為了讓更多開發(fā)者和游戲工作室能掌握和運用到攝影制圖法，Unity編寫了《攝影制圖法工作流程》作為工作指南。

攝影制圖法工作流程分為三大階段：
準備階段：攝影制圖法概述、需要使用到的硬件和軟件設(shè)備，采集階段前需要考慮的問題。 采集階段：資產(chǎn)的選擇與拍攝、如何采集表面、細節(jié)與紋理、各種對象、采集反射反照率。 處理過程：圖像處理、重構(gòu)創(chuàng)建模型、烘培網(wǎng)格、烘培紋理、創(chuàng)建游戲資產(chǎn)。

我們分享了攝影制圖法工作流程的準備階段，本文將分享采集階段。由于篇幅限制，本篇中將會分享：采集非小型對象和采集表面。

請注意在進行圖像采集前，一定要檢查所需要使用到硬件清單提前把電池充好電，清潔鏡頭并確保內(nèi)存卡為空。

如何采集對象（非小型對象）

1、資產(chǎn)選擇
攝影制圖法最適用于制作在3D雕刻軟件中需要大量時間制作的對象。所以不要將攝影制圖法用來制作立方體這類簡單的形狀，也不要試圖采集某個地點的所有對象。要根據(jù)可用部分來考慮需要采集的對象，選擇可以讓你重構(gòu)環(huán)境的部分對象。重點是質(zhì)量而不是采集數(shù)量。

下面的示例展示了環(huán)境中多個部分的識別情況，圖中所提供的多個元素將允許你使用多個實例化資產(chǎn)構(gòu)建游戲關(guān)卡。




不要從所有角度完全采集的大型對象，應該從它們要在游戲中展示的位置采集。對這類資產(chǎn)進行旋轉(zhuǎn)會展示出未構(gòu)建的部分。藝術(shù)家需要通過傳統(tǒng)方式制作這類資產(chǎn)的缺失部分，從而能在所有角度下查看對象。

當采集一個對象時，避免在多角度觀察時遇到的障礙物。還要注意陰影和高光，就像準備階段何時采集部分所說的，條件合適的話就使用遮光板。



2、拍攝
顏色檢查器設(shè)置
顏色檢查器用來調(diào)節(jié)照片的白平衡，但也可以給虛擬資產(chǎn)用作比例縮放單位。

了解重構(gòu)對象的大小是很重要的，因為攝影制圖過程會丟失這個信息。所以拍攝時要為顏色檢查器尋找一個合適位置。要和對象的距離足夠近，但又不能處于對象的陰影中。要找到場景中可以在處理過程中將其去除的位置，或是能夠在電腦上把它涂掉的位置。顏色檢查器通常要面向天空放置。

距離/分辨率選擇
采集圖像時有必要評估對象的重要性。在游戲中靠近攝像機的資產(chǎn)會比背景資產(chǎn)需要更多紋理分辨率。你必須為各種資產(chǎn)定義紋理預算，這些決定將影響拍攝時所作的選擇。與對象之間的拍攝距離取決于對象本身的大小、鏡頭變焦和紋理預算。對象應填充大部分圖像，從而最大化重構(gòu)質(zhì)量。

如果想要采集到較高的分辨率，需要近距離地拍攝圖像。有時需要較長時間來拍攝類似樹樁這樣大型對象的微小分辨率。此外，Reality Capture會根據(jù)所選的許可證限制重構(gòu)時能使用的照片數(shù)量。

實際使用中，為了從樹樁這樣的大型對象采集到4096x4096的紋理，需要在1～2米之間的距離拍攝照片。

拍攝位置
當拍攝一個對象時，重要的是完全覆蓋該對象。對象的所有部分必須被多張照片覆蓋，從而讓重構(gòu)軟件能夠創(chuàng)建相似像素組，這樣也能保證最后得到的資產(chǎn)不帶有空洞或是欠缺采樣部分。

理想情況下，拍攝位置應該如下圖所示。



上圖來自3ds Max中的截圖，該圖案是通過在對象附近移動并拍攝多張遠景照片制作出來的，它需要少數(shù)近距離照片為重構(gòu)步驟提供更多細節(jié)，在每個水平攝像機位置上，垂直覆蓋對象非常重要。

在實際情況中，可能很難遵循這個理想的方法，或許你最后會得到類似下圖的畫面。下圖來自Reality Capture中的截圖。



在拍攝過程中很容易錯過一些元素。如果可以的話，請拍攝大量照片并在電腦上進行查驗。當結(jié)束拍攝后，往往很難回到同一地點并在同樣的天氣和光照條件下進行拍攝。

你也可以通過相似的方法快速獲得GoPro 4k視頻。該視頻在之后可以作為備份用來提取出缺失區(qū)域、欠采樣區(qū)域或是重構(gòu)效果較差的區(qū)域。拍攝這種視頻不需要太多時間，而且可以節(jié)省很多重構(gòu)校正的時間。顏色檢查器必須出現(xiàn)在視頻中，從而能夠調(diào)節(jié)提取幀的白平衡設(shè)置。

GoPro也可以用來拍攝對于相機來說比較困難的部分。例如：相機無法拍攝樹樁底部位置。



拍攝覆蓋范圍
重構(gòu)軟件需要在照片集中擁有足夠的相似像素用來產(chǎn)生點云。為了進行精確的重構(gòu)，建議使圖片之間有90%的重疊部分。



這意味著只要每次拍攝之間，向旁邊移動約30厘米的距離，并保持相機對目標對象的焦點，然后從上到下拍攝包含對象的照片。

你可以拍攝超過預期所需的照片數(shù)。但一定要在攝像機穩(wěn)定的時候進行拍攝。在拍攝時的任何動作都會導致照片模糊。

比例單位
根據(jù)游戲的背景內(nèi)容，在真實世界和重構(gòu)的虛擬資產(chǎn)之間保持相同比例非常重要。為了做到這一點，需要在重構(gòu)網(wǎng)格中加入已知大小的參考對象，它將用于定義比例的大小。

可以使用任何對象作為參考對象。顏色檢查器就是一個很好的參考對象，因為它已經(jīng)位于靠近目標對象的位置，而且?guī)в?厘米的標尺。



對于類似城堡這樣的大型對象，你可以測量出它一部分的大小，從而了解真實世界的大小比例。

3、大型對象
超大型對象需要使用無人機拍攝圖像，這些對象包括：懸崖、城堡和船只等。

建議使用無人機錄制視頻而不是拍攝照片，因為對于這類大型對象，單個圖像拍攝的方式并不會讓你擁有更好的質(zhì)量，而且視頻能讓你輕松覆蓋整個對象。你也可以將近距離手動拍攝的圖片和無人機拍攝的遠景鏡頭混合使用。



另外，也可以用無人機來創(chuàng)建占位符區(qū)域或臨時元素。下面的示例展示了使用無人機提取的照片通過Reality Capture重構(gòu)的一個區(qū)域。它可以用作快速占位符的布局。



如何采集表面
攝影制圖過程可以用來采集表面，以便之后作為材質(zhì)用在游戲中。

1、準備區(qū)域
首先，找到一個沒有陰影的位置，或使用遮光板來使當前位置免受光線的直接照射。然后去除不想要的元素，小心處理重要的元素或圖案，尤其是打算創(chuàng)建可平鋪材質(zhì)時。要避免在采集區(qū)域走動，這樣就不會在其中出現(xiàn)腳印或是破壞自然元素。

在采集位置使用標記工具，用來定義采集區(qū)域。標記工具例如：軟的表面使用帳篷釘，硬表面使用粉筆。采集區(qū)域如下圖中使用了紅色箭頭進行標記。



對于2Kx2K的紋理和游戲中每米1K體素的體素比例，使用的區(qū)域大小要2mx2m。在現(xiàn)實世界和虛擬資產(chǎn)之間保持相同比例很重要。記得將顏色檢查器放在靠近采集區(qū)域的位置。

2、拍攝
采集地面
在掃描地表之前，建議拍攝周圍環(huán)境的照片作為參考，用作位置提醒或是用來跟蹤拍攝。

為了掃描地表，請按照從外至內(nèi)的螺旋路徑拍攝俯視照片。拍攝過程中要向側(cè)面移動，保持頭部朝著中心位置。不要碰到區(qū)域內(nèi)的地面元素，注意身體陰影和自己的腳，不然會影響到重構(gòu)結(jié)果。



下面是Reality Capture中的示例結(jié)果。正如預期結(jié)果，我們不可能擁有完美的路徑，你只需確保能覆蓋所有區(qū)域即可。下圖一共拍攝了179張照片。



下圖為完全處理后得到的紋理。



采集垂直表面
在掃描表面前建議拍攝周圍環(huán)境的照片作為參考，用作位置提醒或是用來跟蹤拍攝。

要掃描垂直表面，請按照左右方向的移動路徑拍攝照片，如下圖所示。



請將顏色檢查器平行于表面放置。采集可以執(zhí)行兩次，第二次在更近的距離進行，以便為材質(zhì)提供更多細節(jié)。

下圖是Reality Capture中的示例結(jié)果。一如預期不可能得到完美的路徑，你只要確保所有區(qū)域都被覆蓋即可。



重新制作表面是產(chǎn)生可平鋪材質(zhì)的好方法。



這些材質(zhì)可以用于手工制作的幾何體，也可以在GoPro或無人機視頻重構(gòu)的幾何體上使用。拍攝視頻是個制作資產(chǎn)相當快捷的方法，因為這樣的采集速度較快，而且不會犧牲資產(chǎn)質(zhì)量。幾何體會提供粗略的細節(jié)信息，而材質(zhì)則提供精細的細節(jié)。

3、細節(jié)紋理
細節(jié)紋理是與主紋理結(jié)合使用的第二層紋理，用于提供更多細節(jié)。例如：通過以較小比例添加更高分辨率的細節(jié)紋理，可以增強用于覆蓋石塊模型區(qū)域的石塊紋理，從而顯示出石塊上的小裂縫和缺陷部分。

同樣的方法也適用于掃描出來的材質(zhì)，首先粗略地進行掃描，然后進行第二次精細的掃描，用于在游戲繪制材質(zhì)時進行組合。

細節(jié)紋理的采集過程和常規(guī)表面的采集過程一樣，不過鏡頭會更近距離地拍攝小塊區(qū)域。用于制作細節(jié)紋理所選擇的區(qū)域應該盡可能通用，因為相較于主要紋理，細節(jié)紋理通常會在對象上多次平鋪。

實際情況中，拍攝是在自動對焦限定的最近距離進行。下面的示例左側(cè)是粗略的對象，用來創(chuàng)建幾何體和基本材質(zhì)。右側(cè)是掃描出來的細節(jié)區(qū)域，用來制作細節(jié)紋理。拍攝距離是自動對焦所允許的最近距離。



你應該只選擇一小塊區(qū)域用作細節(jié)紋理。嘗試將對象的大部分區(qū)域用作細節(jié)紋理會使紋理的分辨率過高，并且很浪費拍攝時間。

下圖是在拍攝時根據(jù)不同目的與目標對象之間的正確距離示例。


幾何體：應拍攝整體照片，用來采集對象的主要形狀。 細節(jié)幾何/材質(zhì)：應較近距離地拍攝照片，從而得到幾何體上的更多細節(jié)，用來制作可用材質(zhì)。 細節(jié)紋理：應在自動對焦限定范圍的最近距離拍攝照片。用來制作細節(jié)紋理。


小結(jié)
攝影制圖法工作流程流程的采集階段中,采集非小型對象和采集表面就分享到這里，我們在下篇中將分享采集小型對象、顏色紋理、采集樹葉這三大塊，盡請期待! 更多Unity技術(shù)文章分享盡在Unity官方中文論壇(UnityChina.cn)!
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