如果通过3D扫描的方式在ARVR中引入人体模型

现如今，增强现实（AR）和虚拟现实（VR）等3D数字媒体技术处于全球市场发展的早期阶段，它们将在未来几年对我们使用、消费和捕捉媒体的方式产生深远影响。目前已经有超过 10 亿个 AR/VR 兼容设备，去年售出了超过500万个VR头显。随着这些技术变得越来越主流，创造更多的内容来提供价值，提高参与度，让用户沉浸在AR和VR中是非常重要的。

很明显，这些新内容要想变得有价值、引人入胜和身临其境，人类（是的，像你我这样的人！）将在其中发挥关键作用。不管你是打开电视、拿起手机，还是出去散步，在与任何媒体的快速互动中，有人的内容都占主导地位。大多数时候，当我们看电视或玩游戏时，我们都在花时间观察人类演员或人类形象之间的互动。人类是我们消费内容的中心，无论是任何渠道、任何形式。在视频网站上快速浏览一下你的主页，你就会发现其中有人的内容所占比例很高。AR 和 VR 技术将用户从只能观看内容的被动观看者转变为主动观看者，后者能够通过移动来参与内容。由于对内容的主动参与，内容作者需要注意他们将人类带入的形式。基于以上这些原因，在本文中，我们将重点关注为 AR 和 VR 创建人类内容的不同方式。

如何为 AR 和 VR 创建人类内容？

你在 AR 或 VR 里见过人吗？在沉浸式媒体中，见到另一个人是最令人赞叹的经历之一！它完全不同于其他任何媒介，反而更像现实生活中的面对面互动。然而，在 AR 或 VR 中引入一个人需要付出相当高的成本（就目前而言）。

摄影使我们能够将真实的人带入静态的视觉媒体（从报纸、街头广告到社交媒体）。摄像则在动态视觉内容（从电视、电影到视频网站）中发挥这个作用。在 AR/VR 中创建或捕捉人类仍然达不到像使用手机拍照或录视频那样容易和标准，而且大多数能够产生令人信服结果的方法仍然需要专业知识或昂贵的专业软件。因此，选择一个技术方案并非易事。

这其中的关键原因是，将人类引入到 AR 和 VR 中是一个相当大的技术挑战！对于初学者来说，这比创建三维物体和环境要困难得多。为什么？首先，人体结构比桌子或椅子更复杂，因此更难复制。第二，更重要的是，我们还需要调整人类的动作，如微笑、挥手或眨眼。因为，当这些人不够栩栩如生时，我们就会注意到人体活动中的最细微差异（还记得恐怖谷效应（Uncanny Valley Effect）吗？）。最后，使人动起来，尤其对于 AR/VR 这样的沉浸式媒体来说，非常耗时且有诸多困难。我们如何才能做到这一点并为我们的内容带来最佳效果？我们已经深入研究了各种方法及其优缺点。下面主要针对通过3D扫描+动画的方式，在ARVR中引入人体模型。

3D扫描+动画

3D扫描是一种使用专业技术（硬件和软件）分析现实世界中的物体/人的过程，以生成其数字三维副本，通常称为“数字孪生”或简单的 3D 扫描。3D 人体扫描技术有多种，最常用的是深度传感器和摄影测量。深度传感器计算物体和传感器之间的距离，以重建三维体积数据；而摄影测量则对从不同位置和角度拍摄的照片，用专门的软件将其缝合在一起形成三维模型。人类的 3D 扫描，就其本身而言，就像一个静止的数字雕塑：它们需要用一个数字骨骼来操纵，加上数字“皮肤”，然后就能被动画化。换言之，模型的关节和活动部件需要被识别和编程，这样它们才能移动，模型形态也不会过分变化。

逼真度：根据你能负担的成本，可以有不同的质量水平。好莱坞工作室使用专用的高质量 3D扫描装置，但你也可以通过手机拍照实现基本的 3D 扫描。做成动画会也带来逼真度问题：对 3D 扫描形象进行人工组装和贴图进而实现运动是非常困难的，这样做结果会常像机器人或木偶般不自然。一个简单的类比可以反映出这是多么复杂：想象一下拍一张照片，然后用它做出一个视频（这只是二维的！）。只有顶级工作室的合格 3D 艺术家团队才能通过静态扫描做出逼真的 3D 动画——没有工具可以自动完成。

动画效果：如前所述，这是 3D 扫描的最大局限。3D 扫描本质上是静态的，添加骨骼和皮肤始终是技术挑战。没有熟练的艺术家的介入，标准工具无法做出令人信服的结果。然而，如果逼真度和沉浸感不重要，也是有一些软件可以做到的。

沉浸感：由 3D 专家团队完成的 3D 扫描，如果能以高标准拍摄并制作动画，就能捕捉到令人信服的人体模型，获得高沉浸感。不管是什么级别的 3D 扫描，如果只是采用标准化的组装和蒙皮技术，都只能得到看起来非常人造、不自然的效果。

成本：如果你想开发自己的 3D 扫描能力，达到一定的质量水平，一个 3D 扫描设备通常需要购买几十个摄像头，外加配件。摄影测量软件价格不贵，使用起来也没有造火箭那么难（尽管它也是输出高水平结果）。另一个选择是雇佣一个 3D 扫描工作室来完成特定的工作，这甚至可能会降低成本。如果这两种方式都不行，你也可以用一个摄像机从不同的角度捕捉一个人，然后进行重建，得到一个三维人体，但这将是一个耗时且注重细节的过程。

同样，把 3D 扫描变成动画也有同样问题——你要么有一个专业团队，要么买昂贵的软件解决方案，即便有了，也不一定能得到最好的结果。

小结：3D 扫描+动画一直是将真人带入 AR 和 VR，或者其他 3D 世界（如 VFX 或游戏）的首选方法。在合格的三维设计师团队手中这是非常强大的工具，可以使 3D 扫描模型以一种真实的方式移动（这就是电影制作公司使用它的原因）。但你的公司很有可能没有这样的团队，用 3D 扫描就不太合适了，强行使用标准化软件制作会导致模型不自然甚至吓人，在这种情况下，你想要的真人 AR/VR 体验，会缺少沉浸感。立体视频（见下文）解决了这个问题，为你提供了一个更自然的结果，除了一种情况：如果你的 AR/VR 内容很长或有很多个角色（比如游戏），在这种情况下，立体视频这个超大文件会占满你的内存。