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除了生成電影特效,CG技術還可以為機器“附加靈魂”-鄭州小程序開發

夢之網科技?2019-10-06?文章動態?

可能大家都看過《阿凡達》《蜘蛛俠II》《猩球崛起I~III》等好萊塢的商業大片,給人們留下深刻印象的,莫過于這些電影的炫麗特效。但大多數人都是影院觀看一次,過個眼癮就完了;除非是做電影與動畫方面的專業人才,或許也沒有太多人想去深入了解電影背后的技術。

但如果你是一名資深影迷,那么一定對CG(Computer-Generated,電腦生成)技術并不陌生。它是一種借助計算機來制作動畫的技術,大致可以分為二維動畫(2D)和三維動畫(3D)兩種。

作為“電影史上 10 大里程碑之作”之一的《阿凡達》來說,它之所以被廣大影迷稱為“奇跡之作”,除了其背后隱喻的人文爭議、導演卡梅隆進行的多角度投入等因素之外,就是因為這部電影是用 了 CG 動畫的 3D 技術來拍攝的,讓人們在觀影時體驗到了近乎完美的身臨其境的感受

那么,這部“傳奇”電影是怎樣做到這一點的呢?

《阿凡達》中體現的“里程碑”級的 3D 效果,不僅僅是因為使用了自行研發的 3D 攝像機和虛擬攝影機,還在于應用了一項能保留演員細致表情的技術,進一步增加了營造電影真實感的砝碼。在此之前使用 CG 技術拍攝的電影,比如《最終幻想》等,往往因為人物面部表情僵硬,讓人一眼就判斷出是用了電腦特效,從而失去了真實的沉浸感。

而《阿凡達》中角色面部表情無比真實的原因,要歸功于電影制作團隊中主要負責計算機生成面部工作的 Mark Sagar。他也因為在《阿凡達》和另一部應用該面部表情技術的電影《金剛》中的出色工作,分別在 2010 年和 2011 年獲得了奧斯卡科技獎(Oscar Sci-tech Awards)

Mark Sagar 副教授目前是奧克蘭大學生物工程學院動畫技術實驗室的主任,旨在創造自主互動的動畫系統,助力下一代人機互動和面部動作技術的發展。他從構建模仿人眼的機器開始,目前的研究方向包括開發結構合理的虛擬眼睛和創建生物力學模擬解剖的真實模型:這將是一個通過數學和生理學,將逼真的人類特征結合計算機圖像的案例。

除了學術研究之外,Mark Sagar 還聯合創立了一家專注于開發具有情感響應功能、并有著個性和特色的虛擬形象公司 Soul Machines(后文統稱:靈魂機器)。靈魂機器的總部位于新西蘭的奧克蘭市,由 AI 研究人員、神經科學家、心理學家、藝術家和創新思想家等構成,目前已成功為梅賽德斯奔馳、SKI-II 和索尼等公司定制了虛擬服務形象。

視頻 | SK-II數字宣傳專員YUMI(來源:Global Cosmetics News Youtube)

不要以為這只不過是給一個精靈或者某個同學配上一張臉這么簡單,靈魂機器實際上從4 個方面改善了人機交互體驗:首先,其定制的形象十分逼真;其次,它所采用的數字 DNA(Digital DNA)技術可以保證迅速且規模化地創造及定制交互;此外,通過 AI 驅動的數字大腦還可以讓虛擬形象識別交互者的面部表情,判斷交互者的心情狀態,并作出反饋,以便更深度且真實地進行互動;最后,其做出的虛擬形象還可以在與人的互動中不斷學習,提升表現

下面來看一個具體的例子—— Baby X。

以自家女兒為原型,Mark Sagar 帶領動畫技術實驗室研發出一個“永生”于屏幕中的數字寶寶—— Baby X,這個寶寶可以傾聽并對語言給出表情和動作上的反饋。比如在 Baby X 在“生病難受”時、對話人不理睬她時,她就會表現出憂傷焦躁的行為和表情。而與其交互的人則需要像在真實世界照顧幼童一樣,跟 Baby X 交流,使其“平靜下來”。

除此之外,這個數字寶寶還會對虛擬網頁做出反應。比如,你可以在屏幕中看到 Baby X 正嘗試畫一個心形,或者嘗試彈虛擬鋼琴等;交互者還可以與正在行為中的數字寶寶進行互動。

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圖 | Baby X 嘗試畫一個心形(來源:Fanatical Futurist Youtube)

對 Baby X 內部進行解析,這個數字寶寶是由虛擬的神經系統(Virtual Nervous System)驅動的,如果以虛擬透視解剖圖來進行展示,可以看到這個虛擬的神經系統控制著她的一舉一動,包括呼吸、心跳、動作和表情等。這個系統的中樞,就在虛擬大腦中,主要負責控制并發出對任意傳感輸入的反饋。

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圖 | Baby X 內部虛擬神經系統(來源:Fanatical Futurist Youtube)

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