CN111627106B - 人脸模型重构方法、装置、介质和设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种人脸模型重构方法、装置、介质和设备，属于计算机技术领域，能够实现在人脸动作时三维特效素材很好地进行实时移动与跟随。一种人脸模型重构方法，包括：确定要被吸附在人脸上的三维特效素材的轴心；确定所述三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点；通过吸附将所述轴心与所述吸附点重合在一起；以及将所述轴心移动到所述三维人脸模型的世界坐标系的中心点，以将所述三维特效素材与所述三维人脸模型绑定。
Description
技术领域
本公开涉及计算机技术领域，具体地，涉及一种人脸模型重构方法、装置、介质和设备。
背景技术
目前，在对用户视频增加诸如贴纸之类的特效素材时，例如在为用户视频添加眼睫毛特效时，通常的做法是提供一个标准位置，同一位移特效素材或是开放出二维特征点对位。该方法的缺陷在于，在头部转动过程中会出现特效素材偏移的情况，而且特效素材位置不能匹配每一个用户的脸型。
发明内容
提供该发明内容部分以便以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。该发明内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
第一方面，本公开提供一种人脸模型重构方法，包括：确定要被吸附在人脸上的三维特效素材的轴心；确定所述三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点；通过吸附，将所述轴心与所述吸附点重合在一起；以及将所述轴心移动到所述三维人脸模型的世界坐标系的中心点，以将所述三维特效素材与所述三维人脸模型绑定。
第二方面，本公开提供一种人脸模型重构装置，包括：轴心确定模块，用于确定要被吸附在人脸上的三维特效素材的轴心；吸附点确定模块，用于确定所述三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点；重合模块，用于通过吸附，将所述轴心与所述吸附点重合在一起；以及绑定模块，用于将所述轴心移动到所述三维人脸模型的世界坐标系的中心点重合，以将所述三维特效素材与所述三维人脸模型绑定。
第三方面，本公开提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理装置执行时实现本公开第一方面所述方法的步骤。
第四方面，本公开提供一种电子设备，包括：存储装置，其上存储有计算机程序；处理装置，用于执行所述存储装置中的所述计算机程序，以实现本公开第一方面所述方法的步骤。
通过上述技术方案，由于首先确定要被吸附在人脸上的三维特效素材的轴心以及三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点，然后通过吸附将轴心与吸附点重合在一起，然后将轴心移动到三维人脸模型的世界坐标系的中心点以将三维特效素材与三维人脸模型绑定，这样就实现了三维特效素材与三维人脸模型表面的贴合，从而使得三维特效素材能够实时移动并跟随人脸动作，提高了三维特效素材与人脸动作的实时交互性。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。
在附图中：
图1是根据本公开一种实施例的人脸模型重构方法的流程图。
图2a-图2c以三维特效素材是假睫毛为例示例性地示出了根据本公开实施例的人脸模型重构的示意图。
图3是根据本公开一种实施例的人脸模型重构装置的示意框图。
图4是根据本公开一种实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
图1是根据本公开一种实施例的人脸模型重构方法的流程图。如图1所示，该人脸模型重构方法包括以下步骤S11至S13。
在步骤S11中，确定要被吸附在人脸上的三维特效素材的轴心。
吸附是指三维特效素材可以贴合在三维人脸模型的任意位置上，并且可按照人脸面部不同朝向而自适应旋转，实现与面部表情的同步位移。同时，吸附物体自身可以带有骨骼动画、物理抖动，通过三维材质的开发与物理动画的交互，可创作出更多爆款及高级的三维特效素材(例如三维特效贴纸)，给用户带来极致体验。
轴心是对三维特效素材进行位移、旋转、缩放等操作时所围绕的中心位置。轴心可以是三维特效素材底部的位置点，也可以是其他部位处的位置点。该位置点可以根据实际使用场景(例如晴天的户外场景、聚会场景、居家场景等等)或三维特效素材的类型(例如眼睫毛、头发等等)进行设置。
在步骤S12中，确定三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点。
确定吸附点具体位置的方式多种多样。例如，在构建三维人脸模型时，例如在渲染三维人脸时，三维人脸模型的每个顶点都会有其固定的序号，这样，就可以利用顶点的序号来确定三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点，从而能够得到很明确的吸附点位置。当然，利用三维人脸模型中每个顶点的世界坐标来确定吸附点也是可行的。因此，本公开对吸附点具体位置的确定手段不做限制，只要能够确定具体的吸附点位置即可。
在步骤S13中，通过吸附，将轴心与吸附点重合在一起。
在步骤S14中，将三维特效素材的轴心移动到三维人脸模型的世界坐标系的中心点，以将三维特效素材与三维人脸模型绑定。
在该步骤中，可以通过依据吸附点的位置信息和旋转信息来摆放三维特效素材，来将三维特效素材与三维人脸模型绑定。旋转信息可以为吸附点区域所有面法线的平均值，位置信息则可以依据步骤S12中描述的方法来获得。通过在吸附点位置处、在基于旋转信息的方向上摆放三维特效素材，就能够使得三维特效素材与三维人脸模型的表面贴合在一起，实现三维特效素材与三维人脸模型的绑定。绑定信息可以通过在制作三维特效素材时被挂在诸如lua脚本之类的脚本中来实现。
图2a-图2c以三维特效素材是假睫毛为例示例性地示出了根据本公开实施例的人脸模型重构的示意图。其中，图2a示出了三维特效素材的轴心及其在人脸模型上的吸附点的确定，图2b示出了假睫毛被吸附在人脸模型上的吸附点上，图2c示出了吸附之后假睫毛可以随着人脸的动作而同步动作。
通过采用上述技术方案，由于首先确定要被吸附在人脸上的三维特效素材的轴心以及三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点，然后通过吸附将三维特效素材的轴心与吸附点重合在一起，最后将轴心移动到三维人脸模型的世界坐标系的中心点来将三维特效素材与三维人脸模型绑定，这样就实现了三维特效素材与三维人脸模型表面的贴合，使得三维特效素材的位置能够匹配每一个用户的脸型，而且在人脸动作时三维特效素材能够很好地进行实时移动与跟随，避免了在头部转动过程中出现三维特效素材偏移的情况，提高了三维特效素材与人脸动作的实时交互性。例如，在人脸睁闭眼动作时，能够使得三维特效假睫毛实时跟随同步运动，按眼皮朝向旋转三维特效假睫毛。另外，通过该技术方案，由于能够获取到三维人脸模型的特征点也即吸附点的位置，所以能够实现三维特效素材与人脸做交互玩法拓展，例如，能够实现蜘蛛从口腔爬出，沿着人脸慢慢爬到头后方，能够实现面部生长动画、流体动画等过程化动画。
另外，在吸附时，可以执行碰撞检测，也即检测三维特效素材碰撞到人脸表面的碰撞力，从而确定人脸表面是否有弹性变化，例如人脸表面出现凹陷然后回弹并恢复如初的弹性变化。
另外，被吸附的三维特效素材可以被设置为大小随机、方向随机。以在头发上飘落雪花为例。通过如此设置，就能够在头发上飘落大小随机、方向随机的很多雪花。
另外，根据本公开实施例的人脸模型重构方法还可以与粒子系统交叉使用，从而实现更多的三维特效。粒子系统是游戏中常用的一种类型，通常在模拟雪花、火焰等大量模型场景时，需要用粒子系统实例化模型，减少渲染次数。以人脸接雪为例，通过根据本公开实施例的人脸模型重构方法与粒子系统的交叉使用，可以实现时间越长积雪越多的三维特效，或人脸附着糖霜等装饰物的特效。
图3是根据本公开一种实施例的人脸模型重构装置的示意框图。如图3所示，该人脸模型重构装置包括：轴心确定模块21，用于确定要被吸附在人脸上的三维特效素材的轴心；吸附点确定模块22，用于确定三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点；重合模块23，用于通过吸附，将所述轴心与所述吸附点重合在一起；以及绑定模块24，用于将轴心移动到三维人脸模型的世界坐标系的中心点，以将三维特效素材与三维人脸模型绑定。
通过采用上述技术方案，由于首先确定要被吸附在人脸上的三维特效素材的轴心以及三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点，然后通过吸附将三维特效素材的轴心与吸附点重合在一起，最后将轴心移动到三维人脸模型的世界坐标系的中心点以将三维特效素材与三维人脸模型绑定，这样就实现了三维特效素材与三维人脸模型表面的贴合，使得三维特效素材的位置能够匹配每一个用户的脸型，而且在人脸动作时三维特效素材能够很好地进行实时移动与跟随，避免了在头部转动过程中出现三维特效素材偏移的情况，提高了三维特效素材与人脸动作的实时交互性。例如，在人脸睁闭眼动作时，能够使得三维特效假睫毛实时跟随同步运动，按眼皮朝向旋转三维特效假睫毛。另外，通过该技术方案，由于能够获取到三维人脸模型的特征点也即吸附点的位置，所以能够实现三维特效素材与人脸做交互玩法拓展，例如，能够实现蜘蛛从口腔爬出，沿着人脸慢慢爬到头后方，能够实现面部生长动画、流体动画等过程化动画。
可选地，三维人脸模型中的每个顶点都有固定的序号，则吸附点确定模块22用于：利用序号来确定三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点。
可选地，绑定模块24用于：通过依据吸附点的位置信息和旋转信息来摆放三维特效素材，来将三维特效素材与三维人脸模型绑定。
可选地，旋转信息为吸附点区域所有面法线的平均值。
可选地，该人脸模型重构装置还包括：碰撞检测模块，用于在重合模块23通过吸附将所述轴心与所述吸附点重合在一起的过程中，检测三维特效素材碰撞到人脸表面的碰撞力。
下面参考图4，其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备600的结构示意图。本公开实施例中的终端设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图3示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，电子设备600可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储装置608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还存储有电子设备600操作所需的各种程序和数据。处理装置601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
通常，以下装置可以连接至I/O接口605：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置606；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置607；包括例如磁带、硬盘等的存储装置608；以及通信装置609。通信装置609可以允许电子设备600与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图3示出了具有各种装置的电子设备600，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在非暂态计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置609从网络上被下载和安装，或者从存储装置608被安装，或者从ROM 602被安装。在该计算机程序被处理装置601执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。
需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如HTTP(HyperText TransferProtocol，超文本传输协议)之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)，广域网(“WAN”)，网际网(例如，互联网)以及端对端网络(例如，ad hoc端对端网络)，以及任何当前已知或未来研发的网络。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：确定要被吸附在人脸上的三维特效素材的轴心；确定所述三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点；通过吸附，将所述轴心与所述吸附点重合在一起；以及将所述轴心移动到所述三维人脸模型的世界坐标系的中心点，以将所述三维特效素材与所述三维人脸模型绑定。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
根据本公开的一个或多个实施例，示例1提供了一种人脸模型重构方法，包括：确定要被吸附在人脸上的三维特效素材的轴心；确定所述三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点；通过吸附，将所述轴心与所述吸附点重合在一起；以及将所述轴心移动到所述三维人脸模型的世界坐标系的中心点，以将所述三维特效素材与所述三维人脸模型绑定。
根据本公开的一个或多个实施例，示例2提供了示例1的方法，还包括：所述三维人脸模型中的每个顶点都有固定的序号，则所述确定所述三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点，包括：利用所述序号来确定所述三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点。
根据本公开的一个或多个实施例，示例3提供了示例1的方法，还包括：所述将所述三维特效素材与所述三维人脸模型绑定，包括：通过依据所述吸附点的位置信息和旋转信息来摆放所述三维特效素材，来将所述三维特效素材与所述三维人脸模型绑定。
根据本公开的一个或多个实施例，示例4提供了示例1的方法，还包括：所述旋转信息为所述吸附点区域所有面法线的平均值。
根据本公开的一个或多个实施例，示例5提供了示例1的方法，还包括：所述方法还包括：在所述通过吸附将所述轴心与所述吸附点重合在一起的过程中，检测所述三维特效素材碰撞到人脸表面的碰撞力。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
Claims (10)
1.一种人脸模型重构方法，其特征在于，包括：
确定要被吸附在人脸上的三维特效素材的轴心；
确定所述三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点；
通过吸附，将所述轴心与所述吸附点重合在一起；
将所述轴心移动到所述三维人脸模型的世界坐标系的中心点，以将所述三维特效素材与所述三维人脸模型绑定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维人脸模型中的每个顶点都有固定的序号，则所述确定所述三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点，包括：
利用所述序号来确定所述三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述三维特效素材与所述三维人脸模型绑定，包括：
通过依据所述吸附点的位置信息和旋转信息来摆放所述三维特效素材，来将所述三维特效素材与所述三维人脸模型绑定。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述旋转信息为所述吸附点区域所有面法线的平均值。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述通过吸附将所述轴心与所述吸附点重合在一起的过程中，检测所述三维特效素材碰撞到人脸表面的碰撞力。
6.一种人脸模型重构装置，其特征在于，包括：
轴心确定模块，用于确定要被吸附在人脸上的三维特效素材的轴心；
吸附点确定模块，用于确定所述三维特效素材在三维人脸模型中的吸附点；
重合模块，用于通过吸附，将所述轴心与所述吸附点重合在一起；
绑定模块，用于将所述轴心移动到所述三维人脸模型的世界坐标系的中心点重合，以将所述三维特效素材与所述三维人脸模型绑定。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述绑定模块用于：
通过依据所述吸附点的位置信息和旋转信息来摆放所述三维特效素材，来将所述三维特效素材与所述三维人脸模型绑定。
8.根据权利要求6至7中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
吸附区域和数量确定模块，用于利用权重图来确定所述三维特效素材在所述三维人脸模型表面的吸附区域和在所述吸附区域中的吸附数量。
9.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理装置执行时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储装置，其上存储有计算机程序；
处理装置，用于执行所述存储装置中的所述计算机程序，以实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
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