利物浦艺术与设计学院脸部扫描3D视觉项目

22/05/2017

位于利物浦的Face Lab 3D采用Arte 3D扫描技术进行法医学与考古研究、装置艺术、全新科学艺术硕士课程。

Face Lab是一个位于利物浦约翰摩尔大学艺术与设计学院的科研团队。该团队为警方、国际与国家博物馆、司法鉴定机构提供法医考古研究以及咨询服务。

Face Lab使用3D扫描技术与其他前沿技术开展颅面分析,可以识别司法调查中无法识别的尸体,或为历史人物生成考古人像。发现碎尸后,该团队立即为司法案件制作脸部图像,或与考古专家合作,基于发现的头骨和历史踪迹重建脸部图像,推测出已故人类的可能长相。

这类研究涉及尸检解剖、颅面重建、展示伦理规范与人脸动画,需要由配备3D扫描仪与打印机以及3D建模、纹理处理、动画与触觉重建软件等最新科技的专业实验室进行。Face Lab还通过公众活动和全球展览,让科研靠近普罗大众。

来自Face Lab的Mark Roughley在一次近期公众活动中扫描人脸

Face Lab工具箱增添Artec Spider

Face Lab找到了Artec的英国金牌合作商Patrick Thorn & Co.并购买了一台Artec Spider高精度3D扫描仪与一套Artec电池组,取代了一款已淘汰的手持式3D扫描仪,它无法捕获色彩,且分辨率很低。

“在学校另一个学院开办展示活动时我们见过Patrick,”Face Lab与科学艺术硕士项目研究教学助理Mark Roughley说道。

订单下完后,Patrick亲自为我们安装了Artec系统,并开展了为期一天的综合培训,讲解了扫描仪与Artec Studio 3D扫描及后期处理软件的功能

“操作简单的Artec系统便携又准确,这两点对于我们使用扫描仪捕获人类遗骸重建3D脸部来说非常重要,尤其当我们需要去全世界各地的考古点工作,Artec电池组就显得格外关键,”Mark说道。

巴克斯顿博物馆现场,Face Lab成员扫描Liffs Low Man遗骸

捕获色彩的能力对于Face Lab来说非常诱人,对于脸部动画研究来说也大有裨益,这是因为含有纹理的3D脸部图像能够制作出更真实的脸部动画。Face Lab还创建了3D人脸与脸部特征数据库,例如人耳,且包含纹理信息,可在如ZBrush这类3D建模软件中为3D考古画像增加更具真实感的肌肤。

Artec Spider可用于快速完成人类头骨精确扫描,而头骨以往很难扫描。对需要为古人类制作3D脸部图像的Face Lab而言,这是一项必不可少的功能。

使用Artec Spider捕获的带有纹理信息的脸部3D扫描

为苏格兰国王罗伯特一世重建脸部

尽管Face Lab仅成立于2014年,该团队研究员已经在颅面分析领域取得了重大成功。团队最近一次脸部描绘的对象是1306-1329年间的苏格兰国王罗伯特一世,与格拉斯哥大学合作完成,团队向苏格兰亨特博物馆外借了罗伯特一世的头骨模型,并对此进行了3D扫描。对使用触觉雕刻系统的Face Lab团队来说,这是3D脸部重建工作的第一步。罗伯特一世的头像在2016年12月公开后,迅速在国际范围内走红,并在一集名为Ceann an Righ的BBC苏格兰盖尔语频道纪录片中出镜。

国王苏格兰盖尔语频道:脸部图像制作过程。图片由利物浦约翰摩尔大学Face Lab与格拉斯哥大学提供

Face Lab的Artec Spider现已走遍欧洲与英国,扫描众多人类遗骸。便携的扫描仪也能帮助Face Lab在考古现场或博物馆局促的藏品间扫描人类遗骸。一些使用Spider完成3D扫描的图像成品已出展于挪威布吕根博物馆、巴克斯顿博物馆以及都柏林三一学院。

装置艺术扫描

2015年,Face Lab还与生物艺术家Gina Czarnecki以及John Hunt教授合作了Heirloom项目,并在全球范围内巡展,最近一期在利物浦FACT(艺术与创意科技基金会)举办,是“万无引力”(No Such Thing As Gravity)展览的一部分。Face Lab使用Artec Spider扫描了Gina女儿脸部,希望能在生物玻璃上完成3D打印,并在精致的脸部玻璃上培养口腔收集的细胞,为两位女儿制作3D活体人像。

Gina Czarnecki与John Hunt教授的2017“Heirloom”。图片由FACT提供

2016年,Face Lab与透纳奖提名者Jane与Louise Wilson合作了Undead Sun: We Put the World before You展览(米德尔斯堡现代艺术学院)。Face Lab扫描了艺术家脸部(Jane与Louise是一对双胞胎),并使用这组3D数据制作了脸部动画合成,逐渐生成既像Jane又像Louise的脸部。这段录像也是他们她们装置艺术的一部分,此外,还展出了因伤口而畸形的3D打印普通人脸,象征着一战后遭受苦难的战士。

Jane和Louise Wilson 2016年We Put the World before You相片。图片由艺术家本人提供。

利物浦艺术与设计学院增设科学艺术硕士研究生项目

2016年,来自Face Lab的Caroline Wilkinson、Mark Roughley以及Kathryn Smith在利物浦艺术与设计学院成立了授课型科学艺术硕士课程,名为科学艺术文学硕士。该项目为艺术爱好者提供了在公共卫生、天体物理、体育科学、科技、博物馆实践、计算、医疗与法医学的合作提供了独一无二的机会。作为项目的一部分,学生可以在Face Lab中接触到3D实践,参加Artec Spider以及软件培训。目前,两位学生正在使用Artec解决方案完成他们的研究项目。

“自从购置这款解决方案后,Patrick Thorn和Artec为我们给予了有力的支持,”Mark说道。“我们升级了Artec Studio软件,从开始扫描到完成最终模型的过程更加轻松。这次的升级包括了智能模式,将整个流程进一步简化——对学生和各类用户来说太重要了。”

Artec Spider完成的3D扫描,科学艺术硕士学生为3D人耳创建数据库的部分项目

“Artec Spider为Face Lab和科学艺术硕士学生带来探究艺术/科学研究新领域,还能与艺术家、博物馆以全新、有趣的方式互动交流,”Mark说道。“与Artec和Patrick Thorn的合作使这项解决方案成为我们工作流程中不可或缺的一部分。如果我们今后还需添置扫描仪,我们一定毫不犹豫联系他们。”

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