三维扫描解决方案

幕后纪实:Artec 3D扫描技术实现卢森堡大公数字化建模

作者 Paul Hanaphy

挑战:为庆祝卢森堡大公纪尧姆五世殿下登基而创作具有历史意义的肖像,首先需要制作高度逼真的三维立体模型。

解决方案:Artec Leo、Artec Spider II、Artec Studio、Rhino 3D、Autodesk Maya

效果:大公半身像呈现出令人惊叹的逼真效果,面部精微细节与标志性发丝特征纤毫毕现,这些传统三维扫描技术难以捕捉的细微之处均被完美呈现。

为何选择Artec 3D:Artec Leo实现了超高速精准扫描,而Artec Spider II则精准捕捉到皮肤纹理与大公面部表情等精妙细节。通过Artec Studio软件,这些数据集得以快速便捷地融合优化,最终生成品质超群的三维模型。该模型经轻量化处理后,为后续数字雕塑、3D打印及青铜铸造工序奠定了坚实基础。

Grand Duke of Luxembourg

2025年对卢森堡而言是具有里程碑意义的一年。在位二十五载的亨利大公殿下于这年退位,由其子纪尧姆五世继任。

为庆祝这场被民众亲切称为“王权交替”(Trounwiessel)的历史性事件,卢森堡各地举行了一系列庆祝活动,多数向公众开放,让民众得以走近新任君主。其中最具传统特色的当属大公肖像揭幕仪式,这是一项项延续数百年的典礼,因此,肖像创作承载着重大的历史使命。

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大公与大公夫人的肖像及半身像正在展出。图/卢森堡大公府 ©

根据规划,王室肖像系列作品将包含多幅绘画以及大公本人的半身像。Serge Ecker因此受邀创作一尊青铜雕像。这位本土艺术家在创作风格上享有充分自由,但必须满足一个核心条件:作品必须精准呈现纪尧姆五世殿下的容貌。为此,Ecker需要找到能够实现精确数字化的技术方案。

无论采用何种技术为大公进行数字化建模,都必须确保一次成功——毕竟留给他进行三维扫描的时间极为有限。这正是他选择Artec 3D的原因。自2012年起,他便与Artec保持合作,他深知,专业级三维扫描仪能够一次性采集所有所需的高精度扫描数据,杜绝细微误差,无需反复尝试。

精微扫描,定格大公神韵

尽管Ecker早已熟练掌握Artec 3D全系直观易用的扫描设备,但为确保获得最佳效果,他仍邀请Artec 3D专家团队亲自执行为大公数字化的任务。尽管实际操作时间仅有30分钟,但这对搭载高速扫描的Artec Leo与专攻细微特征的Artec Spider II组合而言已绰绰有余。

单凭Artec Leo设备,仅需数分钟即可完成全身扫描。但团队深知此次任务意义非凡,扫描大公仅有一次机会,因此他们采集了远超基础需求的数据量。扫描过程中,Artec专家通过三维显示屏向大公殿下实时展示扫描进度,并适时引导调整姿态,确保全方位数据采集。

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Artec Leo内置显示屏实时呈现大公的三维扫描影像。图/卢森堡大公府 ©

大公殿下堪称模范拍摄对象,他全程保持超乎寻常的静止姿态,展现出军队生涯锤炼出的高度自律。仅用15到20分钟,团队便获得了完整的上半身三维模型,所有面部特征皆清晰可辨,足以支撑半身像的生动塑造。Ecker坦言,唯有借助Leo与Spider II的协同扫描,才能实现如此程度的真实还原。

Ecker补充道:“大公宫殿方面只提了一个要求:肖像必须真实传神。他们允许我在创作中发挥‘艺术创造’,但必须让参观者能一眼认出这就是我们的大公。将高分辨率与低分辨率三维扫描数据融合运用的方案完美契合了这个需求,而且我们随时能在后期对合成模型进行轻量化处理。”

数字塑形,实体雕琢

Ecker在三维扫描阶段提供了现场指导与协调,但为确保极致真实感,他将后期处理工作全权交给了专业团队。借助Artec Studio中的智能融合技术,不同扫描设备的点云数据得以一步合成,并自动择优采用每次扫描中的最高分辨率数据。也就是说,Spider II扫描的数据能有效用于细节润色,从而提升大公肖像的逼真度。

通过融合高多边形与低多边形扫描数据,最终生成了细节惊艳的三维模型。从技术层面看,虽然摄影测量法或许能获得相近的表面细节,但该方法易受光线干扰,且无法捕捉同等级别的几何数据。

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使用Spider II对纪尧姆五世大公进行三维扫描。图/卢森堡大公府 ©

为使最终模型更便于雕塑创作,Artec专家在Artec Studio中运用扫描抽取技术,在删除冗余数据帧的同时保留了所有关键细节。随后,艺术家开始了长达三个月的精雕细琢之旅。Ecker实质上对数据进行了“艺术抽象”,借助Rhino软件的样条工具分割多边形,再通过Maya进行雕塑造型,逐步将数据转化为半身像实体。

尽管数字化产品重构通常可快速完成,但本项目却需要手动删减、扭转多边形并定向,手动调整模型表面的每一处细节走向。当Ecker的艺术构想最终化为数字实体后,该模型经过3D打印转化成正向模具,并在邻近铸铜工坊完成了青铜铸造。

最终成型的雕塑与纪尧姆五世本人几乎别无二致,精妙的细节刻画与卓越的工艺水平赢得了广泛赞誉。这件作品曾作为官方肖像展的核心展品,于2026年2月1日前在卢森堡国家历史与艺术博物馆展出,如今已成为一种象征——它见证了历史传统、艺术创新及现代科技的完美融合,而这种融合正持续在今天的卢森堡焕发蓬勃生机。

遗产守护,臻于至善

作为源自卢森堡的标杆企业,Artec 3D不仅将“卢森堡制造”铭刻于每台三维扫描设备,更始终与本土伙伴协同深耕文化遗产的当代传承。在大阪世博会的国际舞台上,通过Artec三维扫描技术构建的卢森堡地标3D模型,向全球访客展现了文化遗产的数字化新生。

随着大公肖像项目的推进,Artec 3D已从“遗产守护者”转型为“遗产创造者”。Ecker创作的青铜半身像将永恒见证纪尧姆五世即位的历史瞬间,这项技术也由此展现出更广阔的潜力,让历史得以重现生机。

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大公半身像三维成品模型。图/Serge Ecker

即便对早已熟悉Artec三维扫描技术的Ecker而言,这项科技仍持续为他带来艺术探索的全新可能。在首次深入青铜雕塑创作后,他正筹划更多融合传统技艺与前沿科技的创作计划,旨在携手行业伙伴共同拓展艺术表达的疆界。

“我是一名概念艺术家,”Ecker总结道,“我极为看重‘自主创作’。我的创作方式,就是通过捕捉真实、加以重塑或置换语境,来完成对世界的解读与再造。我们无需重复发明基础技术,现成的科技足以支撑创作。但当个人探索触及边界时,这类跨领域合作便成为突破创作瓶颈的关键助力。”

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卢森堡国家历史与艺术博物馆的大公半身像。图/卢森堡大公府 ©

点此了解更多关于大公雕塑及展览信息。

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