开门前三小时,把博物馆“搬”进数字片场——看 3DGS 技术如何破解虚拟制作的实景困局

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TAFE NSW 布拉德菲尔德高级中学用其域创新灵光 K1 手持扫描仪,在博物馆开门前仅三小时内完成鸟类、恐龙与澳大利亚三个展厅的实景扫描,两人 165 分钟采集,经 LCC Studio 生成的 3D 高斯场景实时上 LED 墙,45 分钟完成 3 个 ICVFX 补拍镜头拍摄。

新南威尔士州技术与继续教育学院(TAFE NSW)的布拉德菲尔德高级中学有一个延续了十二年的传统:每年师生共同创作一部大型沉浸式影片,作为学生准备进入创意产业而模拟职场环境的一部分。

项目创意总监Michael McLennan概括核心理念:“项目的精神在于融合多元技能,并善用有限资源实现最大效果。我们能否以相对较低的投入,获得戏剧性的视觉效果?”

2026年,这座成立于1827年的澳大利亚博物馆是团队今年的创作主题。博物馆藏品数量超过2100万件,是澳大利亚最大的自然历史博物馆。

谈到创意呈现,Michael说:“我最想做的是生成电影级的虚拟摄像机运动,视角仿佛鸟类展厅的鸟儿挣脱束缚,自由飞越整座博物馆。”但要想进入博物馆,实体拍摄几乎不可能——灯光固定且亮度不足,标本在玻璃后方,无人机不可用,所有扫描必须在上午10点开门前完成。

虚拟制作的实景困局:手机雷达、摄影测量与绿幕为何都失败了

在拿起其域创新灵光 K1之前,Michael的团队已经试过几乎所有能想到的方案:

  • 手机雷达扫描——博物馆的低光照环境让传感器充满噪点,玻璃反光更是让数据支离破碎。
  • 摄影测量——需要为每一个墙面和展品拍摄数百张高分辨率照片。三个小时内,根本不可能覆盖一座博物馆。
  • 手动建模——学生按建筑图纸在Unreal Engine里重建了展厅结构。但模型是空的,没有展品,没有纹理,没有光线穿过玻璃时那种微妙的反光。
  • 绿幕加照片背景板——演员站在影棚里,背后放一张博物馆的照片。摄像机稍微一动,视差就暴露了一切。画面是“平”的,观众一眼就能看出来。
  • 二次实地拍摄——馆方不会允许你带轨道车、摇臂、Arri Alexa进去。时间窗口也永远不够。

每一条路都通向同一个答案:不行。

直到有人提了一个建议:试试那台手持的扫描仪?

一台手持三维扫描仪、两个人、三小时:博物馆外景扫描实录

TAFE NSW团队租用了一台其域创新灵光 K系列手持扫描仪。Michael说:

“这是一次实验。赌注是:在租用期内对博物馆进行一次扫描,也许能给我们带来不一样的惊喜。”

灵光 K1仅重1千克,可以单手操作。Michael和一名学生两人即完成了所有公共展厅的扫描:

  • 鸟类展厅:18分钟。
  • 恐龙展厅:22分钟。
  • 澳大利亚展厅:25分钟。

每个展厅做2–3次不同高度的往返扫描,相邻房间设置控制连接点,通过Lixel Go手机App实时监控采集的数据质量,总采集时间约165分钟。

扫描过程中保洁人员和少部分参观游客在建筑内穿行,但动态物体移除效果出色——“我几乎看不到扫描时在建筑中移动的人的痕迹。”更出乎意料的是,在一侧光线充足时,灵光 K1成功“看穿”了玻璃,捕捉到了标本的细节,这一结果让团队印象深刻。

扫描生成的恐龙展厅高斯泼溅场景,展柜与化石清晰可见
扫描生成的恐龙展厅高斯泼溅场景,展柜与化石清晰可见

团队将原始数据通过LCC Studio处理,生成高分辨率PLY文件,最终,由高斯泼溅构成的恐龙展厅,在追踪系统下,实时地出现在了LED墙上,Arri Alexa摄像机的每一次移动,墙面上的场景都随之响应。

“高斯泼溅是实时摄像机内的交互式3D,不是渲染好的静态背景板。演员可以在LED墙前获得真实的视差和光照反馈,摄像机可以自由运动。”
学生演员在 LED 虚拍摄影棚中依托高斯泼溅背景完成表演
学生演员在 LED 虚拍摄影棚中依托高斯泼溅背景完成表演

高斯泼溅上 LED 虚拍摄影棚:45 分钟完成 3 个 ICVFX 补拍镜头

团队此前已在恐龙展厅完成了宽镜头拍摄,扫描让他们得以“回到”这个空间。通过重新定位高斯泼溅模型,他们使用了无法带入博物馆的工具摄影轨道车、摇臂、Arri Alexa等,在45分钟内完成了3个补拍镜头。

恐龙展厅场景上 LED 墙,团队完成 ICVFX 补拍镜头
恐龙展厅场景上 LED 墙,团队完成 ICVFX 补拍镜头

学生演员Izzy感受到了工作方式的根本变化:

“能有时间做多遍表演尝试,影棚的氛围比在博物馆匆忙的原始拍摄要平静得多。”

扫描数据同时成为3D动画制作的资产。一位叫Josh的学生将另一位同学2D恐龙图纸做成了3D绑定模型,然后把它放进了扫描生成的恐龙展厅中。

学生制作的 3D 恐龙模型放入扫描重建的展厅场景做动画
学生制作的 3D 恐龙模型放入扫描重建的展厅场景做动画

第一次接触这种格式时,就在逼真的捕捉环境中创作出了可用动画——这说明工作流已经足够友好。

“这是一个非常有希望的突破,”Michael说,“一个学生自己摸索出来,搭建了一个能产生可用动画的项目。”

下一步:地图融合与 LCC Plugin for UE 优化 3DGS 虚拟制作工作流

TAFE NSW团队计划在今年晚些时候进入下一阶段,继续选择其域创新的技术产品,然后去尝试:

地图融合——把分散的展厅融合成一个完整的博物馆模型。

还有LCC Plugin for UE,能够直接在Unreal Engine中导入、编辑、重打光并渲染大规模3DGS场景,进一步优化工作流。

经过这次的项目实践,Michael更加期待:

“如果能将博物馆建馆200周年时的样貌,制作成一个虚拟导览作为时间胶囊赠予博物馆,那将是非常美好的事。”

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