突破次元壁垒，让身边的玩偶手办在屏幕上动起来！

Posted 2022-08-11 华为移动服务

因为喜爱，人们会将二次元形象制作成玩偶手办，然而没有生命气息的冰冷模型并不能满足人们互动性的情感需求。如何能让带有情感寄托的玩偶手办更具表现力和感染力呢？

近日，HMS Core 3D建模服务上线自动骨骼绑定能力，可以让已建成模型的二足人形物体根据自定义动作活动起来，甚至与用户产生互动，不再只是冰冷僵硬的玩偶手办。

那么，通过自动骨骼绑定能力动起来的3D模型，可以用来干什么呢？

比如，使用音视频编辑能力，可以将小朋友喜欢的玩偶建成3D模型，并加上舞蹈动作、配音和儿歌故事，剪辑成较为完整的儿童教学视频，帮助孩子更快更好的接收知识；

又比如，结合3D Engine的动作制作能力，通过实时骨骼动画、面部表情驱动、全身IK、多重动画状态机融合等功能，可实现流畅的3D动画效果，再加上3D Engine的高清渲染与视觉特效、智能寻路导航等功能，即可制作一款成熟的动画游戏；

再比如，借助AR Engine的运动跟踪、人体和人脸跟踪、环境跟踪等AR能力，可以在镜头下将3D模型置入真实的场景中，并与用户产生互动。该场景可应用于AR游戏领域，实现游戏中自定义3D模型及模型动作的功能，让AR互动游戏更具趣味性。

除此之外，我们还可以突破想象，在建模过程中将生活中的瓶瓶罐罐、随用物件加上两条“腿”，让自动骨骼绑定能力不再局限于特定模型类别，万物皆可活动起来，真正实现“万物复苏”的有趣景象。

实现原理

自动骨骼绑定服务面向的是有3D游戏、3D动画制作等需求的开发者，通过输入一个二足人形物体的静态3D模型，即可基于AI算法进行肢体绑定，并自动生成模型的骨骼和蒙皮权重，完成自动骨骼绑定，然后通过改变骨骼的朝向和位置，动态驱动模型完成行走、跳跃、跳舞等自定义动作，以此赋予3D模型运动的能力。

能力优势

1、 无需人工干预，即可实现一键绑定蒙皮。

骨骼绑定分为手动绑定和自动绑定，目前多数高精度的自动骨骼绑定方法，除了要求模型处于标准姿态外，还需要手动放置七八个关键点才可绑定。而华为的自动骨骼绑定能力基于AI智能算法，只需要让模型处于一个大致正确的位置，甚至都不要求模型绝对的直立、朝前，即可对模型完成精确的绑定，无需手动放置关键点。

2、 基于海量数据，提高AI绑定算法的准确性和泛化性。

那么，华为自动骨骼绑定能力是如何进行3D模型数据制作，确保AI绑定算法准确性的呢？不同于耗时耗力的传统3D模型数据制作方法，华为自动骨骼绑定能力的3D模型数据制作仅需要用普通手机拍摄采集物体图像，通过华为自研算法自动化生成3D角色数据。在针对大规模生成的数十万3D模型绑定数据进行算法训练时，只需要在少量的真实数据上进行微调，即可得到高准确性、高泛化性的AI模型。

输入模型约束

考虑到3D世界模型的多样化，为了保证自动骨骼绑定能力算法的精准性，我们对绑定算法的输入模型作出以下建议：

来源：使用双足人形手办（不含手持物体）、毛绒玩具的照片扫描建模；

外观：从视觉上看，网格无分离，四肢与身体无粘连，无大块的附属物，尽量双腿站立，双臂张开；

姿态：整体姿态为z轴朝前，y轴朝上，各关节可有不超过15°的扰动，不对对称性作要求；

Mesh：Mesh为三角面或四边面，顶点数量不应超过80k，模型整体没有大规模面片缺失；

其他：身体和四肢比例符合大部分玩具风格，肢体不应过细、过短（手臂和腿宽度比例不能小于模型最长边的8%），模型姿态整体竖直朝前。

华为HMS Core 3D建模服务自动骨骼绑定能力，通过智能化技术牵引，大大降低了3D模型动画的制作门槛，动画制作不再是需要复杂设备的高难度的技术能力，即便非专业人士使用普通手机也能轻松完成动画制作，实现日常生活中更多的创意作品制作。

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