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VRScans-Chaos Group 物理掃描技術幕後專訪

在追求極緻擬真的趨勢中,更多客戶對於電腦繪圖品質的要求更高。 Chaos Group 持續以推陳出新的新技術引領潮流。 VRScans 物理材質掃描服務便是其中之後。本次專訪 Chaos Group 掃描部門 VP-Dinko Dimitrov 來談談這項技術背後的故事,以及 VRScans 將為客戶與使用者帶來什麼優勢。

受訪者-Dinko Dimitrov
VP of Scanning Services, Chaos Group

VRScans 最初的構想與契機來源是什麼?
VRScans 最早是由Chaos Groups 與一家我們主要的頂尖汽車製造商客戶所共同合作研發的技術。客戶提出一項很具體的挑戰-希望我們能夠改善對於汽車生產中所適用的材質效果。雖然在傳統的 Shader 創建方式是可以產生令人滿意的結果,但總會有少那麼一點點東西的感覺。客戶願意投入時間和資金來改善最後那無法找到的百分之十品質。希望透過這個專案來與有能力且豐富經驗的 Chaos Group 團隊,能夠從一開始就創造出驚人的結果。從此之後,這個計劃變得愈來愈大,我們認為這可以創造出以數種不同材質的真正素材等級的 Shader。
透過 VRScans 可以將材質百分之百重現,不論是汽車烤漆或是皮革內裝。
目前有哪些類別的產業已嘗試這個技術? 又提供了什麼回饋給你?
很顯然地, VRScans 在汽車產業已經有很成功的進展。除此之外,對於這項技術最有興趣的產業還有服飾和產品設計。因為在汽車產業中所使用材料的性質, VRScans 材質可以百分之百重現不論是汽車外殼或內裝的所使用的材質。而服飾產業也必須仰賴大量的織物材質,當中某些材質有著非常複雜的結構,要準確地用軟體重現幾乎是不大可能的。與「人」有非常重要的連結,時常發生的情況是儘管再怎麼仔細建立的CG 場景,都很容易缺乏如真實般的「生命力」以及「感覺」。
這也是 VRScans 嶄露頭角的地方。我們得到的回饋都是非常正面的,材質在光線下的品質與反應都非常的棒。同時間也收到許多的意見是希望能掃描材質有更多的控制權,我們非常理解這些訴求, 也持續努力改善來滿足設計師們的需求。
掃描技術背後的流程是如何進行的呢?
VRScans 是一連串的硬體設置所組成,主要包含兩組不同的掃描裝置,以及一個軟體工具,所有軟硬體都是由 Chaos Group 自行研發。進行一次樣本的掃描大約需三至五分鐘的時間,會依據材質的複雜性而有所不同。而技術的基礎是透過超過六千種不同的相機和光線角度組合所捕捉下超過六千張樣本的圖片。這就是我們所謂的「BRDF( 雙向反射分布函數) 掃描器」,因為這就是讓我們能夠捕捉下材質在不同燈光下真實的反應是如何的。第二個掃描裝置則是捕捉下材質的紋理,也是我們所稱的「BTF ( 雙向紋理函數) 掃描器」。軟體工具或稱作「材質建造器」便將這兩種掃描裝置產生的.vrscans 檔案格式結合,結合後的檔案就可以直接在所有場景中使用,你只需要簡單將材質拖拉到模型上。這個.vrscans 檔案包含了材質的貼圖以及它在場景裡的燈光下會如何表現的資訊,這個資訊是來自於上述千張照片所組合而來的。
整個過程從開始到完成大約三十分鐘,扣除三至五分鐘的掃描時間,剩下的都專注在材質的重建搭配兩位技術人員嚴格的品質檢測, 來確保得到正確的無接縫(Tiling) 效果,以及沒有任何人為瑕疵,這都是你無法用電腦自動解決的問題。
Chaos Group 研發自製的 VRScan 掃描器,經過高達六千次的相機和光線角度的樣本比對與兩名技術人士嚴格把關來確保正確的無接縫材質。
VRScan 與一般 V-Ray 材質最大的不同是什麼?
它們的基礎是非常不同的,一般的 V-Ray 材質在創建的過程中,總會有一定程度的主觀解釋。而 VRScans  則完全不然是這麼一回事,它是忠實地捕捉下材質的外表,沒有任何向創作者猜測、解釋或個人主觀想法的空間。對那些追求極致擬真的材質與算圖畫面的藝術家們是最「純粹」的方法。


未來會有更多支援材質嗎? 比如半透明的材質?
當然!我們現在是能夠捕捉下半透明的材質並能提供給客戶使用。當然我們對於透明材質或那些光穿透次表層而產生影響的材質還是有些限制。也因為如此,我們總是在客戶投入資金之前,徹底的為客戶進行測試。
如果使用 VRScan 的材質,設計師還有空間來對它們做調整嗎?
VRScans 材質的重覆貼圖問題是在樣本掃描時就自動處理好了,我們會依據樣本紀錄的尺寸以及樣本在 3D 場景中的實際大小比例而定。我們致力於捕捉下接近百分之百的真實,儘管如此,我們了解到最後還是得取決於藝術家對這些技術使用上的想法。為此,在下一版本的 VRScans 外掛( 會隨著 V-Ray 3.5 推出),將可以期待有真正的色彩控制,這個色彩控制並非一般的調整色彩而已,而是有能力能夠與材質的 BRDF 資訊與客製的紋理相混合。其混合的 BRDF 資訊與任何紋理將能夠解決 VRScans 目前最大的限制-那就是掃描樣本尺寸為 20 x 20 公分的限制。
.vrscans 檔案格式透過多次比對,將材質上的資訊完整記錄下來,無需經過調整,在 3D 軟體中便可以忠實呈現出極度擬真的材質效果。
VRScans 能幫助客戶加速工作流程嗎?
根據客戶給我們的回饋, VRScans 最大的優勢了就是加速了他們的工作流程。在現今以「客戶需求」為大的市場中,幾近不合理的截止時間、對於得精通的平台需求又愈來愈多,藝術家們手中得需要頂尖的工具或技術。許多客戶自然是不會感激製作出一個有質感的Shader 當中的複雜性-他們認為是理所當然地。對藝術家來說,在場景中能夠有精確、擬真的材質庫中即拖即用絕對非常有幫助。讓他們能更專注在燈光的設定上即可。
目前有超過超過四百種預先掃描的材質庫可供使用。可至官網查看。www.chaosgroup.com/gallery/industry/vrscans-library
有任何將掃描服務向海外發展的計畫嗎?
我們也注意運送費用和成本對其它的客戶是一大使用上的考量。目前也有計劃在今年將至少向海外擴展兩個地點提供服務。

關於 VRScans 
支援平台: V-Ray for 3ds Max / Maya
支援的算圖農場: YellowDog / RebusFarm
主要特色: 使用方便、無接縫材質、自定義材質、完全支援 V-Ray 功能、半透明的掃描材質
官網: chaosgroup.com/vrscans
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