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國(guó)慶檔熱映的國(guó)內(nèi)第一部真人CG動(dòng)畫(huà)電影《爵跡》熱度未減，很多人的目光都聚焦在這部電影背后采用的拍攝技術(shù)。不少細(xì)心的南大同學(xué)在觀影后發(fā)現(xiàn)，片尾字幕中出現(xiàn)的四個(gè)名字后特別注明了“南京大學(xué)”，讓他們頗為好奇。其實(shí)，字幕中的四位參與電影制作的人員正是來(lái)自南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院的曹汛教授和他的三位學(xué)生：朱昊、季勝裕、金威。
秘密就藏在《爵跡》背后的三維重建拍攝技術(shù)中。
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《爵跡》電影角色海報(bào)
在前期爆出的科技感海報(bào)中，范冰冰等主演身后的設(shè)備正是由《爵跡》制作公司——江蘇原力動(dòng)畫(huà)和曹汛教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)的三維掃描系統(tǒng)，它能夠精確、快速地進(jìn)行三維重建的數(shù)字化過(guò)程，也是后期CG特效制作的最關(guān)鍵、最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。這項(xiàng)技術(shù)基于電子科學(xué)與工程學(xué)院曹汛教授的重要研究成果——3D+光場(chǎng)矩陣拍攝。該技術(shù)也是原力動(dòng)畫(huà)與南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院合作成立的“原力-南京大學(xué)3D影視技術(shù)工程中心”的重要成果之一。
你不知道的3D+技術(shù)
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曹汛，2006年在南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院獲得學(xué)士學(xué)位，2012年獲得清華大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)為南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事圖像和視頻處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)方向的研究。他的光譜相機(jī)研究曾入選歐洲EuroGraphics年度研究進(jìn)展報(bào)告，并作為大陸學(xué)者第一次在IEEE計(jì)算攝像國(guó)際會(huì)議上報(bào)告研究成果；曹汛教授主持了包括國(guó)家重大儀器專(zhuān)項(xiàng)在內(nèi)的多項(xiàng)科研項(xiàng)目，立體視頻研究成果成功應(yīng)用于影視制作、工業(yè)檢測(cè)等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，曾獲2012年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)(第4完成人)、2011年度教育部“高等學(xué)校科學(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)”技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)（第2完成人）、國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金、微軟學(xué)者、教育部博士研究生“學(xué)術(shù)新人獎(jiǎng)”、南京大學(xué)“五四”青年獎(jiǎng)?wù)隆⒔K省六大人才高峰（A類(lèi)）等多項(xiàng)榮譽(yù)。
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3D+光場(chǎng)矩陣“真容”
曹汛教授介紹，3D+技術(shù)在獲取三維模型方面實(shí)現(xiàn)了單次曝光同步拍攝、同時(shí)捕獲3D模型和紋理、精度高達(dá)亞毫米級(jí)，具有傳統(tǒng)的激光3D掃描儀所無(wú)法媲美的“快”、“真”、“準(zhǔn)”的特點(diǎn)。
借助該系統(tǒng)，《爵跡》中范冰冰、吳一凡、郭采潔、楊冪、王源等所有角色全部實(shí)現(xiàn)了3D真人數(shù)字化，這是國(guó)產(chǎn)電影“第一次吃螃蟹”。值得一提的是，《爵跡》的拍攝全部在南京完成，而且制作周期非常緊迫。在今后的拍攝中，資源、人才、路徑都還有很大的提升空間，技術(shù)也會(huì)不斷的進(jìn)步。
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運(yùn)用3D+技術(shù)為陳駿校長(zhǎng)制作的卡通人偶
除了影視方面，3D+技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域還包括文物保護(hù)與重建、工業(yè)4.0、虛擬電商展示、電子游戲等。曹汛教授就曾為聯(lián)合國(guó)世界文化遺產(chǎn)大足石刻做過(guò)三維重建。有趣的是，陳駿校長(zhǎng)也曾來(lái)到實(shí)驗(yàn)室親身體驗(yàn)了3D+技術(shù)，曹汛教授用系統(tǒng)拍攝了陳駿校長(zhǎng)的三維模型，并借助3D打印技術(shù)制作出了校長(zhǎng)同款卡通人偶。
產(chǎn)學(xué)研的完美融合
原力動(dòng)畫(huà)與南京大學(xué)共同成立的工程中心，是國(guó)內(nèi)少有的以3D技術(shù)在影視動(dòng)畫(huà)、游戲、VR方面的應(yīng)用為研究方向的校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室校內(nèi)導(dǎo)師是曹汛教授，校外導(dǎo)師則由原力動(dòng)畫(huà)CEO趙銳先生和首席技術(shù)官（CTO）、好萊塢資深技術(shù)大師Shawn B.Dunn擔(dān)任。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室還聘請(qǐng)了幾位曾參與拍攝《阿凡達(dá)》、《指環(huán)王》、《X戰(zhàn)警》等電影的全球頂尖的技術(shù)專(zhuān)家。
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曹汛教授在電子工程與科學(xué)學(xué)院院樓的實(shí)驗(yàn)室一角
曹汛教授表示，中國(guó)的技術(shù)已經(jīng)處于相對(duì)領(lǐng)先的地位。真正能夠?qū)崿F(xiàn)三維重建這項(xiàng)電影拍攝技術(shù)的專(zhuān)家在全世界屈指可數(shù)，曹汛教授和憑借《阿凡達(dá)》獲得奧斯卡技術(shù)金獎(jiǎng)的Paul Debevec就位列其中。“Paul Debevec和我使用的技術(shù)路徑并不相同，但從外形看都是一個(gè)球形的系統(tǒng)。”
曹汛教授還透露，多家影視公司和導(dǎo)演均表示有意將該技術(shù)運(yùn)用到新的作品中。目前，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開(kāi)始嘗試一些更為先進(jìn)的新技術(shù)，推進(jìn)影視內(nèi)容制作的效率和質(zhì)量。
科技成果轉(zhuǎn)化環(huán)環(huán)相扣
曹汛教授共申請(qǐng)了36項(xiàng)國(guó)際和中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，其中23項(xiàng)已獲授權(quán)。因此，曹汛教授對(duì)科技成果轉(zhuǎn)化也有很多的體會(huì)，在他看來(lái)，市場(chǎng)的需求和創(chuàng)意本身對(duì)于科技成果轉(zhuǎn)化來(lái)說(shuō)都是非常重要的。他認(rèn)為“科技成果轉(zhuǎn)化最核心的問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)自上而下的垂直整合，即如何從最初的一個(gè)原始idea到關(guān)鍵技術(shù)的突破，到最后能形成prototype，也就是產(chǎn)品和技術(shù)雛形，從而服務(wù)于一個(gè)產(chǎn)業(yè)。這個(gè)過(guò)程是一環(huán)扣一環(huán)的。”
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曹汛教授在采訪中為我們演示講解技術(shù)原理
南京大學(xué)作為全國(guó)首批四所高校雙創(chuàng)示范基地之一，正在大力建設(shè)眾創(chuàng)空間，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才提供平臺(tái)、服務(wù)、資金等資源。“南京大學(xué)的雙創(chuàng)示范基地提供了一個(gè)優(yōu)秀的平臺(tái)和環(huán)境，學(xué)校里很多實(shí)驗(yàn)室其實(shí)都有非常棒的技術(shù)，能不能在產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)生實(shí)際的價(jià)值和應(yīng)用是非常重要的。”
曹汛教授認(rèn)為，3D重建和數(shù)字化目前最大的研究困難在于人物細(xì)微表情的捕捉，因此未來(lái)他將重點(diǎn)研究高精度的表情采集技術(shù)。曹汛教授還透露，他們正在研發(fā)一種類(lèi)似電影《猩球崛起》運(yùn)用的電影頭盔，力求更加精準(zhǔn)地捕捉人面部細(xì)微的表情變化。
來(lái)源：南京大學(xué)
