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【转载】虚拟人:在元宇宙打造你的第二分身

作者:admin????来源:未知????发布时间:2022-03-08 13:38????浏览量:


元宇宙未至,虚拟人先行。虚拟人作为元宇宙的入场券,已成破圈式传播引发热议,不少文娱公司开发虚拟偶像进行粉丝氪金,也有虚拟人走进公司成为职员,虚拟人的应用场景正在逐步拓宽,未来的想象空间注定浩瀚。

 

虚拟人满足着人类对元宇宙的初步想象,人类不仅能拥有专属的数字孪生,又能延展自身在世界上的生存范围,每一个应用场景的转换,都在拓宽虚拟人的“成长”路径。

 

而虚拟人既能1:1还原真人形象,再现世界上的另一个自己,也能换装改形,摇身一变生成更精美的“人”。

 

建构3D虚拟人如何做到孪生再现?与之支撑的技术逻辑又如何实现?让我们一起走进虚拟人实验室一探究竟,揭开他的神秘面纱。
 

01


生成人体模型需要几步?
 

首先,对一个真人进行虚拟人形象的建构,需要将其人体形象的所有部位和纹理细节都捕捉到位,相机阵列实时同步采集可以实现自动化建模,人体信息收集完成后会形成一个人体白模。“可以把人体白模想象成一尊雕塑,从头部到躯干再到四肢都已还原了人的形象”,苏研院数字虚拟人实验室算法工程师刘佳丽解释。

 

一副白模没有色彩也没有纹理,仅是一尊“粗糙”的雕塑。第二步,通过附上与白模同时生成的纹理图,人体本身的纹理和肤色便得以显现。此时生成的形象便是与真人逼近的虚拟人形象,如若相机阵列拍摄的条件和建模对象都处在理想状态之中,这个虚拟人便是既能看到眼袋细纹,又能看到人体毛发的人,不过他生活在虚拟世界。

 

▲虚拟人模型清晰可见面部黑痣、胡茬等细节
 

02


相机阵列功用几何?
 

科大讯飞AI研究院核心技术研究员李林博士表示:“使用相机阵列能捕捉瞬时的人体形态,并在可控的光照环境下精确实现人体表情、姿态和服饰的三维恢复。”

 

人体是一个凹凸不平的三维立体,加之着装的材质款式也会有所差异,若想重建精确的三维立体,则需从多角度捕获清晰的图像数据,而相机阵列的瞬时同步采集,以及均匀的光照控制,能从源头扼制人体轻微移动、光照不均匀带来的图像匹配误差,从而提升三维模型重建精度,将人工介入的程度减轻。
 

▲模拟环境光下人体及服装材质造成光的明暗差异


▲相机阵列均匀光下拍摄的人体图

 

在相机阵列拍摄下,人体的三维特征能够被准确记录,诸如雀斑、皱纹等细节也会一览无遗,这就给虚拟人生成接下来的工作奠定了良好的三维模型基础。
 

 

▲老人面部的皱纹清晰可见

 

03


如何把误差扼杀在摇篮里?
 

若希望建成的模型能避免误差和瑕疵,在建模的过程中,对建模对象作初始约定,便是降低误差的第一步。

 

李林和刘佳丽共同表示:对于发型和服装,在建模之前会做一些规定。比如,长发盘成丸子头,将刘海掀上去,短发即让头发尽可能的贴合头皮。这么做是为了避免发丝乱飞或是遮住身体部位,这两种都是误差,一旦误差产生,则需要后期介入将其修复,如此既会增加人工时,也会增高建模的成本。

 

▲头发和皮肤相粘黏


而建模时,身穿较为贴身的衣裤,才能相对清晰地捕捉到人体,方便模型的成形,这也是为驱动人体做准备。刘佳丽解释:“所见即所得”。相机阵列拍摄到了哪些人体信息,则虚拟人也会获得这些信息。比如,如果建模对象穿了一条遮住双腿的裙子,那么建模时便难以捕捉到裙子里的双腿,故而建成的虚拟人实际上是没有腿、空有一条裙子的不完整的人。

 

刘佳丽建议,建模时尽可能避免穿纯黑或纯白的衣服。模型师蒋寅迪解释:“因为白黑两色吸光属性较强,那么它们反射出的光也会更强,便极易导致色块的发白甚至出现空洞。” 

 

▲纯白色衣服反光导致出现空洞缺陷


李林则强调,建模时最好避免穿纯色的衣服,这也是为后续的驱动工作考虑。因为纯色的衣服不方便锚定标记点,从而难以对其进行驱动。这就好比一块白墙置于眼前,没有参照物,我们无从找寻支点去划定左右。

 

 

自动化建模路径建构的3D虚拟人,是为对真人进行1:1的复刻还原,真实度是对模型建成成果的一大关键考量。但是这并不代表,在建模的过程中人工不对其再次介入。如若未在理想建模条件之下,相机阵列所生成的模型便会有各异偏差,需要模型师对其进行修补调整。而假若建模对象希望瘦脸大眼、磨皮去皱、甚至是瘦肚子等美化操作,技术人员也能通过两种路径为其实现。除了对人体本身进行“p图”美化,我们还能为其设计发型、服装,满足建模对象对美的追求,实现其在虚拟世界活得更美的心愿。

 

▲虚拟人经美化后在 Wonderland 的海报呈现


虚拟人怎么变美换装?不理想的建模状态又会导致哪些误差的生成?下期同系列推文将为大家拨开迷雾,“见真容”。

 

本文内容转载自微信公众号,原作者:讯飞苏州。

 

 

END

 
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