觀看。

PS3：下一篇文章可能是photoscan的評測，算是入門介紹類文章。

PS4：沒有PSV = =

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