只需一张图片即可创建你自己的3D打印角色模型

• 1
  图片能给你什么、不能给你什么
• 2
  图像如何变成可打印网格
• 3
  在送入打印机之前清理网格
• 4
  树脂、FDM还是机加工母模
• 5
  基于照片的建模在哪里失效
• 6
  从照片到成品零件的分步流程
• 7
  为你的角色模型选择路线

照片携带两类信息。它携带形状线索，来自明暗、边缘和纹理，而几乎不携带比例。帮助你从图片构建自己的3D打印角色模型的软件，会从这些明暗线索以及多张照片时的视差推断深度。结果是表面，不是实体。

摄影测量和神经深度估计都输出密集三角网格。单张图像给你一个带猜测深度的浮雕状壳层。二十张重叠图像给你一个可测量精度的封闭表面。这两种情况之间的差距就是整个工作流的全部故事。

软件永远无法恢复的是意图。它不可能知道肩甲应该厚3 mm、下颌线是模具分型线，或者剑刃必须保持笔直以便成型。这些是你在重建之后带入网格的工程决策。

所以把图片当作毛坯，而不是图纸。你接下来要做的事相当于从粗铸件上去除材料，只不过这里你是删除或添加三角形，直到形状成为机器或打印机可以生产的东西。

摄影测量通过匹配图像间的特征来工作。软件在多张照片中找到同一个角、纹理块或边缘，求解相机位置，然后三角化空间中的点。这些点形成稀疏点云，再在其周围生长出密集点云。随后在点云上包裹网格。

精度随分离良好的视图数量而提高。围绕主体以15°到20°间隔拍摄10到30张图像，是角色半身像的典型做法。少于6个视图会在耳后、下巴下方和四肢之间留下大洞。

单图像深度模型的工作方式不同。训练过的网络预测逐像素深度图并将其提升为表面。它对遮挡区域的处理比预期更好，但会产生软边缘，且没有可靠的绝对尺寸。

两种情况下你得到的网格都是任意单位。先缩放它，再做其他事。测量照片中已知特征，在文件中设定该尺寸，然后才开始清理几何。

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  环形拍摄12到30张照片，间隔15°到20°，曝光一致
• 2
  交叉偏振光消除会干扰特征匹配的镜面高光
• 3
  哑光表面暗淡纹理的重建效果远好于光泽塑料
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  固定焦距变焦会破坏相机求解

重建的网格是一堆小三角形。它通常是非流形的，即边被两个以上面共享，而且经常有翻转的法线。切片软件能容忍其中一部分，但不是全部，而且失败是静默的。

先运行修复：删除重复顶点、在0.05 mm内焊接边、删除内部壳层并填充小于2 mm的孔。然后减面。150 mm人像的200万三角形扫描是浪费；30万到80万三角形在0.05 mm层高下足以保持细节。

接下来，把模型封闭成水密实体。切片软件需要封闭体积来计算内外。如果网格是单面壳层，按预期壁厚向内偏移，然后合并两个表面。

检查细特征处的自相交。手指、发丝和斗篷边缘是重建网格自我交叉的地方。切片软件会在那里产生杂散壳层，要么从平台上掉落，要么熔合到主体上。

SLA和DLP树脂打印主导这一工作流是有原因的。0.05 mm层高能保持面部特征，表面可打磨至光滑。小尺寸人像的最小可靠壁厚约为1.0 mm，零件超过100 mm高后为1.5 mm。

FDM适合较大角色和功能性关节。0.4 mm喷嘴无法复现0.3 mm的眼睑，所以按风格化外观来规划。壁厚至少设计三个周长，用0.4 mm喷嘴约为1.2 mm。

当你需要角色作为硅胶模具的物理母模时，铝或POM的机加工母模胜过打印母模。机加工表面能干净地脱模，并在数十个成型周期中保持尺寸稳定。

混合制造很常见。打印有机的头和手，机加工底座、支架和任何螺纹嵌件，然后装配。这种拆分把细节工作留给打印机，把承载工作留给铣床。

透明、镜面和颜色均匀的表面会让特征匹配失效。玻璃角色或镀铬头盔几乎无法给解算器提供可锁定的特征。如果物体可以喷涂，就用可去除的喷剂在表面薄薄喷一层。

薄而柔软的部件重建效果差。布料、披风和飘带在帧间移动，解算器会把它们糊成团块。把这些部件作为独立的平面部件建模，或用柔性树脂打印后再披挂上去。

对称性是你的帮手。如果角色接近对称，就重建一侧，镜像，再沿中线缝合。这样采集时间减半，结果也比全扫描更干净。

最后，把时间预算留给清理，而不是采集。采集只需一小时。修复非流形几何、拆分模型和试配接合处才是耗掉数天的地方。为网格处理做好计划，图片就真的够用了。