在游戏角色制作过程中,角色资产的生成是一个至关重要的环节。从二维原画到三维静态模型,再到骨骼动画,直至最终的验收,每一个步骤都需要精心设计和高效执行。本文将详细介绍腾讯游戏研发效能部开发的GoSkinning自动蒙皮技术及其在游戏角色制作中的应用。
01
了解游戏的角色制作流程
角色制作主要包括以下几个步骤:
1. 二维原画到三维静态模型:首先,从二维原画生成三维静态模型。
2. 骨骼架设:在三维模型上架设骨骼,为后续的动画制作做准备。
3. 自动蒙皮:对模型进行自动蒙皮处理,使衣物能够随骨骼运动。
4. 骨骼动画制作:制作骨骼动画,使角色能够动起来。
5. 资产验收:对最终的角色资产进行验收。
02
GoSkinning自动蒙皮技术
在没有AI自动蒙皮技术出现之前,传统蒙皮技术依赖于美术师手工操作,这一过程不仅耗时耗力,而且效率较低。简单的蒙皮任务可能需要1至1.5个工作日,而复杂的任务则可能需要1.5至3.5个工作日。
AI自动蒙皮技术通过预测权重矩阵,实现了一键自动蒙皮的效果。对于简单衣物,制作时间可缩短至0至0.5小时,复杂衣物也仅需1至4小时,极大提升了制作效率。
1. 技术方案详解
我们的技术方案主要分为两个部分:整体蒙皮和局部调整。整体蒙皮包括通用AI和定制化AI,以适应不同项目组的需求。局部调整则通过局部AI和后处理工具集,对蒙皮效果进行二次优化。
1)蒙皮通用AI大模型:
当引入新业务时,我们提供预配置的通用人工智能(AI)模型,以便项目团队能够迅速启动并应用该技术进行蒙皮工作。这种通用AI模型设计为即插即用,简化了项目启动流程。
整体蒙皮,顾名思义就是对整个角色模型进行绑定蒙皮,用户输入整个角色模型及其骨骼,整体蒙皮 AI 自动预测出所有顶点的权重绑定结果。
通用AI模型一键蒙皮示例:
1. 选择算法类型:首先,用户需要选择一个算法类型。我们提供了预制的通用AI版本,这些版本会持续进行迭代更新,以适应不断变化的需求。
2. 选择衣物模型:在选定算法类型后,用户需要在场景中选择对应的衣物模型。这一步骤确保了模型与所选算法的兼容性。
3. 选择绑定骨骼:接下来,用户需要为选定的模型选择应该绑定的骨骼。这一步骤是蒙皮过程中的关键环节,确保模型能够正确地响应骨骼的动作。
4. 开始蒙皮:最后一步是启动蒙皮过程。用户只需点击开始蒙皮按钮,插件就会自动进行AI预测,完成蒙皮操作。
2)定制AI模型
然而,对于拥有特定历史资产和高标准质量要求的业务组,我们提供定制化的AI服务。定制AI模型将根据项目组的具体绑定规范和历史资产进行优化,以更好地满足其独特需求。
使用定制AI模型的过程十分简便。通常,用户只需选择角色模型并指定相应的绑定要求,随后即可交由我们的AI系统处理。这种定制化的方法确保了蒙皮工作的高效性和准确性,同时保持了对细节的精细控制。
通过这种方法,我们能够为每个项目提供更加个性化和精准的蒙皮解决方案,无论是使用通用AI还是定制AI,都能够确保最终结果符合项目组的期望和标准。
3)局部蒙皮
在完成整体蒙皮之后,其可以对任意的部分顶点、部分骨骼进行绑定,用户可选择一些效果不理想的区域,或者是误绑定的区域,利用局部蒙皮 AI,进行二次绑定;同时针对某些特定的部件,如裙摆、背包等,利用局部蒙皮网络结构,训练了特殊部件的部分蒙皮 AI。基于这些方法,解决了误绑等问题,并且在某些特殊部件上,达到了比整体蒙皮更好的效果。
局部蒙皮包含两个主要组成部分:局部AI和后处理工具集。
局部AI的主要功能是针对整体蒙皮后出现的特定问题进行优化。例如,在整体蒙皮过程中,衣物的某些部分可能会发生粘连,或者飘带和小配饰的权重过渡效果可能不尽如人意。在这种情况下,局部AI可以进行二次优化。用户可以选定表现不佳的局部区域的顶点,并将其与局部AI绑定,以便进行优化处理。
后处理工具集则提供了一系列的工具,如下图所示,包括穿插修复工具、形变矫正工具、权重约束工具等等,这些工具集可作为自动或半自动(根据用户选择)后处理工具大幅提高 GoSkinning 整体自动化程度。用于进一步细化和调整衣物的细节,确保最终效果的完美呈现。通过这两个模块的协同工作,可以有效地解决局部问题,提升整体的视觉效果和质量。
4)技术创新:
● 发布业界首个蒙皮 AI 大模型,实现了冷启动,各类角色衣物均有不错的效果;用户无需提供资产进行二次训练,支持各类游戏角色及风格服装(如 MOBA、FPS)
● 业务专用 AI 模型,创新的神经网络结构,效果远超学术界与工业界的标杆
● 后处理 AI 工具集。全过程 AI 处理,提升了整体自动化程度。
2. 技术实施流程
● 支持3ds Max和Maya软件版本。
● 提供详细的接入规范文档和用户支持。
03
GoSkinning实际应用案例
我们的产品已经在腾讯内部成功应用于上百款游戏。该技术发表专利 12 篇(含 6 篇国际专利),入选了 GDC 2023 机器学习峰会,赢得国际好评。
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AI自动蒙皮技术不仅提升了角色资产制作的效率,同时也保证了蒙皮质量,为游戏行业、动漫影视行业带来了革命性的变化。随着技术的不断进步和优化,我们期待它在未来能够服务于更广泛的应用场景。
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原文始发于微信公众号(腾讯技术工程):AI 自动蒙皮技术在游戏角色资产制作中的应用
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