運動捕捉技術是借助慣性、光學傳感器，重建精確的人體三維模型信息的一種特效技術，通常在影視劇及游戲特效制作、運動員動作分析、患者康復評估等專業(yè)領域被廣泛應用。相比高技術門檻、高成本的專業(yè)操作，騰訊微視近期在手機上實現(xiàn)了運動捕捉技術，國內(nèi)首次在移動端實現(xiàn)人體3D Mesh重建，用戶只需拿起手機拍攝或上傳一張全身照，即可體驗黃金圣斗士的鎧甲實時貼合在人物身上。
(圖：騰訊微視“圣斗士集結”效果展示)
一鍵變身黃金圣斗士，集結最強戰(zhàn)隊燃燒小宇宙
騰訊微視聯(lián)動《圣斗士星矢(騰訊)》手游推出圣斗士系列玩法。通過黃金圣斗士鎧甲換裝的玩法，在騰訊微視APP內(nèi)落地。用戶可參與“圣斗士集結”活動，即可一鍵穿上圣斗士們的黃金圣衣。用戶可通過搜索“圣斗士集結”關鍵詞進入活動頁面，或者點擊首頁底部+號進入拍攝界面，也能找到活動入口。
(圖：騰訊微視“圣斗士集結”活動主界面)
用戶可上傳或拍攝一張正面照片，系統(tǒng)即可自動識別照片姿勢，給人物全身換裝黃金圣斗士鎧甲?；蛘咴谂臄z頁面選擇圣斗士相關特效，全身入鏡即可變身圣斗士，即使在拍攝過程中處于運動狀態(tài)，黃金盔甲特效也會實時計算跟蹤。在拍攝特效界面，可召喚多個星座的圣斗士，如黃金射手座、雙子座撒加、處女座沙加等。
(圖：騰訊微視“圣斗士集結”體驗步驟)
動捕技術移動端首秀，微視自研手機3D Mesh算法
現(xiàn)如今短視頻領域的諸多玩法，背后的技術能力主要分為四種：人臉2D關鍵點檢測、人體2D關鍵點檢測、人臉/頭3D Mesh重建、人體3D關鍵點檢測。但想要實現(xiàn)上傳一張照片，或拍攝運動狀態(tài)下的人物都穿上黃金圣斗士鎧甲的效果，則需要實現(xiàn)從普通圖像中重建出人體3D Mesh，才能將人體的身材用鎧甲包裹住，并且保證能夠在手機上實時運行。
(圖：人體3D Mesh重建效果展示)
騰訊微視為了獲取到高質(zhì)量的3D人體Mesh重建數(shù)據(jù)，獨立搭建了一套全新的動捕系統(tǒng)，并使用并基于這套系統(tǒng)開發(fā)了相應的Mesh重建算法，使其能更高效地進行訓練數(shù)據(jù)的迭代，解決更多場景和姿態(tài)下的問題，增強模型的泛化性能。通過重建7千多個頂點和1.5萬的面片，還原人體的基本動作，甚至預測出人體的高矮胖瘦。最終，渲染引擎根據(jù)這些信息給視頻中的人物“穿上”盔甲。
在基礎技術儲備完成后，騰訊微視團隊主要從數(shù)據(jù)集制作、算法流程改進、網(wǎng)絡結構搜索、移動端工程優(yōu)化以及算法細節(jié)打磨等幾個方面對算法進行了優(yōu)化。比如對上萬個貼近手機端用戶拍攝內(nèi)容的視頻數(shù)據(jù)進行采集、標注、清洗;對網(wǎng)絡Backbone結構的設計與優(yōu)化等。
(圖：騰訊微視“圣斗士集結”效果演示)
算法渲染設計多部門協(xié)同配合，量身定制優(yōu)化方案
從最開始的CV技術研發(fā)、到移動端的部署以及渲染，整個技術生產(chǎn)鏈條的打通離不開各部門團隊間的多番協(xié)作。該項目調(diào)動了騰訊PCG內(nèi)部多個技術團隊，包括OVBU拍攝算法團隊、應?研究中?、光流產(chǎn)品中?和MXD創(chuàng)意平臺設計中?。技術是第一步，特效的渲染和設計打磨也是特效出街前的必然步驟。
在特效渲染層面，微視技術團隊基于重建的人體3D Mesh量身定制了一套AttachToBody的渲染方案，確保高質(zhì)量的渲染效果。此外，技術團隊開發(fā)的自定義材質(zhì)系統(tǒng)，也為玩法提供了更自由靈活的材質(zhì)與光照解決方案。在性能方面，為了提升效果整體的覆蓋率，在低端機上采取了Material Capture材質(zhì)捕捉技術方案，用較小的計算成本擬合出近似PBR的真實感效果。同時在一些高頻且量大的矩陣計算中啟用了NEON加速方案，整體降低了數(shù)學計算耗時。
在視覺效果優(yōu)化層面，設計團隊通過對微視引擎的了解，設計出高標準且不超綱的設計，從研發(fā)、調(diào)整到打磨階段都與技術團隊強綁定，明確優(yōu)化方向，給出優(yōu)化建議;輔助優(yōu)化引擎渲染能力，對特效的衣服貼合度與跟隨性，身體比例協(xié)調(diào)性，衣服視效等方面進行了多輪打磨，最終達到較高標準的效果質(zhì)量。
(圖：騰訊微視“圣斗士集結”視覺優(yōu)化過程)
一直以來，騰訊微視高度關注技術研發(fā)，未來也將持續(xù)圍繞三維人體重建來進行創(chuàng)意特效設計與研發(fā)，不斷提升3D重建精度，解決更多拍攝場景的需求。在人體形變、人體驅(qū)動虛擬角色等方面也將努力有進一步的突破，為用戶提供更酷炫好玩的特效新體驗。據(jù)了解，騰訊微視發(fā)布器團隊正在大力招聘中，吸納更多技術創(chuàng)新研發(fā)、創(chuàng)意視覺玩法等方面的專業(yè)人才進入，來發(fā)掘更優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)意玩法，打造行業(yè)一流的短視頻發(fā)布器一體化解決方案。
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