现实照进游戏！聊聊《黑神话：悟空》的场景平博扫描技术
最近《黑神话：悟空》引发了全球玩家的关注，老外们不仅沉迷无头说书人的陕北唱腔，更是看起了86版《西游记》学习背景知识，而国内的各大景区也没闲着，纷纷跳出来在宏大的游戏画面中认领属于自己的场景，比如重庆大足石刻就出现在了游戏第三章的各个场景中，这时候你可能会好奇了：这些场景是如何被还原的呢？方法说起来也很简单——就是3D扫描。
游戏里通过3D扫描实物来建模的原理主要是利用3D扫描设备采集物体的深度信息和颜色信息，然后生成计算机可识别和处理的三维模型数据。
3D扫描技术在游戏开发中的应用越来越广泛，这种技术可以快速、高效地获取现实中物体的精确三维模型，从而极大地提高了游戏美术资源的制作效率。这项技术不仅能够直接将现实世界中的物体转化为游戏中的高精度模型，还能够与现代渲染技术如MeshShader无矩渲染结合，进一步提升模型的使用效率和视觉效果。
3D扫描设备的工作原理类似于人眼，通过采集物体上各点的深度信息来认知其几何形态，同时借助感光元件获取物体的颜色信息。这些信息汇总后生成点云数据，即一组具有位置属性的顶点。
将这些点连接成三角面，便形成了计算机环境下的三维模型网格。这一过程中，纹理以2D图像的形式添加至模型表面，完成UV映射，最终得到包含颜色信息的三维模型文件。
在游戏开发中，3D扫描技术的应用不仅限于静态物体，还可以用于动态复杂的场景和角色建模。例如，在《逆水寒》的开发过程中，开发团队就采用了3D扫描技术捕捉服装的精细细节，并将其应用到游戏角色的服装设计中。这种方法不仅提高了模型的真实度，还大大缩短了传统手工建模所需的时间和人力资源。
回到《黑神话：悟空》，我们都知道它是使用虚幻5引擎打造的3A大作，而为了让开发者能够创造出逼线D场景和物体，它推出了一个很关键的技术：Megascans，是一项基于摄影测量法的技术。
通过对实体物体进行高精度的扫描，捕捉到大量的细节与真实世界的材质信息，这些扫描数据在处理后，转化为高质量的3D模型和贴图，供开发者在虚幻5引擎中使用。
Megascans库为虚幻5引擎用户提供了大量的3D扫描资产，其中相当多甚至是免费使用，包括复杂的地形、建筑、自然物体以及细致的材质等，这些资产都经过优化，可以直接在UE5环境中使用，无需额外的建模或贴图工作。
早在去年《黑客帝国：觉醒》演示项目中展现的动画部分，就是利用了这一技术，让玩家可以在场景中自由驾驶车辆、设置特技动作并放置烟火效果，而这些都是基于真实世界数据的高度还原。
事实上，场景3D扫描技术的应用不仅限于游戏领域，还横跨了工业设计、文化遗产保护、医学等多个领域，例如在工业生产中，3D扫描可以用来扫描零件并进行质量检测或逆向工程；在文化遗产保护方面，可以通过3D扫描技术对文物进行无损检测和数字化保存，比如2019年发生重大火灾的巴黎圣母院，就将《刺客信条：大革命》扫描数据作为复原的参考图纸来开展修复工作；在医学领域，3D扫描技术可以用于人体器官的三维重建，辅助医生进行诊断和手术规划……
总的来说，3D场景扫描技术通过多种技术手段捕捉空间点的三维坐标信息，再结合专业的软硬件系统进行处理分析，最终实现从物理世界到数字世界的高精度转换，这一过程不仅需要精密的硬件设备，还需要强大的软件算法支撑。随着技术的不断进步和应用需求的不断扩大，3D扫描技术将会有更广阔的发展空间和更深入的行业渗透。
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