薛山

隨著手機(jī)攝影的不斷發(fā)展，幾乎每個(gè)人每天都在產(chǎn)出新的照片，全球用戶每年拍攝的照片量早在2015年就已經(jīng)達(dá)到了驚人的8800億張。而在這么多的照片中，其實(shí)有相當(dāng)大的部分都是平平無奇的生活隨拍，這些看似無趣的照片通過Blender建模，就能搖身變?yōu)椤叭我忾T”，以3D的形式重演當(dāng)時(shí)拍攝的場(chǎng)景。

比如這張照片，是我數(shù)年前外派工作時(shí)拍攝的辦公室樓梯間，顯然我不可能特意回到這個(gè)地方看一看，所以，利用軟件將場(chǎng)景重新建模，就能一定程度上進(jìn)行復(fù)原，跟當(dāng)時(shí)一起奮戰(zhàn)的同仁分享照片時(shí)也能更加有趣。

第一步：建立三維透視

具體來說怎樣實(shí)現(xiàn)呢？首先我們要借由照片來重新構(gòu)造三維透視，這時(shí)候需要用到一個(gè)叫做fspy的開源小軟件，注意我們需要下載軟件本體和Blender插件這兩個(gè)文件。如圖1，將照片直接拖入軟件中，此時(shí)可以看到有2條紅色的X軸和2條綠色的Y軸，將它們分別與照片中的參照物進(jìn)行對(duì)齊，這個(gè)操作就定義了三維模型的X/Y軸方向，在對(duì)齊X/Y軸之后再點(diǎn)擊右側(cè)的“3D Guide”選擇xy grid floor，就能顯示地平面網(wǎng)格圖，這一步一定要仔細(xì)地對(duì)原照片進(jìn)行對(duì)齊，否則會(huì)影響最終的效果。

在完成對(duì)齊工作之后保存為.fspy格式文件，然后打開Blender，如圖2，在編輯-Preference-插件-install中找到fspy文件導(dǎo)入插件進(jìn)行安裝，并通過文件-導(dǎo)入-fspy來選取之前我們保存的文件。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)攝影機(jī)，并把照片設(shè)置為攝影機(jī)背景，如圖3，而且此時(shí)的XY軸就是以.fspy文件為基準(zhǔn)對(duì)齊，這時(shí)候原點(diǎn)也正好就在地面上。

從這一步開始我們就能以照片為參考系，從正確的透視角度進(jìn)行3D建模了，因?yàn)槲覀兪掷锏恼掌芎?jiǎn)單，基本只有5個(gè)面，但天花板有一部分凸出，天花板前側(cè)有監(jiān)控?cái)z像頭，右側(cè)也有配電房門鎖等，追求細(xì)節(jié)的話單說建模可能就會(huì)花費(fèi)不少的時(shí)間。

第二步：三維空間模型、添加材質(zhì)和修改器

具體的操作上，我們先從地面入手，按Shift+A新建一個(gè)平面，按Tab鍵進(jìn)入編輯模式，點(diǎn)擊橫排數(shù)字鍵“2”切換為邊選擇模式，再逐邊將平面拉伸至與地面相同的大小，然后按住Shift選擇左右兩邊，再按E鍵擠出、Z鍵沿Z軸向上移動(dòng)到天花板的位置。

注意，因?yàn)樘旎ò逯虚g的位置是凸出的，因此我們需要使用Ctrl+R切出兩條線并移動(dòng)到凸出部位的兩端，然后再將應(yīng)該擠出的位置向上擠出，完成后再按住Alt鍵點(diǎn)選最遠(yuǎn)端位置的任意一條邊，這時(shí)會(huì)全選整個(gè)遠(yuǎn)端位置的邊框，選中后按F就能填充一個(gè)全新的面，如圖4，最基本的通道模型就建立完成了，而上述操作也可以擠出門、攝像頭等位置，增加細(xì)節(jié)。

建模完成后，我們首先點(diǎn)擊右側(cè)的屬性面板選中渲染標(biāo)簽，如圖5，將渲染引擎切換為支持光線追蹤的Cycles并選擇GPU計(jì)算，當(dāng)然，如果你的CPU性能很強(qiáng)，也可以使用CPU進(jìn)行計(jì)算，并開啟OptiX降噪（NVIDIA顯卡）。然后在3D場(chǎng)景視圖內(nèi)按住Z呼出著色方式的餅圖并選擇“渲染”。

不過這時(shí)候的場(chǎng)景中因?yàn)闆]有燈光所以一片漆黑，而且我們的通道模型也只是單純的白色，所以接下來的工作就是將照片材質(zhì)投影到3D模型上并增加燈光。

材質(zhì)投影的第一步是給模型建立一個(gè)新材質(zhì)，在著色器編輯器里按Shift+A新建一個(gè)圖像紋理，并選擇fspy文件作為源，具體設(shè)置如圖6所示，這樣一來我們的照片就變成了紋理材質(zhì)被運(yùn)用到3D模型上。

不過此時(shí)的圖像紋理存在明顯的問題，并不能直接使用，解決方法就是使用兩個(gè)修改器（Modifier），在屬性界面的修改器標(biāo)簽（一個(gè)藍(lán)色的小扳手）中，首先選擇UV投射（UV Project），如何選擇表面細(xì)分（Subdivision），參數(shù)設(shè)置如圖7所示。需要注意的是修改器的順序會(huì)影響最終效果，因此一定不能弄錯(cuò)，優(yōu)先級(jí)排序是從上到下，如果排錯(cuò)了就需要將修改器拖動(dòng)到正確的順序上，大家以后在自行設(shè)計(jì)時(shí)如果出現(xiàn)了問題，這可能就是潛在的原因之一。

UV投射里的高寬比也必須按照照片比例正確設(shè)置，我們的教程照片為3：4，所以Y軸需要設(shè)置為1.333（4除以3）才能正確顯示，否則會(huì)出現(xiàn)投影拉伸現(xiàn)象。

第三步：添加場(chǎng)景燈光和第二攝影機(jī)

在材質(zhì)設(shè)置完成后就可以加入燈光了，建議以照片中的燈光分布為基礎(chǔ)進(jìn)行布局，這樣才能獲得最大程度的真實(shí)還原。以我們的照片來看，場(chǎng)景中有3個(gè)白光LED燈，這時(shí)候只需要在3D場(chǎng)景中新建3個(gè)150W的點(diǎn)光源并放到對(duì)應(yīng)的位置，就能獲得基本與照片相同的光照效果了。

這時(shí)候轉(zhuǎn)動(dòng)視角就已經(jīng)能預(yù)覽我們由照片生成的3D模型，你甚至能欣賞從照片里面朝外看的視角（圖8），不過，如果要輸出圖像或者視頻，建議新建一個(gè)攝影機(jī)，選中后按Ctrl+0設(shè)置為主相機(jī)，將其放置在你想要的位置并調(diào)整好朝向和焦距，這時(shí)候的渲染結(jié)果就取自該相機(jī)視角了。

本章小結(jié)：理解思路比工具應(yīng)用更重要

從整個(gè)工作流程來看，2D照片轉(zhuǎn)換為3D視頻的思路就是利用2D照片建立透視，并基于此透視生成3D模型，再將照片作為材質(zhì)投影到模型上，通過修改器、光照和攝影機(jī)來重新構(gòu)建世界。這個(gè)思路貫徹后，剩下就是基本屬于“體力勞動(dòng)”的建模工作而已，本期內(nèi)容的制作流程我們也有延時(shí)視頻的版本，大家可以掃描上方二維碼查看相關(guān)內(nèi)容。