從18年前的第一部《玩具總動員》到前幾天剛剛上映的《藍精靈2》，諸多的3D動畫片已經占據了電影市場的很大份額。不過，制作一部3D動畫片的難度絕不亞于拍攝一部真人電影，光是初期的3D建模就有著龐大的工作量。

清華大學和以色列特拉維夫大學的研究人員最近開發出一種名為“3-Sweep”的技術，可以實現從單張2D照片直接生成3D模型，讓3D建模變得像在Photoshop中建立選區、編輯圖像一樣簡單。

視頻由研究者提供。

看完這段演示視頻，不由讓人驚呼，這難道是要搶3D建模師、動畫師的飯碗嗎？研究論文的第一作者陳韜告訴果殼網：“我們最初的目標是為非專業用戶提供簡單的交互建模工具，同時減少專業用戶的重復勞動，并且提供一個2D-3D的轉換途徑，以滿足巨大的3D建模與圖像編輯需求。這個技術還是無法取代原創性的建模的。”(下圖來源：3-Sweep)

“我們支持的建模物體需要能夠被分解成廣義的立方體、圓柱體或球，然后用戶通過‘3-Sweep’將每個分塊的三個維度定義出來。但由于2D轉3D的不確定性，單一分塊的建模并不確定，最終是依靠多個分塊之間的垂直、平行等幾何約束來確定三維模型的，這也是我們為什么只對人造物體建模。”陳韜向果殼網友介紹原理時說。

除了可以生成模型外，3-Sweep還可以直接為模型貼圖，并且在編輯3D模型時，還可以自動渲染原來被遮擋住的背景，關于這個問題，陳韜則表示他們使用的就是前幾年已經出現的基于PatchMatch的圖像補全算法，就類似于Photoshop的內容自動填充(Content-aware fill)功能，并不屬于本技術的創新之處。同時他也很誠懇地表示：“如果仔細觀察的話，補全的背景都有些瑕疵。”

至于物體背面的貼圖，則是研究人員假設了物體的對稱性，在此基礎上同樣利用了PatchMatch，所以這項技術目前還只是用于軸對稱的物體。

陳韜表示這項技術比較適合成為當前一些大型3D建模軟件、圖像編輯軟件的插件，但是正如視頻中所展示的一些失敗的例子，這項技術還存在很多限制，比如對模型對稱性、復雜性的限制；照片邊緣清晰程度的限制等，而且我們還看到在建模的同時沒能完善高光與陰影的細節。“這些都可以是今后進行研究完善的方向，”陳韜稱，“可能的解決方案是提供更多、更細致的用戶交互，或者讓用戶在此技術生成的模型基礎上用其他工具進行更細致的建模”，他在談到3-Sweep的應用前景時對果殼網說。

這項研究參與了今年的?SIGGRAPH ASIA 2013，它是由國際圖形圖像協會(ACM SIGGRAPH)舉辦的電腦圖像和互動技術展覽及會議，是世界上影響最廣、規模最大，同時也是最權威的一個集科學、藝術、商業于一身的CG及互動技術展覽及會議，今年的SIAGGRAPH ASIA 將在11月19日-22日于香港舉辦。

相關的果殼網小組

總結

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