Artec Leo为骏马完成数字艺术作品

2021年 9月 9日

作者Loretta Marie Perera

“很多人会说,扫描一匹马是不可能的!”瑞典艺术家Tove Kjellmark说道,他为了筹备下一场艺术展,正打算完成大量马匹扫描的艰巨任务。

“没人这么做过”,她补充道,“所以我决定试试!”

新项目聚焦各种尺寸马匹的3D数据扫描与处理,十分有趣。

雏形

对Kjellmark而言,她的艺术灵感来源于对动感的捕获。

“长期以来,我一直对运动状态下马匹的躯体扫描兴趣很感兴趣,”她说道,“这是我最满意的作品了。”

三维扫描引入“运动即艺术”的理念,激发了她在2022年4月于斯德哥尔摩举办展览《骏马、机器与不可测》的灵感。展览目的就是为了扩大可测的界限,研究运动中的肉体,以及人、马、机器人之间的互动。她计划对静止和运动时的马匹都进行扫描,并制作成一个小系列。

艺术家目前为止,已经扫描了10匹马,她已经离自己的目标越来越近了:展出这些马匹完成的雕塑作品,还要3D打印部分或完整的大小型雕塑,这些骏马基本都形态各异。

和Kjellmark合作的埃太科三维合作商是瑞典Scan 3D Innovations AB。CEO Teddy Larsson亲自上场协助扫描与培训。“Tove的创造力来自于2D与3D雕塑的结合,因其使用简单,质量上乘,埃太科扫描仪成为她的首选工具。”他说道。“她很快就得到了心仪的效果,也因此,我们一开始就决定合作。”

无论流程多快多流畅,没人可以独立扫描马匹。

如何扫描一匹马

如果扫描的动物又大又好动,想要顺利扫描的话,必须考虑几个方面。

“我们经常把鬃毛编成辫子,所以扫描起来还算轻松,”Kjellmark说道,本项目不需要还原鬃毛的全部细节,不过使用的扫描仪绝对可以办到这点。

接下来,马会自由活动,包括摆动一下尾巴,也可能直接靠后腿站起来。这时,就需要和驯马师紧密合作。“我让驯马师尽量让马匹保持不动,”她强调,让马匹在设备面前获得安全感很重要。

“马匹要先闻闻扫描仪,它们能感知一切,”Kjellmark 说道。“它们还对闪光灯有反应,不过使用Leo的话不成问题,效果非常好。”

Leo无线式扫描操作让充满挑战的马匹扫描变得简单不少。

开始的扫描用Artec Eva完成,但这款设备小身材大威力的设备上有闪光灯,让马匹很不安。而后来使用的Artec Leo就非常完美。“Leo没有这样的闪烁光线,闪烁频率也没那么高,”Larsson解释道。无线设计加机载处理,Leo可以从各个角度为马匹快速完成精准扫描。

马匹头部的扫描,短短几秒即可完成,身体也仅需几分钟。尽管任务本身并不简单,但整个流程非常简单。

“先从一侧开始,转一下,扫描正面,再扫描另一侧,”Kjellmark说道。“如果一切按计划进行,大概只要花四秒?非常快!”

虽然这匹马大概6尺高(170-180厘米),但整个身体也只需要一分多钟,“当然前提是马能不动,”她笑着说。

如果出现意外,也就是马匹乱动,导致扫描中断的情况也没关系,有了追踪功能,中断前后可以无缝衔接,面对一匹毫无耐心的马,这项功能非常必要。即便马匹移动了,扫描仪也能识别已采集的点,然后从该处继续。

 “太棒了!扫描仪很智慧!从来没想到自己能这么快完成!” Kjellmark说道。

有了追踪点,马匹即便很活跃也能快速完成扫描。

Kjellmark想在自己的展出中展览动态中的马匹,它们姿态不同,由不同角度的扫描合并而成。当然其中至少包括一份标准且完美的形象,这份数据也会用于动态马匹形象的捕获。

“比如我希望某匹马能展现标准完美的形象,”她说道。“于是我扫描两次,一次扫描马的身体,另一次单独扫描头部。”

扫描结束并传输数据后,开始处理。

如何处理

Kjellmark分享了她的数据处理过程:首先在Artec Studio中查看所有数据。“我检查了扫描数据,所有不同的帧。比如,一匹马的一侧就有1524帧。然后,再像看动画一样按顺序查看。有些部分并不重要,可以一开始就删掉。”

其他扫描和马匹其他部位均同样操作,然后对齐。

对齐后,Artec Studio的尖锐融合对该项目而言也相当关键。“有了尖锐融合,就能看清扫描中的一切,”她说道。“比如可以感受到皮毛的柔软,即便它们很短,还有马匹的肌肉等等一切。”

在Artec Studio不同功能的帮助下,Kjellmark收获了自己想要的三维效果。

除了尖锐融合,Kjellmark还进行了快速融合。她表示,Artec Studio操作简单,为艺术领域带来了无限可能:支持自行对齐,也就是说,可以根据同一份扫描,制作成不同模型,也因此,她可以对马匹的扫描数据进行艺术创作。

“模型制作完成后,还要做两三件事,”Kjellmark说道。“首先,为马匹打印一份完整的小型模型,也就是完美版。”

完成后,对完整模型进行切割、缩放,打印出放大版本。同时,将完整模型发送给同事,他们使用动作采集软件Qualysis继续加工。他们会在动态采集数据上对采集的马匹3D数据进行改动。然后,使用Maya软件,将动态采集数据和扫描数据融合,将3D模型覆盖在动态采集点上。

动态采集数据和3D模型合并后形成的最终模型。

动态制作

这匹瑞典马已经是Artec Leo的老朋友了。

虽然大多数三维扫描项目都追求逼真效果,但这场展览却与众不同,扫描数据实现了创意使用。通过这样的软件组合,马匹能在现实和虚拟世界中,肆意移动、后退、奔跑。

扫描数据不仅可以通过处理制作动态姿势,也能叠加后制作栩栩如生的大型雕像,展现马匹在后退站立、小跑、奔跑等不同动作中的每个阶段。

扫描后将一帧帧做成动画,并设定动态姿势。

目前,所有马匹均完成扫描,但随着2022年4月展览日子的临近,Kjellmark的工作还将继续。究竟如何利用3D媒体带来更多可能,她还有 不少想法。

展览还有别的创意?将整匹马的3D模型作为全息图投射在一间屋子里。“从来没试过,”这位雄心勃勃的艺术家说道,“但这个点我已经考虑了很多年。”

对Larsson而言,这个项目完美证明埃太科软硬件有多优秀。

他表示:“Artec Studio的算法工程和硬件配套使用,就是强强联合的代名词。这就是埃太科三维的美妙之处。”