突破次元壁壘,讓身邊的玩偶手辦在屏幕上動起來!

来源:https://www.cnblogs.com/hmscore/archive/2022/08/10/16571154.html
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因為喜愛,人們會將二次元形象製作成玩偶手辦,然而沒有生命氣息的冰冷模型並不能滿足人們互動性的情感需求。如何能讓帶有情感寄托的玩偶手辦更具表現力和感染力呢? 近日,HMS Core 3D建模服務上線自動骨骼綁定能力,可以讓已建成模型的二足人形物體根據自定義動作活動起來,甚至與用戶產生互動,不再只是冰冷 ...


因為喜愛,人們會將二次元形象製作成玩偶手辦,然而沒有生命氣息的冰冷模型並不能滿足人們互動性的情感需求。如何能讓帶有情感寄托的玩偶手辦更具表現力和感染力呢?

近日,HMS Core 3D建模服務上線自動骨骼綁定能力,可以讓已建成模型的二足人形物體根據自定義動作活動起來,甚至與用戶產生互動,不再只是冰冷僵硬的玩偶手辦。

那麼,通過自動骨骼綁定能力動起來的3D模型,可以用來乾什麼呢?

比如,使用音視頻編輯能力,可以將小朋友喜歡的玩偶建成3D模型,並加上舞蹈動作、配音和兒歌故事,剪輯成較為完整的兒童教學視頻,幫助孩子更快更好的接收知識;

又比如,結合3D Engine的動作製作能力,通過實時骨骼動畫、面部表情驅動、全身IK、多重動畫狀態機融合等功能,可實現流暢的3D動畫效果,再加上3D Engine的高清渲染與視覺特效、智能尋路導航等功能,即可製作一款成熟的動畫游戲;

再比如,藉助AR Engine的運動跟蹤、人體和人臉跟蹤、環境跟蹤等AR能力,可以在鏡頭下將3D模型置入真實的場景中,並與用戶產生互動。該場景可應用於AR游戲領域,實現游戲中自定義3D模型及模型動作的功能,讓AR互動游戲更具趣味性。

除此之外,我們還可以突破想象,在建模過程中將生活中的瓶瓶罐罐、隨用物件加上兩條“腿”,讓自動骨骼綁定能力不再局限於特定模型類別,萬物皆可活動起來,真正實現“萬物複蘇”的有趣景象。

實現原理

自動骨骼綁定服務面向的是有3D游戲、3D動畫製作等需求的開發者,通過輸入一個二足人形物體的靜態3D模型,即可基於AI演算法進行肢体綁定,並自動生成模型的骨骼和蒙皮權重,完成自動骨骼綁定,然後通過改變骨骼的朝向和位置,動態驅動模型完成行走、跳躍、跳舞等自定義動作,以此賦予3D模型運動的能力。

能力優勢

1、 無需人工干預,即可實現一鍵綁定蒙皮。

骨骼綁定分為手動綁定和自動綁定,目前多數高精度的自動骨骼綁定方法,除了要求模型處於標準姿態外,還需要手動放置七八個關鍵點才可綁定。而華為的自動骨骼綁定能力基於AI智能演算法,只需要讓模型處於一個大致正確的位置,甚至都不要求模型絕對的直立、朝前,即可對模型完成精確的綁定,無需手動放置關鍵點。

2、 基於海量數據,提高AI綁定演算法的準確性和泛化性。

那麼,華為自動骨骼綁定能力是如何進行3D模型數據製作,確保AI綁定演算法準確性的呢?不同於耗時耗力的傳統3D模型數據製作方法,華為自動骨骼綁定能力的3D模型數據製作僅需要用普通手機拍攝採集物體圖像,通過華為自研演算法自動化生成3D角色數據。在針對大規模生成的數十萬3D模型綁定數據進行演算法訓練時,只需要在少量的真實數據上進行微調,即可得到高準確性、高泛化性的AI模型。

輸入模型約束

考慮到3D世界模型的多樣化,為了保證自動骨骼綁定能力演算法的精準性,我們對綁定演算法的輸入模型作出以下建議:

來源:使用雙足人形手辦(不含手持物體)、毛絨玩具的照片掃描建模;

外觀:從視覺上看,網格無分離,四肢與身體無粘連,無大塊的附屬物,儘量雙腿站立,雙臂張開;

姿態:整體姿態為z軸朝前,y軸朝上,各關節可有不超過15°的擾動,不對對稱性作要求;

Mesh:Mesh為三角面或四邊面,頂點數量不應超過80k,模型整體沒有大規模面片缺失;

其他:身體和四肢比例符合大部分玩具風格,肢体不應過細、過短(手臂和腿寬度比例不能小於模型最長邊的8%),模型姿態整體豎直朝前。

華為HMS Core 3D建模服務自動骨骼綁定能力,通過智能化技術牽引,大大降低了3D模型動畫的製作門檻,動畫製作不再是需要複雜設備的高難度的技術能力,即便非專業人士使用普通手機也能輕鬆完成動畫製作,實現日常生活中更多的創意作品製作。

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