Light Detection and Ranging - 一种遥感技术，使用激光脉冲进行距离测量和物理空间的精确3D表示，现已成为电影制作中VFX数据捕获、自动对焦系统、集合测量和虚拟制作环境的重要组成部分。
什么是LiDAR？
LiDAR（光探测与测距）是一种遥感技术，它利用激光脉冲来测量距离并创建物理环境的精确3D数据。在电影制作中，LiDAR在从VFX到自动对焦的各个领域都有广泛的应用。
基本原理
| 方面 | 描述 |
|---|---|
| 技术 | 基于激光的测距 |
| 方法 | 飞行时间测量（Time of Flight） |
| 输出 | 点云，3D数据 |
| 精度 | 毫米级 |
工作原理
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 发射 | 激光发射脉冲 |
| 反射 | 光线反射 |
| 探测 | 传感器接收 |
| 计算 | 根据飞行时间计算距离 |
电影应用
| 领域 | 应用 |
|---|---|
| VFX | 场景扫描，环境 |
| 虚拟制作 | LED屏幕内容 |
| 自动对焦 | 电影镜头 |
| 现场勘测 | 测量 |
LiDAR用于VFX
| 用途 | 描述 |
|---|---|
| 场景扩展 | CG扩展真实场景 |
| 环境创建 | 数字环境 |
| 匹配跟踪 | 摄像机跟踪参考 |
| 重建 | 重建拍摄地点 |
LiDAR自动对焦
| 系统 | 描述 |
|---|---|
| DJI LiDAR | RS3/RS4云台系统 |
| iPhone/iPad Pro | 集成传感器 |
| Tilta | 跟焦器集成 |
| PDMOVIE | 电影系统 |
DJI LiDAR对焦
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 范围 | 最远14米 |
| 精度 | 高 |
| 兼容性 | Ronin RS3/RS4 |
| 跟踪 | 人脸/主体 |
iPhone LiDAR
| 应用 | 描述 |
|---|---|
| 快速扫描 | 捕捉拍摄地点 |
| 预演 | 快速3D模型 |
| 参考 | 用于VFX |
| App | Polycam, 3D Scanner |
扫描仪类别
| 类型 | 描述 |
|---|---|
| 测量级 | 最高精度 |
| 消费级 | iPhone/iPad |
| 电影自动对焦 | 自动对焦系统 |
| 工业级 | 测量技术 |
专业扫描仪
| 制造商 | 型号 |
|---|---|
| Faro | Focus, FreeStyle |
| Leica | RTC360, BLK |
| Matterport | Pro2, Pro3 |
| RIEGL | VZ-系列 |
输出格式
| 格式 | 应用 |
|---|---|
| 点云 | 原始数据 |
| 网格 | 3D表面 |
| CAD | 建筑 |
| USD | 管线 |
虚拟制作
| 用途 | 描述 |
|---|---|
| LED屏幕内容 | 环境数据 |
| 跟踪参考 | 摄像机位置 |
| 预演 | 引擎内规划 |
| 资产创建 | 真实到数字 |
与其他技术的结合
| 技术 | 协同作用 |
|---|---|
| 摄影测量 | 纹理+几何 |
| HDRI | 照明数据 |
| 动作捕捉 | 空间校准 |
| 测量 | 控制点 |
LiDAR vs. 摄影测量
| 方面 | LiDAR | 摄影测量 |
|---|---|---|
| 精度 | 更高 | 可变 |
| 纹理 | 无/很少 | 有 |
| 光照条件 | 无关紧要 | 重要 |
| 表面 | 所有 | 有纹理的 |
挑战
| 问题 | 解决方案 |
|---|---|
| 反射表面 | 喷漆，绕行 |
| 透明度 | 无法捕捉 |
| 数据量 | 高性能硬件 |
| 处理 | 专用软件 |
软件
| 工具 | 功能 |
|---|---|
| RealityCapture | 处理 |
| CloudCompare | 点云 |
| Autodesk ReCap | 处理 |
| Faro Scene | Faro数据 |
成本
| 要素 | 因素 |
|---|---|
| 测量扫描仪 | 租赁/购买昂贵 |
| 消费级（iPhone） | 设备已有 |
| 电影自动对焦 | 中等 |
| 处理 | 时间和软件 |
未来发展
| 趋势 | 描述 |
|---|---|
| 小型化 | 越来越小 |
| 成本 | 下降 |
| 集成 | 集成到更多设备中 |
| 实时性 | 更快的处理速度 |
最佳实践
| 实践 | 原因 |
|---|---|
| 提前规划 | VFX需求 |
| 结合使用 | 与摄影测量结合 |
| 文档记录 | 扫描位置 |
| 测试 | 在关键扫描前 |
现状
LiDAR已从一种专业的测量技术发展成为电影制作中一种多功能的工具。从用于VFX的精确场景扫描，到虚拟制作环境，再到电影镜头的自动对焦——基于激光的3D捕捉已成为现代电影制作不可或缺的一部分。
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