?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

В сентябре этого года  ведущему российскому мужскому журналу «XXL» исполняется 13 лет. Специально для журнала в честь этого знаменательного события компания EligoVision разработала «живую 3D метку» дополненной реальности. 

О том, как создавалась "живая 3D метка", мы расскажем вам здесь. В статье речь пойдет в основном о риалтайм графике (real time), так как будет описываться проект, работающий в реальном времени, как любая трехмерная игра.

Этап №1. Фото и  видео съемка.

Специалисты по 3D моделированию компании EligoVision были приглашены на съемки девушки для обложки юбилейного номера журнала «XXL». Они  производили запись видео, а также делали различные фотографии девушки для последующей работы.

Сначала снималось видео танца. Съемка производилась тремя камерами одновременно. Одна стояла спереди, другая с боку и сзади. Одновременная съемка необходима для того, чтобы добиться синхронизации движений модели с разных ракурсов.

Далее двумя камерами снималось лицо крупным планом - вид спереди и с боку. Затем девушка произносила речь для читателей журнала. В это время записывалось видео и аудио. После были сделаны фотографии лица с разных ракурсов крупным планом.

Потом снимались основные виды общим планом – вид спереди, сбоку, сзади, сверху. После этого крупным планом сфотографированы разные части тела – руки, ладони, ступни, волосы и.т.д. Это нужно было для того, чтобы впоследствии получить реалистичную текстуру. Текстура - это изображение, которое кладется на трехмерную поверхность и имитирует свойства реального материала.


Этап №2. Моделирование.

Для создания 3D модели девушки мы использовали виртуальную студию.

Виртуальная студия – это параллелепипед, на гранях которого размещены фотографии видов (вид спереди, сбоку, сверху, сзади). Главная сложность – подогнать фотографии так, чтобы точки на разных  видах совпадали друг с другом. Например, глаза должны совпадать по высоте спереди и сбоку. Необходимо выровнять фотографии по оси симметрии.

                      

После точного выравнивания фотографий внутри виртуальной студии строится полигональную модель. Она создается, четко опираясь на фотографии, которые размещены на гранях студии. Работа идет над одной из половинок тела, например, над левой или правой. По окончании процесса она будет отображена зеркально. Модель строится низкополигональной и впоследствии она сглаживается. Зачем? Таким образом мы ускоряем процесс построения 3D модели.

3D модель - это огромный массив треугольников и чем их больше, тем модель становится более гладкой, особенно когда речь идет о такой сложной поверхности, как человеческое тело. Треугольник – это и есть полигон.

 

 
Этап №3. Текстурирование.

Когда модель создана, на нее накладывается текстура для придания ей реалистичного вида. Текстура создается на основе тех фотографий, которые были получены на фотосессии. К моменту начала текстурирования текстурные координаты модели приходят в ужасный вид, поэтому первое, с чего необходимо начать – присвоить их повторно и избавиться от ненужных сжатий и растяжений текстуры.






 
Для того чтобы затекстурировать модель, необходимо создать развертку оболочки.
 

 

Качественную развертку нельзя сделать без швов, поэтому сложные элементы отделены друг от друга швами. Элементы развертки подгоняются друг к другу по масштабу, для того чтобы текстуру можно было зашить в один файл для удобства дальнейшей работы с ней. Главная сложность – сделать текстуру так, чтобы швы стали незаметны.

 



.Для большего реализма отображения в реальном времени производится рендер в текстуру. То есть производится визуализация высокополигональной модели с качественными текстурами, материалами со сложным освещением. Полученная детальная текстура накладывается на упрощенную модель.

 


Этап №4. Создание морфинг-объектов.

Когда модель приобрела реалистичный вид, можно начинать готовить ее к анимации.

Первым делом необходимо позаботиться о лицевой мимике. Мимика данной модели создавалась при помощи морфинга.

Морфинг – процесс постепенного перехода от одной исходной модели в другую. Например, модель должна закрыть глаза. Для этого создается копия модели, но с закрытыми глазами. Потом программа сама построит переход между этими состояниями. Вся мимика состоит из набора таких моделей. Главная сложность на этом этапе – передать низкополигональной моделью лица мимику живого человека. Морфингом это сделать сложно, но он очень удобен при анимации повторяющихся наборов звуков и фраз.

 


Этап №5. Настройка оболочки для скелетной анимации.

Прежде чем приступить к анимации движения, создается скелет.

Трехмерная оболочка имеет множество вершин. Вручную перемещением каждой вершиной управлять неудобно. Поэтому для управления оболочкой и создается скелет, каждая кость которого управляет своим набором вершин. Чтобы конечная модель выглядела реалистично, настраивается множество параметров привязки оболочки к костям для моделирования растяжения кожи, мышечной деятельности и т.п.


Этап №6. Скелетная анимация.

Когда скелет правильно деформирует оболочку, начинается работа над анимацией движения персонажа. Для анимирования мы пользуемся методом ротоскопирования - берется видео  и по каждой доле секунды сравнивается положение реальных точек ног, рук и переносится на виртуальную модель. Работа идет с каждой костью скелета. Кости имеются и в волосах. Они необходимы для реалистичного раскачивания косы девушки.

 


Этап №7. Моделирование одежды.

Ускоренный метод моделирования не обходится без недостатков. Один из способов скрыть некоторые недостатки модели – одеть ее в виртуальную одежду.

Специально для этой модели девушки был разработан гардероб – одежда была построена и физически промоделирована. Для физического просчета использовалась упрощенная модель девушки, что ускорило работу.

Откроем вам секрет – для того чтобы смоделировать накидку на плечи, пришлось лишить девушку волос и ушей, так как виртуальная накидка цеплялась за них. После того, как одежда была смоделирована, уши и волосы вернули на место. Полученная при расчетах одежда была одета на финальную, более высокополигональную модель.

                               


Этап №8. Окончательное сведение анимационных треков.

Каждый анимированный объект в 3D графике имеет свой трек анимации. Это определенный фрагмент анимации, имеющий точку начала и окончания.

Все полученные в процессе вышеописанной работы анимационные треки сводятся вместе на последнем этапе. Анимация корректируется по времени и по сюжету. Параллельно добавляется полноценная анимация лица. Отдельно также прорабатывается движение глаз.

 


Этап №9. Рендер сцены и создание видеоролика. 

Для рекламной демонстрации было решено создать небольшой видеоролик. Вообще говоря, для качественной визуализации модель, подготовленная для работы в реальном времени на графическом движке, не подходит.

Чтобы сцена выглядела реалистично, ее приходится значительно дорабатывать. Необходимо качественное освещение, анимированные камеры, необходимо минимальное окружение, материалы сцены тоже должны быть более сложными, да и сама модель гораздо детальней. Все это замедляет работу приложения в реальном времени, поэтому и не применяется.

В графическом движке имеются свои методы решения данных проблем. Зато, если требуется создать видеоролик, об этом приходится позаботиться. Тут время визуализации может увеличиваться бесконечно, и если нет голливудского бюджета и времени, то надо балансировать между качеством и количеством. 

Отдельная дополнительная работа проводится с озвучкой и над монтажом.

                               

 
Этап №10. Программирование на «живую 3D метку».

После того как модель закончена, затекстурирована, анимирована - она передается программистам, чтобы они интегрировали ее в графический движок приложения.

Графический движок – это программный продукт, который помогает программисту работать с анимацией, освещением, материалами и реализовывать сценарий взаимодействий.

Графический движок выводит графику на экран монитора компьютера конечного пользователя в реальном времени. Он позволяет пользоваться мощностями видеокарты и центрального процессора компьютера.

В этом большое отличие продуктов EligoVision от «Аватара» и прочего кинематографа. Так как, к примеру, «Аватар» – это фильм, который был просчитан заранее на целом конвейере графических станций в течение нескольких лет. А такие приложения, как наши, должны считаться процессом любого ноутбука и выводить картинку с частотой 30 кадров в секунду.

Поэтому перед разработчиками EligoVision стояла непростая задача – найти баланс между реализмом и простотой модели. И мы думаем, нам это удалось.

Посмотреть и оценить то, что у нас получилось, вы можете прямо сейчас на вашем собственном компьютере, если он оснащен встроенной или внешней web-камерой.

Вам нужно зайти на страничку – http://www.eligovision.ru/interesting/demo/5/ или на страничку http://www.xxl-online.ru/3dmarker и следовать подробной инструкции. Приятного просмотра! J

                    

 

 

Profile

eligovision_ru
eligovision_ru

Latest Month

March 2013
S M T W T F S
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      

Tags

Powered by LiveJournal.com
Designed by Tiffany Chow