來自Unity的高保真數(shù)字人
Unity的演示團(tuán)隊帶來了一部全新的電影預(yù)告——《Enemies》，該預(yù)告是此前擁有400萬觀看的電影《The Heretic》的延伸，?影片中的數(shù)字人具有照片般逼真的眼睛、頭發(fā)、皮膚，所有這些都以4K分辨率實時渲染和運行。
創(chuàng)建和渲染逼真的數(shù)字人類角色是計算機(jī)圖形學(xué)中最困難的問題之一。但近年來，我們也看到了許多技術(shù)領(lǐng)域的重大進(jìn)步，這也進(jìn)一步激發(fā)了開發(fā)人員對這一領(lǐng)域未來的憧憬。Unity的核心技術(shù)一直在不斷發(fā)展，以滿足創(chuàng)作者對高視覺質(zhì)量和真實感日益增長的需求。
不久前Unity的演示團(tuán)隊進(jìn)行了《The Heretic》的影片展示，現(xiàn)在在其基礎(chǔ)上，他們又創(chuàng)建了全新的影片《Enemies》。
“《The Heretic》是我們在未來制作《Enemies》的基礎(chǔ)。我們嘗試了各種方法，犯了不少錯誤，并從中吸取了教訓(xùn)這讓我們從制作過程中學(xué)到了很多有用的知識與經(jīng)驗。當(dāng)這個項目完成后，我們向社區(qū)發(fā)布了這項技術(shù)，但是我們有太多的想法關(guān)于下一步要做什么以及我們還能做什么。在某種程度上Enemies項目幾乎定義了自己。”
為了緊密配合Unity工程團(tuán)隊的路線圖和開發(fā)工作，演示團(tuán)隊從很早的階段就采用了所有相關(guān)的新技術(shù)。它們還通過進(jìn)行改進(jìn)和修復(fù)來填補(bǔ)各種路線圖之間的空白，并在需要時開發(fā)新技術(shù)。
Unity在三個重點方向進(jìn)行了努力：
l?開發(fā)頭發(fā)的解決方案。
l?提高臉部的真實感。
l?在真實內(nèi)容的背景下完成影片開發(fā)。
這意味著Unity所有新的、正在進(jìn)行的和現(xiàn)有的圖形和核心功能都被最大限度的利用起來，其中還包括流暢的互操作，以提高整體圖像質(zhì)量。更具體地說，《Enemies》使用了Unity高清晰度渲染管道（HDRP）、屏幕空間全局照明（SSGI）、新的自適應(yīng)探頭體積、光線跟蹤、NVIDIA的深度學(xué)習(xí)超級采樣（DLSS）的整個功能集，以及與目標(biāo)相關(guān)的所有其他功能。
不同光線方向下Unity中的Lookdev場景截圖
新的數(shù)字人類
不同種族和不同面部特征的人為創(chuàng)建數(shù)字人帶來了一系列額外的挑戰(zhàn)，這是在電影《The Heretic》中沒有在主角Gawain身上實現(xiàn)的。為此在《Enemies》中制作團(tuán)隊選擇了一位40歲左右的女演員作為主角，“她從敘事角度來看適合這個角色，同時這也為我們提出了新的技術(shù)挑戰(zhàn)。”
“首先，淺色皮膚更透明，當(dāng)她移動和說話時，血液流動對她的皮膚有更明顯的影響，所以我們開發(fā)了張力技術(shù)來驅(qū)動它。為了讓皺紋更明顯，需要從陰影和照明的角度對其進(jìn)行處理。我們通過添加焦散面提高了真實性。面部的‘桃子絨毛’或毫毛為皮膚的陰影添加了微妙但重要的真實感，我們通過將皮膚附著系統(tǒng)移動到GPU來實現(xiàn)這一點。最后但同樣重要的是，我們給她加上了長發(fā)。”
Unity的新頭發(fā)解決方案
Unity開發(fā)了一種全新的頭發(fā)解決方案這包括三個部分，他們共同創(chuàng)造出主角頭發(fā)的自然外觀和運動：
頭發(fā)系統(tǒng)（基于發(fā)束的頭發(fā)模擬）是一個集成的解決方案，用于頭發(fā)的創(chuàng)作、蒙皮、基于發(fā)束的模擬和渲染。該系統(tǒng)可以與任何以Alembic格式輸出數(shù)據(jù)的創(chuàng)作工具一起工作，因此用戶可以在選擇的工具中創(chuàng)建grooms。在《Enemies》中，制作組用Maya XGen做頭發(fā)修飾，目前他們也在驗證WetaBarbershop的管道。頭發(fā)系統(tǒng)將與用戶選擇的著色器一起工作，這取決于他們使用的渲染管道。頭發(fā)系統(tǒng)支持高清渲染管道（HDRP）、通用渲染管道（URP）和內(nèi)置渲染管道。
為了讓頭發(fā)和皮毛看起來更真實，Unity開發(fā)了HDRP的頭發(fā)陰影，類似于真人電影和動畫電影中常用的模式（如Marschner / Disney）。這使團(tuán)隊能夠在任何光線條件下創(chuàng)建增強(qiáng)的視覺效果，而無需更改參數(shù)來獲得良好的性能。
頭發(fā)渲染能夠有效地渲染非常細(xì)的發(fā)束，并減少由于發(fā)束在屏幕上太小而沒有正確柵格化所導(dǎo)致的鋸齒數(shù)量。在Enemies中，我們使用多采樣可見性緩沖區(qū)來減少非常細(xì)的線的混疊，著色在單獨的著色圖譜中完成，并將可見性與著色分離。
火焰樣例
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