近日，由国家文物局指导、敦煌研究院与腾讯联合打造的“数字经洞”正式上线，成为全球首个利用游戏技术打造的新一代“时空参与式博物馆”。
当现实生活中的建筑搬到手机上时，人们总会好奇它是如何做到的？尤其是在复制历史文物、遗物时，会对数字资产的修复精度和生产效率提出更高的要求。要求。
近日，由国家文物局指导、敦煌研究院与腾讯联合打造的“数字经洞”正式上线，成为全球首个利用游戏技术打造的新一代“时空参与式博物馆”。
“数字经洞”采用数字扫描和三维建模技术，首次在数字世界中还原了莫高窟1600m外崖面的原貌，再现了“三层”“三层”。莫高窟的“地面”具有毫米级1:1高精度。第16、17窟（藏经洞）使洞内壁画、造像、文物等细节都极其接近真实场景效果，营造出身临其境的超现实体验。
但不为人知的是，成就这一惊人效果的背后，负责将数字经穴搬进手机的技术团队“腾讯游戏CROS”在现场拍摄时也面临困难，扫描资产的质量极其糟糕。要求很高。挑战多重，制作团队如何在短时间内高效解决这些挑战，成为项目顺利推进的关键。
从照片到模特，有更高效的拍摄技巧
如何让历史文物在屏幕上栩栩如生、动感十足？这需要经历从照片到模型——Photogrammertry的制作过程。即通过照片矩阵、激光数据等计算空间点云，然后构建三维模型。
与传统的艺术流程相比，摄影测量流程的扫描对象依赖于被拍摄的真实对象。它是一种使用照片来测量和创建三维模型的技术。它使用相机从多个角度拍摄物体的照片，并借助计算机算法对其进行分析和测量。找出对象不同部分的位置、大小和形状，以创建准确的3D 模型。艺术创意虽然存在一定的局限性，但具有出色的写实性和较低的制作门槛，能够以极高的效率创造出高精度的数字资产，这是传统艺术流程所不具备的特点。
【摄影测量工艺与传统艺术工艺的比较】
因此，摄影测量适合真实、高精度、影视级数字资产的快速、准确制作。广泛应用于以影视特效、3A游戏场景、数字资产库、城市生成、工业测绘、文物数字修复等为主的数字文化项目。
不过，虽然摄影测量的应用在业界并不罕见，但腾讯游戏CROS团队在推广敦煌项目时，不得不想出一些新的方法来适应实际情况。
其中，拍摄时间问题是制作组在拍摄前遇到的第一个挑战。受限于项目期间的场地、天气等因素，敦煌项目仅持续了三天的现场拍摄。而在排除白天光线干扰、不影响游客游览的情况下，适宜的拍摄时间只分布在每天早上的6:30-30之间。晚上8:30和18:00-23:00。
这迫使制作团队迅速调整拍摄方案规划策略，即以高、中、低三个不同精度级别来拍摄敦煌实景。其中，室内场景最精确，室外场景从近到远依次递减。在有限的综合效率内满足项目所需的需求。
此外，还原场景中物体的空间关系、如何优化拍摄方案准确呈现敦煌细节等要素，也是修复敦煌遗址的重点。
以敦煌经洞第三层300米左右场景的拍摄为例。每一米距离需要从下到上对崖壁进行垂直扫描连续拍摄6次，然后倾斜左右45度的图像包括栏杆内外和三层悬崖的场景进行扫描。为了尽可能达到最佳的拍摄效果，制作人员在300米的拍摄距离内来回数十次，拍摄了13000多张8K照片。
【敦煌项目成果展示-户外】
而且，摄影师不仅走了数十次，为了保证完整的扫描角度，制作团队还使用无人机对悬崖和三层楼进行高空视角采集照片和视频。考虑到扫描照片要求拍摄的物体尽可能没有强光和阴影，而局部场景会受到周围植被光影变化的影响，制作团队计划在早上和晚上的悬崖立面。这反过来又导致实际可用的拍摄时间大大缩短，对拍摄效率提出了很大的挑战。
对于三层主体，制作团队在原有的墙体拍摄方式的基础上，进一步加大了拍摄密度，将每一面墙体、每一根柱子、梁柱都分割开来，采用特写镜头甚至特写镜头，重复率达70%。快速采集，再次获得数万张照片数据。
同时，制作团队与敦煌研究院数码摄影团队进行了深入交流，分享了他们的摄影和扫描经验。他们在多年的敦煌扫描工作中也获得了很多宝贵的经验。除了感叹敦煌工人们的珍贵初心之外，研究院还提供了17个洞廊的室内扫描模型数据和高清纹理，对数字资产的制作有很大帮助。
色卡采用：有效优化海量数据处理效率
完成照片拍摄后，敦煌项目在应用艺术制作之前还经历了一个月的扫描资产制作。
高精度照片拍摄确实为扫描资产提供了优质的土壤，但为了进一步优化扫描资产的质量，校准是必不可少的。毕竟，高质量的扫描资产可以有效降低美术后期的修复成本，并直接决定项目的最终成果。可以达到的效果水平。
面对30000+张照片、2小时视频、超过1.8TB的总数据处理量，色卡在扫描资产的校准过程中发挥着关键作用。从简单的照片记录开始，使用色卡来生成颜色配置。每一张RAW照片都会在色卡上经过白平衡调整、曝光调整、色阶调整，直到JPG文件输出到分类文件夹进行三维重建。
另外，正因为每次开始新一轮的拍摄，都需要先取一张色卡，所以色卡不仅具有色彩校正的功能，还可以像电影板一样使用，一张色卡即可使用。引导一系列照片，经过多次步骤，最终将所有照片按名称分类到文件夹中，极大优化了海量数据处理的效率。
LookDev流程：对于保证资产最终质量起着决定性作用
更值得一提的是，为了满足数字文化项目高品质、高还原的多重属性，敦煌项目中还加入了LookDev标准化解决方案，与数字扫描摄影测量相结合，进一步提高扫描精度资产。这是腾讯游戏CROS在项目研发过程中的一个创新点。
PBR（Physicallly Based Rendering）是一种主流的真实感渲染技术，由镜头、材质和灯光的结合来完成。其中，PBR材质定义了物体的外观和物理属性，并通过不同的贴图和参数控制向渲染器提供光照算法信息。 LookDev 流程为PBR 材料校准提供标准化场景。主要包括前期拍摄灯光环境、中期HDR和参考照片合成、后期灯光匹配和材质调整等。
【LookDev拍摄说明】
其中，环境捕捉素材中的HDR照片用于提供环境照明；铬球照片用于定位光源；灰球照片用于确定光源的亮度；参考照片用于材料校准。这个过程经历了现场环境光照采集、引擎中环境还原、模型资产部署三个过程，最终达到以真实环境中放置资产为标准的效果。
结论
在本次“数字经穴”项目中，腾讯游戏CROS不仅专注于高精度扫描资产制作层面的摄影测量流程和技术创新，还将云游戏、PBR、PCG、动作捕捉等游戏技术融入到游戏中。文物数字化。在此过程中，我们最终实现了1:1个修复体的毫米级精度，并环游了敦煌遗址。
而且，对于腾讯游戏CROS团队来说，坚持钻研创新技术的价值源于对历史和文物的尊重和敬畏，用严谨的工作方法产出高质量的项目成果也是对数字文化项目的积极贡献。传承价值观的绝佳体现。
