CN112819932A - 一种三维数字内容的制作方法、系统及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三维数字内容的制作方法、系统及计算机可读存储介质，制作方法，包括以下同步步骤：基于一二维化的脸型图像，生成一三维化的基础脸模；于基础脸模上添加脸部特征，以形成一期望脸模；基于一基础体模，调整基础体模的身形特征，以形成一期望体模；制作期望对象的穿戴模型，并将穿戴模型与期望体模绑定；基于一动作捕捉模块抓捕任意对象的表情特征，并将表情特征于期望脸模关联；拼合期望脸模与期望体模以形成具有期望动捕动作的期望对象的三维数字内容。采用上述技术方案后，节省三维数字内容制作时间的同时，可将原线性的制作流程拆分为多线异步执行。

Description

一种三维数字内容的制作方法、系统及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及三维模型制作领域，尤其涉及一种三维数字内容的制作方法、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

随着人们精神文化需求的日益增长，例如三维游戏、三维动画等文化创意类内容越发增多。为制作这些三维游戏或三维动画中的人物角色，将经过如：角色设计、基础体模整套、装备整套、驱干绑定、动画制作、表情绑定、表情动画、入引擎Shader材质等一系列的操作，才可完成整个作业流程。

上述每一制作流程中，例如基础体模制作时，需要模型高模雕刻、拓扑模型低模拆分UV、烘培法线、SP制作、PBR贴图等，每一步骤都将花去很大一部分时间；再如驱干绑定时，包括基础体模绑定和人物装备的绑定，传统的绑定流程需要架设骨架、蒙皮刷权重等，通常需要耗时2-3天。其他步骤如动画制作、脸部表情绑定、脸部表情动画等都将耗费大量时间，且这些步骤具有连贯性，一旦前序步骤未完成，则后续步骤无法启动。

因此，需要一种新型的三维数字内容的制作方法，可大量节省制作时间。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种三维数字内容的制作方法、系统及计算机可读存储介质，节省三维数字内容制作时间的同时，可将原线性的制作流程拆分为多线异步执行。

本发明公开了一种三维数字内容的制作方法，包括以下同步步骤：

基于一二维化的脸型图像，生成一三维化的基础脸模；

于基础脸模上添加脸部特征，以形成一期望脸模；

基于一基础体模，调整基础体模的身形特征，以形成一期望体模；

制作期望对象的穿戴模型，并将穿戴模型与期望体模绑定；

基于一动作捕捉模块抓捕任意对象的表情特征，并将表情特征于期望脸模关联；

拼合期望脸模与期望体模以形成具有期望动捕动作的期望对象的三维数字内容。

优选地，基于一二维化的脸型图像，生成一三维化的基础脸模的步骤包括：

获取一二维化的脸型图像，其中脸型图像包括基础脸型的正面图像；

将基础脸型套接在标准脸模上，以使得标准脸模的正面匹配基础脸型，侧面匹配原标准脸模；

基于对基础脸型的分块区域，去除基础脸型的毛发特征，以形成基础脸模。

优选地，于基础脸模上添加脸部特征，以形成一期望脸模的步骤包括：

于基础脸模上使用遮罩选区投射高模，并调整高模于基础脸模上的位置以贴合；

使用烘培法线对基础脸模AO贴图，并对基础脸模处理皮肤颜色贴图及磁表面散射贴图，以形成期望脸模。

优选地，基于一基础体模，调整基础体模的身形特征，以形成一期望体模的步骤包括：

调取一基础体模，基础体模具有身体绑定及面部绑定；

调整基础体模的身形特征，身形特征包括头部比例、四肢比例、胸围比例、要为比例、臀部比例中的一种或多种。

优选地，制作期望对象的穿戴模型，并将穿戴模型与期望体模绑定的步骤包括：

制作期望对象的穿戴模型，其中穿戴模型包括上装特征模型、下装特征模型、发型模型；

将上装特征模型、下装特征模型与期望体模的四肢绑定，将发型模型与期望体模的头部绑定；

修整穿戴模型的蒙皮。

优选地，拼合期望脸模与期望体模以形成具有期望动捕动作的期望对象的三维数字内容的步骤包括：

将期望脸模映射至期望体模的头部，其中期望脸模具有表情蒙皮和磁表面散射贴图；

移动期望脸模的五官区域以形成三维数字内容。

本发明还公开了一种三维数字内容的制作系统，制作系统包括：

生成模块，基于一二维化的脸型图像，生成一三维化的基础脸模；

制作模块，于基础脸模上添加脸部特征，以形成一期望脸模；

调整模块，基于一基础体模，调整基础体模的身形特征，以形成一期望体模；

绑定模块，制作期望对象的穿戴模型，并将穿戴模型与期望体模绑定；

关联模块，基于一动作捕捉模块抓捕任意对象的表情特征，并将表情特征于期望脸模关联；

拼合模块，拼合期望脸模与期望体模以形成具有期望动捕动作的期望对象的三维数字内容。

本发明又公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的步骤。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.大量节省制作三维数字内容的时间成本和制作成本；

2.各部分制作三维数字内容时，可并行开启，降低制作流程中的关联性，对于模型的修改也降低成本；

3.变现三维数字内容，例如制作手办、三维打印时，可抛去繁琐的制作操作；

4.降低三维数字内容的制作门槛，使得制作人员更多地把时间应用在创作灵感上。

附图说明

图1为符合本发明一优选实施例中三维数字内容的制作方法的流程示意图；

图2为符合本发明一优选实施例中三维数字内容的制作方法中基础脸模的示意图；

图3为符合本发明一优选实施例中三维数字内容的制作方法中期望脸模的示意图；

图4为符合本发明一优选实施例中三维数字内容的制作方法中基础体模的示意图；

图5为符合本发明一优选实施例中三维数字内容的制作方法中穿戴模型与期望体模绑定的示意图；

图6为符合本发明一优选实施例中三维数字内容的制作方法中表情特征与期望脸模关联的示意图；

图7为符合本发明一优选实施例中三维数字内容的制作方法中具有期望动捕动作的期望对象的三维数字内容的示意图。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

参阅图1，为符合本发明一优选实施中三维数字内容的制作方法的流程示意图，在该实施例中，制作方法包括以下同步步骤：

S100：基于一二维化的脸型图像，生成一三维化的基础脸模；

为制作一三维化的基础脸模，可先搜集某张或某些较高清的人物照片正脸，搜集到包括人物正脸照片的脸型图像后，导入至可将二维化图像转化为三维化模型的软件内，从而生成一三维化的基础脸模，如图2所示。可以理解的是，基础脸模为后续制作最终成型的期望对象的脸型基础。换句话说，具有一个基础脸模后，在其基础上进行修改，可实现制作不同期望对象的结果，因此，一旦具有多个基础脸模后，再进行三维数字内容的制作方法时，可跳过该步骤，直接对过往已形成的基础脸模进行调用。

S200：于基础脸模上添加脸部特征，以形成一期望脸模；

具有上述基础脸模后，可在其上添加脸部特征，例如皱纹、表情、衣着、毛发，并调整脸型、五官比例等，以形成定制化、各具有个性的期望脸模，如图3所示。

S300：基于一基础体模，调整基础体模的身形特征，以形成一期望体模；

再者，同步或异步于上述步骤，创建一基础体模，该基础体模可以是非常原始的模型，例如仅具有人形的模型，根据用户的需求，配置期望对象的性别、身形特征等，从而接近所希望制作完成的效果。以软件制作期望体模为例，如图4所示，所制作的基础体模的所有基础体布线非常完美，且均带有身体绑定和面部绑定，在此基础上，对其身形特征改造后，可变化出一切的期望对象，不论该期望对象的风格为欧美卡通或写实魔幻。

S400：制作期望对象的穿戴模型，并将穿戴模型与期望体模绑定；

同步或异步地，在其他设计人员侧，可制作期望对象所需要的穿戴模型，例如其装备、饰品等，制作完成后，在3D软件内将穿戴模型与期望体模一键绑定即可，如图5所示。且可以理解的是，绑定后的穿戴模型与期望体模将同步变化，例如期望对象作出动作时，四肢的动作将与穿戴模型的动作匹配，从而实现人物与装备的绑定性。

S500：基于一动作捕捉模块抓捕任意对象的表情特征，并将表情特征与期望脸模关联；

基于一动作捕捉软件，例如安装在智能终端内的动作捕捉软件，在智能终端的摄像头采集某对象的脸部时，将识别构成其表情特征的各表情特征，并导入至安装在电脑端的动作捕捉软件，相比如普通手调将快速很多。具有上述表情特征后，可将表情特征与期望脸模关联，从而为期望脸模赋予生命，如图6所示。

S600：拼合期望脸模与期望体模以形成具有期望动捕动作的期望对象的三维数字内容

最后，将同步完成的期望脸模与期望体模拼合，所形成的即为具有期望动捕动作(可在形成期望体模时一并赋予，或动作捕捉时赋予)的期望对象的三维数字内容，如图7所示。

具有上述技术方案后，步骤S100-S500可并行执行，不再依赖于前序步骤的完成度，即可同时配置设计人员生成基础脸模、期望脸模、期望体模、穿戴绑定、表情绑定，并在脸部与体型制作完成后，拼合便可形成无缝对接的三维数字内容，大大减少了整套三维角色的制作时间。

一优选实施例中，基于一二维化的脸型图像，生成一三维化的基础脸模的步骤S100包括：

S110：获取一二维化的脸型图像，其中脸型图像包括基础脸型的正面图像；

例如，可获取某知名人士的高清人物照片正脸，加载至一软件内。

S120：将基础脸型套接在标准脸模上，以使得标准脸模的正面匹配基础脸型，侧面匹配原标准脸模；

由于前序步骤中获取的为二维化的脸型图像，因此对于脸型图像内不具有的，或未具有的完整脸部特征，例如耳部、后脑等，将选择标准脸模上，即具有共同上述特征的脸模。对于正脸部分，将使用基础脸型套接，从而标准脸模的正面匹配基础脸型，侧面匹配原标准脸模。

S130：基于对基础脸型的分块区域，去除基础脸型的毛发特征，以形成基础脸模

此步骤前，形成有正脸不同，但除正脸外的其他特征均相同的标准脸模，因此，在步骤S130内，将对基础脸型的分块区域，例如额头区域、脸颊区域、鼻部区域、嘴部区域等各自分块，对每一分块区域个性化调整，再去除基础脸型的毛发特征，以形成基础脸模。上述调整中，可包括对耳部、后脑的调整，使得最终形成的基础脸模具有自身的特征。

优选地或可选地，于基础脸模上添加脸部特征，以形成一期望脸模的步骤S200包括：

S210：于基础脸模上使用遮罩选区投射高模，并调整高模于基础脸模上的位置以贴合；

利用不同的处理模块，对着高模调整贴合，用遮罩选区投射高模，由此不同处理模块内制作的基础模型可互通。

S220：使用烘培法线对基础脸模AO贴图，并对基础脸模处理皮肤颜色贴图及磁表面散射贴图，以形成期望脸模，该角色即可作为表情动画。

可以理解的是，利用不同处理模块的处理对象不同，例如某些处理模块的处理对象为基础脸模，某些处理模块的处理对象为脸部特征，则将这些处理模块互通，且可无障碍地识别对方的制作结果后，便可在同时对脸部特征和基础脸模进行捏合处理。

又一优选实施例中，基于一基础体模，调整所述基础体模的身形特征，以形成一期望体模的步骤S300包括：

S310：调取一基础体模，基础体模具有身体绑定及面部绑定；

创建一基础体模，例如不包括任何特征的体模，或是特征随机化的体模(若之前的制作过程中已存储有，则可直接调用)。可以理解的是，该基础体模应当至少为人形，具有身体绑定和面部绑定，也就是说，该基础体模的所有基础体布线是完美的，对基础体布线的调整，便可实现对基础体模的整体调整。

S320：调整基础体模的身形特征，身形特征包括头部比例、四肢比例、胸围比例、要为比例、臀部比例中的一种或多种

在该基础体模的基础上，调整其身形特征，例如头部比例、四肢比例、胸围比例、要为比例、臀部比例中的一种或多种，以捏合出任意用户期望的人物，例如欧美卡通或魔幻写实风格。

从上述步骤可知，对于基础体模的形成和捏合，并未涉及到基础脸模的制作，因此步骤S300的各子步骤可与步骤S200的各子步骤同时执行，相互间不具有牵制性。

一优选实施例中，制作期望对象的穿戴模型，并将穿戴模型与期望体模绑定的步骤S400包括：

S410：制作期望对象的穿戴模型，其中穿戴模型包括上装特征模型、下装特征模型、发型模型；

同步于步骤S200和/或S300的子步骤，该步骤S410中，可制作期望对象(即最终成型人物)的穿戴模型，例如上装特征模型，如衣服、发饰、手势等，再如下装特征模型，如裤裙、鞋子，又如发型模型。上述穿戴模型为独立成型，例如一个单独的衣服模型、一个单独的裤子模型等。

S420：将上装特征模型、下装特征模型与期望体模的四肢绑定，将发型模型与期望体模的头部绑定；

具有上述传导模型后，可将其与期望体模的四肢绑定，在此，需要等待前序步骤中的期望体模制作完毕。绑定时，由于在制作穿戴模型时未对其尺寸、比例进行设置，因此将获取期望体模的各体型特征，例如四肢长度、头部比例等(这些参数在形成期望体模做调整时将预先存储，因此在该步骤中可直接调用)，使得穿戴模型可完美贴合在期望体模上，即便在期望体模运动时，穿戴体模也将随之运动(由于穿戴模型与期望体模完美贴合，因此运动参数可直接参照期望体模的参数设置)。

S430：修整穿戴模型的蒙皮。

随后在步骤S430中，只需高速修整蒙皮，便可完成装备的穿戴。通过上述步骤的操作，简化绑定环节的技术难度，增大动画表情的使用率，相较于以往在制作人物的时候，需要耗费大量的时间进行骨骼绑定和刷权重，在本实施例中，可提高效率，节省下很多宝贵的时间。

一优选实施例中，拼合期望脸模与期望体模以形成具有期望动捕动作的期望对象的三维数字内容的步骤S600包括：

S610：将期望脸模映射至期望体模的头部，其中期望脸模具有表情蒙皮和磁表面散射贴图；

最后将期望脸模映射至期望体模的头部(有高模的可以对齐高模，没高模的可以对照角色图片捏合)，且该期望脸模具有表情蒙皮和磁表面散射贴图(3S贴图)，使得脸部细节均体现在期望脸模上。

S620：移动期望脸模的五官区域以形成三维数字内容

最终，移动五官区域，优化细节后，便形成最终的三维数字内容。其中，移动调整的对象可以是整体脸型、脸框细节、眼睛范围、鼻子范围、嘴巴范围、耳朵等各细节。

具有上述配置后，当需要制作大量人物，用于大规模攻城战或行军的场景时，由于超大数量的兵种需要不同的真实动作，若按照以往手调的方式制作，工作量会相当巨大，利用动捕(且前序的动捕存储后可用于其他期望对象，形成不断壮大的数据库)和装备的快速绑定性便可一次性制作所有丰富的动作素材。

本发明还公开了一种三维数字内容的制作系统，包括：生成模块，基于一二维化的脸型图像，生成一三维化的基础脸模；制作模块，于基础脸模上添加脸部特征，以形成一期望脸模；调整模块，基于一基础体模，调整基础体模的身形特征，以形成一期望体模；绑定模块，制作期望对象的穿戴模型，并将穿戴模型与期望体模绑定；关联模块，基于一动作捕捉模块抓捕任意对象的表情特征，并将表情特征于期望脸模关联；拼合模块，拼合期望脸模与期望体模以形成具有期望动捕动作的期望对象的三维数字内容。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的步骤。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种三维数字内容的制作方法，其特征在于，包括以下同步步骤：

基于一二维化的脸型图像，生成一三维化的基础脸模；

于所述基础脸模上添加脸部特征，以形成一期望脸模；

基于一基础体模，调整所述基础体模的身形特征，以形成一期望体模；

制作期望对象的穿戴模型，并将所述穿戴模型与所述期望体模绑定；

基于一动作捕捉模块抓捕任意对象的表情特征，并将所述表情特征与所述期望脸模关联；拼合所述期望脸模与期望体模以形成具有期望动捕动作的期望对象的三维数字内容。

2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，基于一二维化的脸型图像，生成一三维化的基础脸模的步骤包括：

获取一二维化的脸型图像，其中所述脸型图像包括基础脸型的正面图像；

将所述基础脸型套接在标准脸模上，以使得所述标准脸模的正面匹配所述基础脸型，侧面匹配原标准脸模；

基于对所述基础脸型的分块区域，去除所述基础脸型的毛发特征，以形成所述基础脸模。

3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，于所述基础脸模上添加脸部特征，以形成一期望脸模的步骤包括：

于所述基础脸模上使用遮罩选区投射高模，并调整高模于所述基础脸模上的位置以贴合；使用烘培法线对所述基础脸模AO贴图，并对所述基础脸模处理皮肤颜色贴图及磁表面散射贴图，以形成期望脸模。

4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，基于一基础体模，调整所述基础体模的身形特征，以形成一期望体模的步骤包括：

调取一基础体模，所述基础体模具有身体绑定及面部绑定；

调整所述基础体模的身形特征，所述身形特征包括头部比例、四肢比例、胸围比例、要为比例、臀部比例中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，制作期望对象的穿戴模型，并将所述穿戴模型与所述期望体模绑定的步骤包括：

制作期望对象的穿戴模型，其中所述穿戴模型包括上装特征模型、下装特征模型、发型模型；

将上装特征模型、下装特征模型与期望体模的四肢绑定，将发型模型与期望体模的头部绑定；

修整穿戴模型的蒙皮。

6.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，拼合所述期望脸模与期望体模以形成具有期望动捕动作的期望对象的三维数字内容的步骤包括：

将所述期望脸模映射至期望体模的头部，其中所述期望脸模具有表情蒙皮和磁表面散射贴图；

移动期望脸模的五官区域以形成三维数字内容。

7.一种三维数字内容的制作系统，其特征在于，所述制作系统包括：

生成模块，基于一二维化的脸型图像，生成一三维化的基础脸模；

制作模块，于所述基础脸模上添加脸部特征，以形成一期望脸模；

调整模块，基于一基础体模，调整所述基础体模的身形特征，以形成一期望体模；

绑定模块，制作期望对象的穿戴模型，并将所述穿戴模型与所述期望体模绑定；

关联模块，基于一动作捕捉模块抓捕任意对象的表情特征，并将所述表情特征于所述期望脸模关联；

拼合模块，拼合所述期望脸模与期望体模以形成具有期望动捕动作的期望对象的三维数字内容。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6所述的步骤。

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