2015-11-6

残缺之美

作者 Min Oh

如何在虚幻引擎4中创建可直接用于游戏的照片级素材

自然之美,是一种包含了缺陷的和谐状态。在3D空间中塑造逼真的现实生活对象可能是非常困难的。因为这是一个真实生活中的对象,每个人都看过、摸过,有些人甚至还闻过、尝过它。也就是说,如果3D素材没有足够类似于真实对象的元素,它可能会非常“显眼”。因此,您无需苦苦思考如何精确地在3D空间内创造真实对象,而只需要轻松地使用摄影数据完成3D素材制作。如今硬件的计算能力都很强,足以在合理的时间内得到3D扫描数据,而您从3D扫描数据中得到的数据精细度会非常高,所以开发人员甚至不需要高端的3D技能。同时,因为所有的3D数据都被扫描下来,数据将具有高度的可编辑性,所以您可以轻易把它变成一个可直接用于游戏的虚幻引擎4素材。

本教程将展示如何创建摄影资产并创建可直接用于游戏的低多边形网格(带有虚幻引擎4物理遮罩映射)。

本教程将包含三篇文章,其中包括:
1.    何时使用照片扫描/摄影设备及相关技巧
2.    照片重建/除光
3.    可直接用作游戏素材的模型/虚幻引擎4设置

我希望这能帮到那些想在虚幻引擎4中创建逼真游戏资产的人!

何时使用照片扫描

什么类型的素材适合用于照片扫描?您可以扫描任何一个可以从多个角度拍摄照片的静态对象。您可能已经看到了我们的“开放世界风筝”演示;其中的岩石、石球、悬崖、地面和树皮是理想的照片扫描对象。这些自然界元素有很多美丽的细节和独特的有机形状。每一个素材需要一个不同的方法来清理并制作成3D对象,但只要你了解基本的工作流程,你就可以把它应用到任何静态对象,不论是在外部还是内部。

下面是一些在“开放世界风筝”演示中使用的照片扫描对象示例。这些资产已在虚幻商城市场上免费提供。


摄影设备及相关技巧

设置/设备

颜色检查器

处理照明条件是一个棘手的事情,尤其是在您无法控制外界光照时。这个颜色检查器将帮助您得到正确的资产一致性/颜色。因为不同的摄像机以不同的方式解释颜色,而您需要抵消场景中的光照颜色,所以使用颜色检查器来校正图像是非常重要的。我们使用了 X-Rite ColorChecker Passport 。它体型小巧便于随身携带。

灰色/铬合金球

这两个球用来确定光线强度(灰色球)和方向(铬合金球)。这两个值将用来在3D空间中重建相同的照明条件,从而得到阴影数据为原始纹理除光。这个除光过程将在以后的教程中介绍。

环摄VR运动 

光的温度(颜色)并非只有某个单一强度值。根据不同的条件和光源,将有不同的温度和光线在各处反弹。要获得所有数据,理想的做法是捕捉一个高动态范围(HDR)环境镜头。捕捉HDR的方法有几种。我们使用了一个自动过程来捕捉全景高动态范围图像(HDRI)。因为摄像机只能捕捉到有限的光强度,我们只能从同一角度用不同的摄像机曝光设置拍摄几张照片,以捕捉所有的照明信息。这些图像之后合并在一起,从而创建出HDR图像。HDR环境的镜头也将和灰色球以及铬合金球的照明强度和方向数据一起用于除光过程。

三脚架/单脚架

为重建过程拍摄照片,最重要的方面之一就是让你的目标完全处于焦点。三脚架/单脚架将有助于确保拍照时的稳定。图像的锐度是非常重要的,而摄像机的孔径和景深都是锁定的,所以照片都会有同样的曝光度。这会产生正确的纹理,从而实现重建。

全画幅像机 

我们用的是带有多镜头(8mm f/3.5, 24-70mm f/2.8L)的 Canon 5D MK III 。全画幅像机在低噪声低ISO且使用动态范围时会给您很好的图像。

低ISO

如果您在一个足够明亮的环境下拍摄,可以将您的相机ISO设置为本机设置,以获得噪点最少的图像。范围应在1000到2000 lux之内。这是反映的是一个典型的阴天,属于很理想的设定。如果你不能获得足够的亮度,你必须将ISO设置得更高,这将导致噪点。图像中的噪点会增加重建中的噪点,而这是你不想看到的。在阴天里拍照片比在阳光灿烂的日子里拍要好得多,因为在阳光灿烂的日子里,阳光使物体上有清晰的阴影。您需要阴影最少的照片,否则消除阴影时会很艰难。而亮光和阴影区域之间的颜色也可能不匹配。因此,您应该在外出照相前查看天气并提前计划。从最低限度讲,你如果想得到良好的照片重建效果,就需要一张“锐利且光照均匀的照片”。

我上面解释的是用于拍摄风筝演示素材照片的设备和设置。我们创建演示是为了展示虚幻引擎4的实力,因此我们想尽可能抓住每一点细节。这并不意味着你不能做一个并未使用它们的照片扫描资产。只要您可以在多个角度拍摄锐利照片,您也可以用随身摄像机进行照片扫描,甚至使用您的手机摄像头。

拍照片

您可以拍摄尽可能多的照片来完整覆盖您的对象。根据经验,您始终应该拍摄更多的照片,同时避免从任何角度拍下有任何模糊的照片。模糊的照片应该被淘汰出重建组而不予使用。它们会导致重建错误以及纹理模糊。当您想创造逼真的资产时,应该尽可能从多个角度拍摄最干净的照片。

总结

在这篇文章中,我们了解了照片扫描重建、设备、设置和拍摄照片的知识。做照片扫描是捕捉现实生活细节的一个简单而高效的方式。它一开始可能是个棘手的过程,但只要您领会到它的窍门,这种方法就可以为您节省大量时间,为您带来最佳结果。我希望这个教程让您更清楚获取图像的最佳方法,并帮助您创建自己的照片扫描3D资产。

在下一篇文章中,我们将介绍在 Agisoft PhotoScan 中进行照片重建的流程以及纹理除光的知识。欢迎继续关注!

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