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R3DS Wrap基本使用方法

2023-05-16

中文的R3DS Wrap软件的教程较少，最近刚好实操了一遍，特此记录下来。

为了描述方便，下面将R3DS Wrap简称Wrap。

软件官网：https://www.russian3dscanner.com/

一、 目的及所需输入材料

下面介绍一下使用Wrap将高模转为低模的方法。

虽说目的是将高模转为低模，但是从软件名称和实际操作可以看出，软件是使用低模或者说是base mesh去包裹(wrap)高模，从而得到高模上对应与低模的顶点位置。

要将高模转为低模，首先需要两个模型，一个是预先定义的低模，一个是通过相机矩阵或者其他方式获取到的高模。

为了方便操作，文章提供预定义的低模(百度网盘：(链接: https://pan.baidu.com/s/1EU_IujrY1pHWFMbwUCnmUg 提取码: l85g))，而高模来源于Wrap预定义的模型(下面会提到)。

二、基本界面

打开Wrap可以看到下面界面

在这里插入图片描述

可以看出，wrap的界面非常简单，由三个大模块组成**（为了方便描述下面的介绍中，将各个界面定义为"1界面"，“2界面”，“3界面”)**：

  1. 为可视化的界面，该界面又有多种视图，可以直接分别按Q、W、E、R键进行切换视图
  2. 为添加节点的界面，里面可以按Tab键，进行节点的添加。这里每一个节点是软件预定义的，一个节点表示一个操作
  3. 为对应2中某些节点需要编辑的参数

在2界面处点击Tab键，界面如下，白色框可以搜索相应的节点，也可以从下面的选项中选择想要的节点添加进来。

在这里插入图片描述

三、高模转为低模

3.1 加载低模和高模

  1. 下载上面百度云盘中提供的低模，并保存至硬盘中，这里我们保存在桌面上test文件夹里面。

  2. 在2界面中按Tab->Geometry->LoadGeom，出现如下界面 在这里插入图片描述

  3. 看到"3界面"出现了一些参数设置，选择File Names右边的…，然后选择刚刚下载好的低模，出现如下界面。如果"1界面"没有看到对应的模型，可以点击键盘的f键，这样可以获取合适的模型大小。
    ​在这里插入图片描述

  4. 点击键盘的R键，看到Scans那一栏有Wrap提供的几个高模，我们随便点击一个模型，这里选中Alex的模型。可以看到"2界面"新加了两个节点，一个是LoadImage01（该节点可以加载各种map，如albedo map，normal map等，这里默认加载了albedomap），一个是LoadGeom02（该节点加载了一个高模）。这里要说明的是LoadGeom节点右侧有个蓝色的方块，表示在"1界面"中显示对于的模型，如果点击该蓝色方块，则蓝色和对应的模型都消失了。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

3.2 剔除不需要的顶点（optional）

注意：这一个节是可选的，采用有些预定义模型可以不用。但是采用本文提供的低模必需有这一节的操作。由于有些预定义的低模会包含一些独立的顶点（例如左右眼球，口腔等），如果不剔除那些独立的顶点，在下面的包裹阶段会出现下图所示的错误。错误提示内容为"floating geometry contains 3 disconnected polygon components, should be one"。意思就是在执行wrapping操作的时候，低模存在多个独立的组成部分，但是wrapping操作的输入低模必须是一个。
在这里插入图片描述

  1. 在3.1节的基础上，选中"2界面"->点击Tab键->Selection->SelectPolygons，将LoadGeom01与SelectPolygons01节点如下图所示连接起来
    在这里插入图片描述
  2. 点击键盘E键，使得"1界面"切换到Visual editor视图，然后选中右半边脸的面片，如下所示
    在这里插入图片描述
  3. 点击Visual editor视图下方的Hide selected选项，可以将选中的面片隐藏起来，然后旋转模型可以看见里面的左右眼球
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  4. 3步骤是为了方便观察内部的结构，现在选择Visual editor下方的Unhide all按钮，然后双击人脸上任意一处的三角形，如下图所示，说明Selectionpolygons01节点已经选择了除眼球以外的所有节点以及面片
    在这里插入图片描述
  5. 添加Subset节点，操作为：点击Tab键->Geometry->Subset，可以看见Subset节点有两个输入，将鼠标放到输入点上可以看到输入的名字，如下图连接节点，点击q键，回到Viewpoint3D视图，这时候可以点击LoadGeom01和Subset01节点右侧的蓝色块来查看对应的可视化
    在这里插入图片描述
    完成3.2部分的所有步骤后，Subset01节点的输出为剔除低模预定义的左右眼球后得到的低模。

3.3 低模与高模对齐

  1. 要使得低模与高模对齐，需要先预定义对应的点，所以在"2界面"中添加SelectPoints节点，操作为：点击Tab键->Selection->SelectPoints。SelectPoints需要两个输入，一个为低模一个为高模，如下图所示
    在这里插入图片描述
  2. 点击e键切换视图，可以看到左侧的"1界面"出现两个模型。如果没有看到下图中的模型，分别选中"1界面"的左右子视图然后点击f键
    在这里插入图片描述
  3. 分别如下图选中对应的点，注意：在两个模型上选择点的顺序必须一模一样。当然选择的点可以与下图不同，可以自己定义，点越多，对齐越准
    在这里插入图片描述
  4. 添加RigidAlignment节点，操作：点击Tab键->Alignment->RigidAlignment，如下图连接节点，在"3界面"中勾选Match scale，是的两个模型大小一致，然后切换到Viewpoint3D视图，并且在"2界面"中选择显示的LoadGeom02和RigidAlignment01节点，隐藏其它节点，可以得到如下视图
    在这里插入图片描述

3.4 将对齐后的低模包裹高模

  1. 添加Wrapping节点，操作：点击Tab键->Alignment->Wrapping，按照下图连接节点
    在这里插入图片描述
  2. 点击"3界面"中compute按钮可以看到如下图，表示正在计算
    在这里插入图片描述
  3. 计算完成后，只显示LoadGeom01和Wrapping01节点，可以看到包裹后的结果如下图所示
    在这里插入图片描述

3.5 保持与原始低模相同的点数与顺序

完成3.4就包裹完成了，但是由于3.2节为了能够成功包裹，去除了眼球，如果直接保存包裹后的结果，会丢失眼球的节点，并且包裹后的顶点顺序也不同于原始低模，所以下面要利用Lattice节点保留眼球节点，并且使得输出的顶点数和顶点顺序与原始低模一模一样。

  1. 添加Lattice节点，操作：点击Tab键->Geometry->Lattice，Lattice的节点有三个输入，可以将鼠标放置在每个输入出查看应该输入什么。由于Lattice相对较难理解，这里解释一下，Lattice可以理解为一个映射函数，第一个输入是原始的低模，表示需要进行映射的输入，第二和第三个输入分别为剔除顶点用于包裹的低模和包裹后的模型，表示包裹的映射。如果看不懂按照如下图连接节点即可
    在这里插入图片描述

3.6 保存模型

  1. 添加SaveGeom节点，保存包裹后的低模。操作：点击Tab键->Geometry->SaveGeom，将Lattice的输入给到SaveGeom，连线如下图所示，在"3界面"File Name后面的填写保存的路径即可。保存下来的.obj文件即为包裹后的低模。
    在这里插入图片描述

3.7 保存纹理

  1. 添加TransferTexture节点用于将高模的texture转化为与低模对应的texture，操作：点击Tab键->Image->TransferTexture，TranferTexture01有两个输入，一个是source geometry用于输入高模，一个是target geometry用于输入包裹后的低模。连接方式如下图所示。图中"3界面"处可以设置texture图片输出的大小
    在这里插入图片描述
  2. 选中TranferTexture01节点后，点击W键可以查看带保存的纹理图片
    在这里插入图片描述
  3. 添加SaveImage节点用来保存texture，操作：点击Tab键->Image->SaveImage。选中SaveImage01节点可以在"3界面"处可以设置保存路径以及保存图片的质量，设置完成点击Compute current frame即可完成保存
    在这里插入图片描述
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