國慶檔熱映的國內第一部真人CG動畫電影《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。不少細心的南大同學在觀影后發現，片尾字幕中出現的四個名字后特別注明了“南京大學”，讓他們頗為好奇。其實，字幕中的四位參與電影制作的人員正是來自南京大學電子科學與工程學院的曹汛教授和他的三位學生：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中。
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《爵跡》電影角色海報
在前期爆出的科技感海報中，范冰冰等主演身后的設備正是由《爵跡》制作公司——江蘇原力動畫和曹汛教授團隊聯合研發的三維掃描系統，它能夠精確、快速地進行三維重建的數字化過程，也是后期CG特效制作的最關鍵、最基礎的環節。這項技術基于電子科學與工程學院曹汛教授的重要研究成果——3D+光場矩陣拍攝。該技術也是原力動畫與南京大學電子科學與工程學院合作成立的“原力-南京大學3D影視技術工程中心”的重要成果之一。
你不知道的3D+技術
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曹汛，2006年在南京大學電子科學與工程學院獲得學士學位，2012年獲得清華大學工學博士學位，現為南京大學電子科學與工程學院教授，博士生導師，主要從事圖像和視頻處理、計算機視覺以及計算機圖形學方向的研究。他的光譜相機研究曾入選歐洲EuroGraphics年度研究進展報告，并作為大陸學者第一次在IEEE計算攝像國際會議上報告研究成果；曹汛教授主持了包括國家重大儀器專項在內的多項科研項目，立體視頻研究成果成功應用于影視制作、工業檢測等產業領域，曾獲2012年度國家技術發明獎一等獎(第4完成人)、2011年度教育部“高等學校科學研究優秀成果獎”技術發明一等獎（第2完成人）、國家優秀青年科學基金、微軟學者、教育部博士研究生“學術新人獎”、南京大學“五四”青年獎章、江蘇省六大人才高峰（A類）等多項榮譽。
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3D+光場矩陣“真容”
曹汛教授介紹，3D+技術在獲取三維模型方面實現了單次曝光同步拍攝、同時捕獲3D模型和紋理、精度高達亞毫米級，具有傳統的激光3D掃描儀所無法媲美的“快”、“真”、“準”的特點。
借助該系統，《爵跡》中范冰冰、吳一凡、郭采潔、楊冪、王源等所有角色全部實現了3D真人數字化，這是國產電影“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，技術也會不斷的進步。
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運用3D+技術為陳駿校長制作的卡通人偶
除了影視方面，3D+技術的應用領域還包括文物保護與重建、工業4.0、虛擬電商展示、電子游戲等。曹汛教授就曾為聯合國世界文化遺產大足石刻做過三維重建。有趣的是，陳駿校長也曾來到實驗室親身體驗了3D+技術，曹汛教授用系統拍攝了陳駿校長的三維模型，并借助3D打印技術制作出了校長同款卡通人偶。
產學研的完美融合
原力動畫與南京大學共同成立的工程中心，是國內少有的以3D技術在影視動畫、游戲、VR方面的應用為研究方向的校企聯合實驗室。聯合實驗室校內導師是曹汛教授，校外導師則由原力動畫CEO趙銳先生和首席技術官（CTO）、好萊塢資深技術大師Shawn B.Dunn擔任。聯合實驗室還聘請了幾位曾參與拍攝《阿凡達》、《指環王》、《X戰警》等電影的全球頂尖的技術專家。
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曹汛教授在電子工程與科學學院院樓的實驗室一角
曹汛教授表示，中國的技術已經處于相對領先的地位。真正能夠實現三維重建這項電影拍攝技術的專家在全世界屈指可數，曹汛教授和憑借《阿凡達》獲得奧斯卡技術金獎的Paul Debevec就位列其中。“Paul Debevec和我使用的技術路徑并不相同，但從外形看都是一個球形的系統。”
曹汛教授還透露，多家影視公司和導演均表示有意將該技術運用到新的作品中。目前，聯合實驗室已經開始嘗試一些更為先進的新技術，推進影視內容制作的效率和質量。
科技成果轉化環環相扣
曹汛教授共申請了36項國際和中國發明專利，其中23項已獲授權。因此，曹汛教授對科技成果轉化也有很多的體會，在他看來，市場的需求和創意本身對于科技成果轉化來說都是非常重要的。他認為“科技成果轉化最核心的問題是如何實現自上而下的垂直整合，即如何從最初的一個原始idea到關鍵技術的突破，到最后能形成prototype，也就是產品和技術雛形，從而服務于一個產業。這個過程是一環扣一環的。”
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曹汛教授在采訪中為我們演示講解技術原理
南京大學作為全國首批四所高校雙創示范基地之一，正在大力建設眾創空間，為創新創業人才提供平臺、服務、資金等資源。“南京大學的雙創示范基地提供了一個優秀的平臺和環境，學校里很多實驗室其實都有非常棒的技術，能不能在產業中產生實際的價值和應用是非常重要的。”
曹汛教授認為，3D重建和數字化目前最大的研究困難在于人物細微表情的捕捉，因此未來他將重點研究高精度的表情采集技術。曹汛教授還透露，他們正在研發一種類似電影《猩球崛起》運用的電影頭盔，力求更加精準地捕捉人面部細微的表情變化。
來源：南京大學
