3D高效框架Make-It-Animatable:将任意3D人物模型快速制作成可用于动画的角色

中国科学技术大学和腾讯的研究人员推出高效框架Make-It-Animatable,它用于将任意3D人物模型快速制作成可用于动画的角色。这个框架能够在不到一秒钟的时间内,无论3D模型的形状和姿势如何,都能生成高质量的绑定权重、骨骼和姿势转换,从而使3D模型完全可动画化。

例如,你有一个3D角色模型,这个模型可能是一个具有任意姿势和形状的虚构人物。使用“Make-It-Animatable”框架,你可以在不到一秒钟内为这个角色生成精细的骨骼结构和皮肤绑定,使其能够进行各种动画表演,比如走路、跳跃或者舞蹈。

主要功能和特点

  • 快速动画准备:能够在不到一秒钟内为任何3D人物模型生成动画所需的骨骼和皮肤绑定。
  • 高质量结果:生成的3D模型具有精确的骨骼、绑定权重和休息姿势转换。
  • 广泛的3D表示支持:支持多种3D表示,包括网格和3D高斯溅射。
  • 粗到细的表示:通过粗到细的表示和结构感知建模策略,确保了准确性和鲁棒性。
  • 灵活性:可以适应各种预定义的骨骼结构,提供对关节运动的更大控制。

工作原理

“Make-It-Animatable”框架的工作原理包括以下几个关键步骤:

  1. 粒子基础的形状自编码器:使用基于粒子的自编码器来描述输入几何形状的紧凑神经潜在表示。
  2. 几何感知注意力:通过注意力机制注入几何信息,如点的法线值,以增强形状表示。
  3. 空间连续解码:利用神经场表示的潜在特征,直接查询坐标以获得空间连续属性,例如混合权重。
  4. 可学习的离散解码:对于骨骼属性(如关节位置和姿势),使用可学习的语义查询进行解码。
  5. 粗到细的形状表示:通过规范变换和层次采样来增强形状表示,提高关键区域(如手部)的采样密度。
  6. 结构感知骨骼建模:使用结构感知的变换器来预测骨骼属性,确保预测与骨骼拓扑结构的一致性。

具体应用场景

  • 视频游戏:为游戏中的3D角色快速生成动画,提高角色动画的多样性和真实性。
  • 3D动画制作:在动画电影或电视制作中,快速为3D模型创建动画,减少手动工作量。
  • 虚拟现实(VR):在VR应用中,实时为用户创建的3D角色生成动画,提高互动性。
  • 模拟和训练:在军事或医疗模拟中,为模拟人物创建逼真的动画,以提高训练效果。
  • 教育和娱乐:为教育软件中的3D角色提供动画,增强学习体验的吸引力和互动性。
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