廣州90後夫婦研發低成本3D打印技術 讓更多人體驗「立體留念」

撰文:羊城晚報
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在劉帥和蘇禹宏夫婦的工作室展台上,站著幾十個人物手辦。這些人物手辦造型不一,有的盤腿坐著雙手合十,有的懷裏抱著小貓,還有的穿著古裝揮舞扇子。
與近些年風靡的二次元動漫手辦不同,劉帥工作室裏的手辦並非工廠量產,而是來自真人3D打印——消費者站在攝影棚裏的相機矩陣裏,90台高速攝影機360度環繞拍攝,再由電腦將圖像合成為3D模型,最後由3D打印機進行打印。

製作真人手辦的技術早已存在,但因為成本太高而讓大眾望而卻步。劉帥和蘇禹宏研發出了成本更低的3D數據採集設備,把一座真人手辦的起步價格降到了200元。劉帥表示,隨著技術發展,真人手辦的價格還有很大的下降空間。

「這是一種新型的紀念方式」,劉帥告訴記者,「我們想讓這種紀念品變成一個大眾隨手可以購買的東西。」

劉帥演示如何用研發的設備進行相關數據採集。(羊城晚報)

90台運動相機組成3D採集矩陣

劉帥和蘇禹宏創辦的真人手辦製作公司位於廣州番禺。走進工作室,映入眼簾的是一個高約2米、寬約1.5米的攝影棚。走進攝影棚,四周的立柱上裝著90台相機,1.5秒內,一陣閃光燈閃過,真人數據採集就完成了。

這是劉帥的工作室獨立研發的相機矩陣。「我們開發這款設備的主要目的,就是讓它價格便宜。」劉帥表示,在這款設備出現之前,同樣形態的設備採用單反,價格最低也要四五十萬元,這導致3D真人手辦產品無法普及。「我們用運動相機替代了單反,能把一套設備的價格降至15萬元。」

進入真人手辦行業前,劉帥是一名軟件工程師。2022年初,他和妻子蘇禹宏接觸到了3D打印手辦這一技術;夫妻倆認為這是一個商機,於是決定投入這個行業的設備研發和製作。「照片可以留住美好的瞬間,但它終究是平面的,而3D打印技術可以提供一種立體的回憶,讓這一瞬間的你,或者朋友、家人變得立體起來。」蘇禹宏表示。

從軟件設計跨界到硬件研發,劉帥和蘇禹宏要面對的困難無處不在。研發之初,劉帥對相機矩陣的電路、機械結構、鈑金、燈光非常不熟悉,只能摸著石頭過河。「我在每個環節都要不斷地試錯,花兩個月解決鈑金的問題,三個月解決燈光的問題,半年解決相機軟件硬件控制的問題,再花半年解決白平衡的問題,一點點往前拱。」劉帥說。

劉帥展示自己一家三口的3D真人手辦。(羊城晚報)

研發出了成本較低的3D數據採集設備後,劉帥需要把這套設備廣而告之,一方面吸引想開真人手辦製作店的客戶訂購設備,另一方面吸引普通消費者上門消費。他選擇在短視頻平台發布推廣視頻,但由於相機矩陣的拍攝過程是靜態的,這一呈現在短視頻中並不「炫酷」。

「人站在這個矩陣設備裏,哢哢燈光變換一下,它就完成了拍攝。刷到視頻的潛在客戶就會覺得莫名其妙,他們看不懂你的設備原理。」劉帥表示。因此在商業化運營的初期,工作室接到的訂單量寥寥無幾。

事情的轉機發生在劉帥研發出第二款3D數據採集設備之後。這款設備更有「科技感」——人站在攝影棚中央,相機安裝在可360度圍繞人物旋轉的柱子上,相機旋轉幾圈,就完成了數據採集。「我們研發的第二款設備價格更便宜一些,它在短視頻裏的呈現效果很好,我們短視頻賬號的流量就慢慢起來了,客戶也愈來愈多。」

劉帥和他的3D打印機。(羊城晚報)

手辦製作的關鍵環節——修模

真人手辦的製作過程可分為數據採集、合成3D模型、修飾3D模型、打印四個步驟。其中,修飾3D模型是決定真人手辦成品質量的關鍵步驟。這是因為,當一米六甚至一米八高的人體被縮小至十幾厘米高的「微縮」人體時,許多在正常尺寸下看來無足輕重的現象都會成為無法忽視的問題,它們都需要修模師來一一解決。

以人的手指和眼鏡為例,一根直徑為一厘米的手指,打印出來直徑可能只有一毫米,眼鏡的鏡框縮小十幾倍之後也變得極易斷裂。修模師要在3D模型上把這些部分加粗,使3D模型適於打印。「所以修模師要懂得人體結構,要懂雕刻。」劉帥告訴記者。

修模的另一個作用,就是修補3D數據採集得不清晰的部分。劉帥表示,如今的技術尚不完全成熟,合成後的模型可能會出現各種問題——五官粘連、不光滑,輪廓不清晰,頭髮沒有紋理等。消費者在相機矩陣裏拍照時的輕微晃動,也會使3D模型不清晰。

「比如說鼻子採集的數據不太好,模型的鼻子塌了,修模師就要重建這部分的數據;或者模型的嘴巴線條不分明,修模師就要強化一下嘴唇的輪廓。」劉帥指著自己的嘴巴演示道。「修模的難度是最大的,它對修模人員的能力要求會很高。」

為了避免後期修模難度過高,劉帥會在數據採集階段確保數據的精確度——他建議顧客拍攝時不要晃動,也不要佩戴耳墜眼鏡等不利於縮小打印的配飾。有的顧客抱著自己的貓來攝影棚採集3D數據,然而貓在主人懷裏喵喵叫,這時就需要主人把貓哄安靜了才開始採集。

「最理想的數據採集對象是身材壯實的人,因為體積愈大,站得愈穩,像素愈多,電腦合成的模型就愈清晰。」劉帥笑著解釋道。

店內打印的部分3D真人手辦。(羊城晚報)

消費門檻有望進一步降低

在3D打印工作室,劉帥向記者展示真人手辦是如何被「打印」出來的。只見他輕輕掀開3D打印機的黑色遮光罩,一股樹脂的氣味撲鼻而來——這是3D打印的「墨水」。遮光罩下,二十多個已經半成型的真人手辦「躺」在打印面板上,機器在其上方來回移動,噴塗一層又一層厚度只有0.02毫米的樹脂,並在塗層邊緣處添加顏色。八個小時後,在數千層樹脂的堆疊下,手辦初具雛形;再經過清洗、噴砂、上釉、固化等步驟,一座真人手辦才大功告成。

開辦工作室後,每天上門採集3D數據的消費者絡繹不絕,有的追求創意,有的為了留下紀念。然而,最讓劉帥印象深刻的,卻是一個未曾踏足他的工作室的客戶。幾個月前,這名客戶急切地表示自己想為父親製作3D手辦,但無法帶父親來到工作室,請求劉帥當天上門為他的父親採集3D數據。客戶的語氣難掩焦慮,劉帥猜測他的父親可能是身體出了問題。

「後來這個客戶沒有讓我們上門採集數據,也沒有來工作室消費。這件事是讓我印象最深刻的。」這件事讓劉帥感到,盡管3D手辦是一種新穎的技術,但它也有難以觸達的角落。

劉帥希望未來3D真人手辦的消費門檻能進一步降低。他的工作室計劃在今年推出新款3D數據採集設備,這款設備僅採集人臉數據,再配上卡通身體,製作成本不到五十元。

「目前,真人手辦最便宜的價格是199元,但一般消費價格在399元以上。雖然對於一個具有特殊意義的紀念品來說這個價格並不高,但對於一個普通消費品來說其實還是挺高的。我們想讓3D手辦的價格繼續降下來,讓更多人能夠體驗到這種新型的個性化消費。」

本文獲《羊城晚報》授權轉載