Web3D虚拟人捏脸
1. 淘宝人生里的虚拟人像渲染技术
- 换装:动态加载道具模型的思路解决,并做了隐藏与显示的优化。
- 美颜:动态合并贴图,充分利用了管线灵活性的能力。
- 捏脸技术实现:骨骼蒙皮和顶点变形
a. 骨骼蒙皮:
ⅰ. 设置好哪些顶点会受到“关节”(也称为“骨骼”)的影响,从而让“关节”带动对应的顶点运动(施加某种“变换”:位移,旋转,缩放三种影响的一组数学公式,从而获得新位置),这个技术我们称为“蒙皮”。
ⅱ. 优点:简单高效,便于理解和控制。
ⅲ. 缺点:不够灵活,骨骼只能表达位移、旋转、缩放的一种或组合,无法进行逐顶点变化操作。例如,让嘴角上扬,就需要每个顶点有不同程度的变化。
b. 顶点变形:
ⅰ. 也就是直接修改顶点。一般来说我们会给顶点准备一个基准位置,再提供一个“极端变化”后的最大位置,那么乘以一定的权重比例,就能让这个顶点在基准位置和极端位置中的任一位置。这种技术称为“Morph Target”或“Blend Shape”,都是指顶点变形的意思。
ⅱ. 优点:弥补“骨骼蒙皮”方法的不足,能更容易做出灵活,活泼的顶点动画。
ⅲ. 缺点:不便控制,很吃资源,成本高,对实时计算压力不小。
在实际开发中,哪些用骨骼,哪些用顶点变形,这是一个权衡“效果”和“效率”的工作,需要具体去看,反复拿捏。这些调整与上游的美术制作成果结合的非常紧密,需要程序员与艺术家一起去看。
2. 想做Web 3D捏脸?看了这篇文章你就会!
- 通过修改骨骼点来进行捏脸,美术同学会在3DS Max设置骨骼点并标注对应的名称。当这些模型文件通过Three.js加载动网页中,这些骨骼点会通过对象的形式返回,通过traverse方法遍历模型的所有对象元素,并筛选类型为骨骼,可以找出所有的骨骼对象,通过对position,rotation,scale等这些属性的修改,就可以调节面部细节了。
- 面部元素的皮肤合成:
a. 根据用户所选加载不同形状的部件图片,如“眉毛样式.png”,“胡须样式.png”等
b. 根据用户所选颜色,利用Canvas对部件图片进行像素着色。
c. 将所有部件通过Canvas拼合到一起并附加到3D模型上。
3. 楚留香的捏脸系统如何实现的?
- 基于骨骼:骨骼蒙皮
- 基于Mesh差值:顶点变形
- 基于材质:在网格不修改的情况下,都可以通过材质中的贴图或者参数更改来改变肤色、瞳孔颜色、唇色、纹身图案等等。
- 新的Mesh:对于程序来说最为简单,对美术来说工作量最大的部分,用于发型、时装、多余的饰品挂件等等。
二:参考工具和源码 - Kalidokit
Kalidokit 是用于 Mediapipe/Tensorflow.js 面部、眼睛、姿势和手部跟踪模型的 blendshape 和运动学求解器,与Facemesh、Blazepose、Handpose和Holistic兼容。它采用预测的 3D 地标并计算简单的欧拉旋转和 blendshape 面值。专为装配 3D VRM 模型和 Live2D 头像而设计。 - *VRoid Studio*(VRM 3D 角色创作软件)
用来制作vrm格式的3D模型。 - three-vrm
一个用于读取人形 3D 模型格式“VRM”并将其显示在浏览器上的库。该库可用于促进 Web 上 3DCG 应用程序开发的库“Three.js”。这使开发人员可以更轻松地在 Web 上显示 3D 化身并控制姿势和面部表情。 - https://github.com/suchipi/arkit-face-blendshapes
- Headshot插件(3D头部生成器)
- 网易伏羲-有灵虚拟人
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