數字藏經洞：把敦煌遺址搬進手機

今天小編分享的遊戲經驗：數字藏經洞：把敦煌遺址搬進手機，歡迎閲讀。

近日，由國家文物局指導、敦煌研究院與騰訊公司聯合打造的 " 數字藏經洞 " 正式上線，成為全球首個運用遊戲科技打造的新一代 " 超時空參與式博物館 "。

數字藏經洞通過數字照掃、三維建模技術，首次在數字世界還原了 1600 米莫高窟外崖面原貌，并且以毫米級 1:1 高精度復刻了莫高窟 " 三層樓 " 和第 16、17 窟（藏經洞），讓窟内壁畫、塑像和文物細節無限接近真實場景效果，打造出身臨其境的超拟真體驗。

将數字藏經洞搬進手機，需要解決實地取景困難、掃描資產質量要求高等多個問題。為此，技術團隊騰訊遊戲 CROS 做出了許多努力，最終實現了令人驚嘆的效果。

數字藏經洞演示視頻

從照片到模型，更高效的拍攝手法

如何讓歷史遺迹栩栩如生的動态展現在螢幕之上？數字藏經洞經歷了從照片到模型的制作流程—— Photogrammertry。即通過照片矩陣，激光數據等方式計算空間點雲，進而構建三維模型。

相比于傳統美術流程，Photogrammertry 的掃描對象依賴于所拍攝的真實對象，是一種通過照片來測量和制作三維模型的技術，利用相機拍攝物體多個角度的照片，借助計算機算法分析，測量出物體不同部分的位置、大小和形狀，從而創建一個精确的三維模型。雖然在美術創造性上有一定局限性，但擁有出色的寫實度和較低的制作門檻，憑借極高的效率就能創作出高精度的數字資產，是傳統美術流程所不具備的特性。

Photogrammertry 流程與傳統美術流程對比

由此可見，Photogrammertry 适用于寫實、高精度、影視級數字資產的快速準确制作。在影視特效、3A 遊戲場景、數字資產庫、城市生成、工業測繪以及文物數字還原為側重點的數字文化項目上，都有廣泛應用。

不過，雖然 Photogrammertry 的應用在業界并不罕見，但騰訊遊戲 CROS 團隊在推進敦煌項目時，還是拿出了一些新方法适應實際情況。

其中，拍攝時間問題是制作團隊在拍攝照片之前就遇到的首要挑戰。受限于項目進行時場地、天氣等因素影響，敦煌項目的實地拍攝時間僅有 3 天時間，并且在排除白天光線幹擾及不影響遊客遊覽的情況下，合适的取景時間只分布在每天早上 6:30～8:30 和晚上 18:00～23:00。這迫使制作團隊不得不快速調整拍攝方案規劃策略，即分高、中、低三檔不同精度對敦煌實景進行拍攝，其中室内場景最為精細，而室外場景由近及遠，依次降低，在有限的時間内綜合效率，以滿足項目需求。

此外，諸如還原場景中物體空間關系等元素，如何優化拍攝方案做到對敦煌細節的精準呈現，同樣是還原敦煌遺址重點關注的部分。

以拍攝敦煌藏經洞三層樓的左右 300 米場景為例，每間隔一米距離就需要對崖壁進行一次由下往上、連續 6 張的垂直掃描拍攝，然後經左右斜 45 度對包括欄杆内外側及三層崖壁的場景進行掃描。為了達到盡可能達到最佳的拍攝效果，制作人員在 300 米的拍攝距離内來回走了數十次，拍攝了超過 1.3 萬張 8K 照片。

敦煌項目成果展示（室外）

為了保證完整的掃描角度，制作團隊還使用無人機對崖壁及三層樓的高空視角進行照片與視頻采集。考慮到照掃照片要求拍攝物體盡量無強烈光影，而場景當地卻又受到光照變化及周圍植被陰影遮蓋等影響，制作團隊制定了早晨拍攝崖壁頂部、傍晚拍攝崖壁立面的規劃。這又導致實際可利用的拍攝時間大大縮短，對拍攝效率提出了極大考驗。

對于三層樓主體，制作團隊在原先牆體拍攝方式的基礎上近一步提高了拍攝密度，把每一面牆、每一根柱子和房梁進行拆分，使用近景甚至是特寫鏡頭進行 70% 重復率的采集，再次獲得了萬張級别的照片數據。

與此同時，制作團隊與敦煌研究院的數字拍攝團隊深入交流，溝通照掃心得，從他們多年的敦煌掃描工作中也得到了諸多寶貴經驗，敦煌研究院更是提供了 17 窟甬道室内掃描模型數據及高清貼圖，極大幫助了數字資產的制作。

色卡使用：有效優化海量數據處理效率

完成了照片拍攝後，在應用美術制作之前，敦煌項目還花了一個月時間進行掃描資產的制作。

高精度的照片拍攝為掃描資產提供了優質的土壤，在此之後，校準環節會進一步優化掃描資產的質量。高質量的掃描資產能有效減少美術後期的修復成本，更直接決定了項目最終能達到的效果水平。

面對超過 30000 照片、2 小時視頻、超過 1.8TB 規模的數據處理總量，色卡在掃描資產的校準過程中起到了關鍵作用。從簡單的照片記錄開始，便用色卡生成色彩配置，每張 RAW 照片經過色卡的白平衡調整、曝光調整、色階調整，直到輸出 JPG 檔案至分類的檔案夾中，用于三維重建。

除此之外，正因為每當開啓新一輪拍攝時，都需先拍色卡，讓色卡不止發揮校色的功能，還能像電影場記板一樣，由一張色卡牽引一系列照片，經過重重步驟，最後将所有照片按命名歸類到檔案夾中，大大優化了海量數據處理的效率。

LookDev 流程：對保證資產最終質量起到決定性作用

為滿足數字文化項目本身高質量、高還原度的多重屬性，在敦煌項目中還加入 LookDev 标準化方案，與數字掃描 Photogrammertry 相結合，進一步提升掃描資產的準确性，是騰訊遊戲 CROS 在項目研發進程中的一個創新點。

PBR（Physicallly Based Rendering）是主流的寫實渲染技術，由鏡頭，材質，光照配合完成。其中，PBR 材質定義了物體外觀及物理屬性，通過不同的貼圖及參數控制，為渲染器提供光照算法信息。LookDev 流程為 PBR 材質校準提供了标準化的場景。主要包括前期拍攝燈光環境、中期 HDR 及參照照片合成，後期燈光匹配和材質調整等。