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00014版:人文·好奇

嘉兴3D人像打印建模技术精度高——

一颦一笑神态逼真

  记者 李茸 通讯员 冯成 张文术

  本报讯 看到一个微缩版的自己,嘴角的笑容都一清二楚,是不是很神奇?

  2014年,美国南加州大学创新技术研究院的专家对奥巴马进行3D扫描,他们利用50组LED灯、8部体育摄影相机和6部广角相机共同收集所需数据。奥巴马也成为首位通过3D技术打印雕像的总统。

  在位于嘉兴市南湖区的中国科学院嘉兴光电工程中心里,同样有这么一群科研工作者,他们致力于3D建模技术的研究,从2013年起,针对3D人像建模推出了VR3D瞬时三维成像系统,瞬间可以捕捉人物的表情和动作,建模精度高,成为国内3D人像建模技术的佼佼者。

  真实还原人像

  在工程中心一楼的实验室里,记者见到了这个大家伙。只见12根约2米高的支架围成一个圆形,每根支架上都固定着数台高分辨率相机。记者站在圆形中间,“咔擦”一声之后,记者全身上下约10.8亿个数据点被相机捕捉了下来,这些数据经过处理,一个小时后,记者的高精度3D模型就能制作出来。

  项目负责人卜弘毅博士介绍说,现在主流的3D人像建模,用的大多是工业扫描仪,操作者需要手持扫描仪在被拍摄对象的前前后后这么扫描一圈。扫描大约要持续10分钟左右,扫描期间被拍摄对象需要保持不动,这就对拍摄造成了很大的局限。例如,无法获得人物自然的表情,无法摆拍复杂的造型,无法抓拍人物的动态等等,特别是对于小孩、宠物等,由于配合度差,也就无法拍摄。

  而他们研发的VR3D瞬时三维成像系统,是利用摄影测量原理,采用多台高分辨率相机组成阵列,瞬间捕捉到人物全方位的信息。通过自动的建模算法及少量修补,一两个小时左右就可以获取自然逼真的高精度3D人像模型,而普通的建模过程在后处理环节上往往需要数小时甚至一天。

  VR3D瞬时三维成像系统制作的模型,可以支持现有各种主流3D打印机,如彩色打印及桌面单色打印机等,也可以支持各种形式的电子文档浏览,如PC浏览、Web浏览、手机App浏览等。其打印出来的人像,逼真度、色彩都让人惊讶。

  记者在百度和淘宝上搜了几家3D打印人像的商家,将其打印出来的人像模型和这儿的比较了下,VR3D制作的模型,人物表情自然传神,惟妙惟肖,衣服上的细微皱褶都表现得清清楚楚,而其他打印出来模型大多面部表情比较僵硬,色彩也不够逼真。

  目前,VR3D建造的模型,可以捕捉到0.1毫米的细节,能够打印1∶1大小的人像。

  VR3D的实验室最近也开辟了体验区,向市民开放。有兴趣的市民可以直接过来,瞬间成像后,过几天就可以拿到打印好的人像。目前制作12公分头像的收费只要不到300块钱。

  不做打印做建模

  “我们的定位是3D建模的设备供应商和服务平台。”卜博士及其团队如此定义自身。在他们的心中,都有一个3D的梦想。

  2013年5月,基于工程中心在三维信息获取和建模方面的技术积累,卜博士和他的团队研发出第一代面向大众人像市场的VR3D系统,并申请了专利和软件著作权。同年11月,这套系统在上海举行的中国国际工业博览会正式亮相,得到了一致好评。

  自从亮相工博会后,这套系统就被不少3D行业的商家盯上了。全国各地的相关企业都纷纷来对接合作事项。第一代VR3D系统采用商用照相机,占地面积大,成本较高。整个团队开始努力缩小体积,降低成本。他们自主开发了立体相机,将整套系统的价格从几十万元降低到了十万元以内,预计近期就能正式推出VR3D2.0产品。

  在卜博士看来,3D打印是个未来行业,有着无限的发展前景。目前市面上已经有了众多型号的3D打印机,3D建模将为3D打印提供素材。“我们不做打印机,我们专注3D建模。”做专业3D建模设备供应商和服务平台,是团队的目标。

  2D的照片已经普及, 3D的雕像还是稀奇物品。现在公园里面的名人雕像,一个少则几万,多则几十万,不是普通人可以尝试得起的。将来利用3D技术定制个性化的雕像和艺术品会变得非常简单。3D婚纱照、3D全家福、3D大头贴这些,在高超的建模技术的支持下,一定会走进千家万户。

  此外,在数字城市、文物保护、医学、工业、文化产业等各个方面,3D建模和打印技术也都有广阔的应用空间和无限的可能。


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