原文：/blog/3d-scanning-reflective-objects?mc_cid=671d18fd46&mc_eid=af5af06d1c作者：詹姆斯·巴斯比
(資料圖片僅供參考)
我看到一次又一次浮出的一個問題是“如何使用攝影測量法掃描閃亮或反光的物體”答案是，你不能，使用攝影測量法掃描/透明/反射或非常閃亮的物體，在沒有某種表面處理或復(fù)雜的投影技術(shù)的情況下是不可能的。攝影測量通過定義給定表面上的參考點的精確位置來工作。因此，像我們將要用于此示例的玻璃碗這樣的物體是幾乎沒有表面細(xì)節(jié)供軟件使用的。那里的任何東西都會被玻璃表面內(nèi)的反射和折射混淆。一些人認(rèn)為在相機鏡頭上使用偏光濾鏡會有所幫助，雖然它有助于去除不需要的反射，但表面仍然只包含很少或沒有細(xì)節(jié)，因此不能很好地掃描。在本教程中，我將向您展示一種快速且相對非破壞性的方法來掃描幾乎任何反射表面。
解決這個問題只有一個方法，那就是在表面上涂上可以掃描的東西。我意識到本教程中的技術(shù)可能不適用于所有物體，例如所有者可能不會采用噴涂啞光粉或歷史文物的高價值物品。但是這是使用攝影測量法從這樣的物體真正獲得良好掃描數(shù)據(jù)的唯一方法。對于這個例子，我選擇了最難的主題。一個高度拋光的透明玻璃碗，攝影測量的夢魘，如果有的話。
那么，首先準(zhǔn)備需要的工具和設(shè)備。
相機任何相機都可以，但如果你想要最好的結(jié)果，手動曝光ISO和光圈控制的數(shù)碼單反相機是最好的，至少手動控制拍攝。在本教程中，我使用的是帶有35mm定焦鏡頭的佳能100d。
3D涂層噴涂大衛(wèi)提供的這種非常細(xì)的顆粒粉末會粘在大多數(shù)表面上，但更重要的是可以在掃描后輕松去除。還有其他涂料噴霧劑，但我們發(fā)現(xiàn)這是最容易涂抹和后期去除的。鏈接到這里噴霧
墨水面漆（面部彩繪）對于這個例子，我使用“Snazaroo經(jīng)典顏色”黑色面漆，因為它的PH中性，很容易被刪除。鏈接面漆
牙刷任何類型都可以，只要它有刷毛，以后就不要再用它刷牙了。
軟件您需要AGI photoscan, Reality Capture的授權(quán)，或者如果您的預(yù)算不適合它們，可以用Autodesk Remake的免費版本。對于本教程，我將使用Reality capture，因為它是我目前選擇的軟件，但相同的原理適用于上述所有內(nèi)容。
方法步驟1準(zhǔn)備表面進(jìn)行掃描我們要做的第一件事就是準(zhǔn)備碗的表面進(jìn)行掃描，正如我們前面所討論的，捕獲像這樣的物體的唯一方法是將表面從無特征和反射的東西轉(zhuǎn)換為更有利于掃描的東西。即大量具有啞光表面的特征。
將物體放在一塊木頭/厚卡片或表面上，您可以輕松地拾取和移動而不會打擾主體。這樣做的原因是我們即將噴涂涂層粉末，并且很可能，你不會想要在捕獲圖像的同一位置進(jìn)行噴涂。我建議在通風(fēng)良好的大房間或陰涼處外面這樣做，這有非常小的風(fēng)。
使用3D涂層噴霧在整個物體上涂抹均勻的表面，確保不會錯過任何懸垂直區(qū)域，角落或縫隙。
讓噴霧干燥大約10分鐘，首先，表面可能看起來沒有變成無光澤但是當(dāng)噴霧干燥成粉末時會變得越來越無光澤。您應(yīng)該得到類似于下圖的內(nèi)容 。
現(xiàn)在到了有趣的部分，拿起你的牙刷，將其浸入一杯水中，使其變得美觀和濕潤，然后將刷毛擦在面漆上，直到它們粘起大量的黑色油漆。就像你在小學(xué)時學(xué)到的那樣，用拇指刷過牙刷頂部，同時將它指向物體表面。你會立刻看到表面上出現(xiàn)10000個微小的油漆潑濺物，為整個物體做這件事。這是我們?yōu)榱酥亟己玫?D掃描所需的細(xì)節(jié)，因此請記住掃描越多點越多。你應(yīng)該得到類似下面圖像的東西。
等待面漆干燥，至少5分鐘，我們完成了。掃描后，面漆和涂層噴霧都可以輕松洗掉。
步驟2攝像頭和位置設(shè)置確保您的相機設(shè)置為盡可能最快的快門速度，本例中使用最低ISO。我使用的是F8，ISO 200和1/100秒的快門速度。如果您擔(dān)心運動模糊，可以使用三腳架，但如果您在室外拍攝，請注意天氣和光線變化。我在這里使用的設(shè)置，即1/100秒的速度不夠快，無法實現(xiàn)無模糊的手持拍攝，而F8則會有相當(dāng)淺的景深。我這樣做是因為我想要展示什么是可以實現(xiàn)的，不僅低質(zhì)量的相機鄰接相對低質(zhì)量的圖像，并不是每個人都會在第一時間做到正確，我想我會讓自己變得困難。如果你想要非常清晰的圖像，我會說1/200的最小快門速度和F11的最小光圈，
對于這個例子，我將拍攝外面的圖像，我們有一個工作室，但我希望本教程與適用于所有人，而不僅僅是那些可以訪問專業(yè)照明設(shè)置的人。在拍攝時，選擇天空陰天或沒有陽光直射的地方非常重要，在陰涼處拍攝明亮的一天可以像我在這里一樣。以下是從此拍攝中拍攝的圖像的示例。
第3步拍攝圍繞拍攝對象以圓柱形動作拍攝照片。我在這里使用的技術(shù)是一個非常簡單的經(jīng)過試驗和測試的。我要在物體周圍挑8點，所以每隔45度左右。在第一點從膝蓋向下開始，我從同一位置拍攝3張照片，相機移動約10厘米左右，然后在每次拍攝之間向上移動。然后我繞著物體移動大約45度并再次做同樣的事情。一旦你完成了下環(huán)的拍攝，我就會移動到蹲伏，這樣下一個環(huán)就會稍微高一點并再次做同樣的記憶，每次拍攝3張圖像，每張圖像大約有10cm的偏移量。
我無法表達(dá)足夠重疊圖像的重要性，因為你拍攝的每張照片應(yīng)至少在最后一張照片中可見的相同區(qū)域的1/3。當(dāng)從相同位置拍攝三張照片時，您應(yīng)該僅將實際取景偏移幾厘米。
在這個例子中，我以RAW格式拍攝了大約345張圖像，但是為了本教程的目的，我將它們轉(zhuǎn)換為JPG，因為不是每個人都有一個拍攝RAW的相機。
步驟4將圖像轉(zhuǎn)換為幾何圖形好的，這就是掃描部分，非常簡單。我現(xiàn)在要做的是向您展示如何構(gòu)建干凈并組合您剛剛拍攝的掃描，以便為我們的反射物體創(chuàng)建高分辨率掃描。
我將使用Reality Capture，您可以使用 AGI photoscan或任何其他解決方案，但這是我們選擇的軟件，但AGI，對齊，構(gòu)建，導(dǎo)出的步驟大致相同。
我們要做的第一件事就是將所有圖像加載到Reality Capture（簡稱RC）中，只需點擊“對齊圖像”按鈕，根據(jù)計算機的速度，您將在10分鐘內(nèi)獲得稀疏點云，如圖所示下面。這決定了攝像機的位置，以便為高細(xì)節(jié)構(gòu)建做準(zhǔn)備。正如你在這里看到的，我的所有344個圖像完美對齊。
對齊完成后，我們可以單擊“高細(xì)節(jié)”按鈕開始密集點云生成。這可能需要很長時間，我們的20核Xeon機器需要大約2.5小時來生成這個網(wǎng)格，所以請耐心等待。一些較慢的機器可能需要長達(dá)10個小時。最好的辦法是讓它一夜之間醒來，醒來一個漂亮的網(wǎng)狀物。您可以在下面的圖像中看到密集點云
因為這個點云大約是一個高密度多邊形，所以我們需要在導(dǎo)出前簡化它。單擊重建選項卡中的“簡化”，然后輸入所需的多邊形數(shù)。在這個例子中，我使用了1500萬個多邊形。它是一個相當(dāng)大的網(wǎng)格，但我可以很容易地將它加載到ZBrush并從那里進(jìn)一步簡化它。嘗試嘗試簡化程度，找到最適合您的設(shè)置。下圖顯示了我們將要導(dǎo)出的簡化點云。
點擊重建選項卡中的“導(dǎo)出網(wǎng)格”按鈕，然后選擇一個位置來保存文件。我作為OBJ導(dǎo)出與Zbrush兼容。
第5步Zbrush清理因為我用100秒/秒的相當(dāng)?shù)偷目扉T速度向外拍攝，而且只有F8，所以圖像的焦點部分相當(dāng)多，并且由于手抖動，并非所有鏡頭都完全聚焦。這是沒有三腳架在外面拍攝的問題之一。無論如何，其結(jié)果是存在覆蓋整個物體的一定量的高頻表面噪點。我不打算詳細(xì)介紹如何在Zbrush中刪除它，因為這將是另一個教程的主題。但是如果你按照幾個簡單的步驟操作就很容易了。
將網(wǎng)格簡化到大約200k個多邊形，這將增加三角形的大小，同時仍然保持網(wǎng)格的形狀，結(jié)果是它在去除任何高頻噪點方面做得相當(dāng)不錯。
一旦簡化完成，復(fù)制圖層并將模型細(xì)分2次，然后在復(fù)制圖層上執(zhí)行Zremesh，滑塊設(shè)置為20左右。
-將新的Zremeshed對象細(xì)分5次并使用投影工具將細(xì)節(jié)從第一個抽取的細(xì)分網(wǎng)格投影回新的Zremeshed對象。
用一個小的光滑刷子進(jìn)入并小心地去除任何剩余的噪波區(qū)域，Clay buildup工具特別有助于填充可能已經(jīng)遮擋的區(qū)域。
最后，我們將對清理后的重新網(wǎng)格掃描進(jìn)行一次簡化，以便將其導(dǎo)出到您選擇的渲染軟件中，對我來說就是Modo。我想要使用大約750的設(shè)置，這將給我一個750,000多邊形物體，小到足以輕松加載到modo但足夠大以保留所有細(xì)節(jié)。我們可以沿著使用位移和法線貼圖導(dǎo)出低分辨率網(wǎng)格的路線，但是為了本教程的目的，我將使用最快速和最簡單的技術(shù)。
第6步渲染我將在Modo中渲染這個模型，原因很簡單，只需很少的努力即可快速輕松地獲得驚人的結(jié)果。對于這個渲染場景，我還使用前面描述的相同技術(shù)掃描了一些橙子，但沒有表面涂層，橙色有足夠的表面細(xì)節(jié)可以輕松掃描。
首先是導(dǎo)入模型文件>導(dǎo)入。我將橘子放在Zbrush中并以相同的方式將它們導(dǎo)入場景中。
接下來，我加載了預(yù)設(shè)瀏覽器并為背景導(dǎo)入了“工作室照明掃描曲線”。
對于照明，我只是刪除了場景燈并從預(yù)設(shè)面板加載了Kitchen 01 HDR。
為了制作玻璃，我只需將“玻璃燧石最重”表面從預(yù)設(shè)瀏覽器拖到物體上。確保在材料屬性面板中打開雙面。
-對于橙子的表面，我使用標(biāo)準(zhǔn)著色器，對鏡面反射度略有藍(lán)色調(diào)，使用顏色貼圖作為凹凸貼圖，在這種情況下非常簡單但有效。
這就是它真的，如果你發(fā)現(xiàn)這很有用，請通過在Facebook，Twitter上分享它，幫助我們，無論你喜歡使用什么。您可以使用頁面底部的鏈接下載Modo場景文件和所有支持模型。
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