內容概要:

　　HACK 是一個新的參數化人臉模型，可以高質量生成人物頭部的幾何模型。

　　HACK 解決了現有模型的問題，包括缺乏亞洲人數據、拓撲結構和表情變形體過于簡化以及缺乏頸部運動的建模。

　　HACK 提供了更個性化和解剖學一致的頸部和喉部控制，實現了更準確和表現力更強的頭部運動。

　　站長之家（ChinaZ.com）8月10日 消息:近日，上海科技大學、影眸科技和華中科技大學聯合提出了一種全新的參數化人臉模型 HACK，旨在解決現有參數化人臉模型存在的問題。該模型可以實現對頭部和頸部區域的全方位控制，尤其是頸部區域的個性化和解剖學一致的控制，提供了比現有模型更準確和表現力更強的結果。

　　傳統的參數化人臉模型主要采用 PCA 等方法來生成人臉模型，但由于數據集主要以歐美面孔為主，缺少亞洲人數據，覆蓋度不全。此外，在拓撲結構和表情變形方面過于簡化，無法精細還原各種結構，也無法實現個性化控制運動。而 HACK 模型則通過參數化建立頭部和頸部模型，解耦了頸部和喉部運動、面部表情和外觀變化，實現了對頭部的全方位控制。

　　HACK 模型已經應用于影眸科技的3D 角色生成平臺 ChatAvatar 中，并能夠直接生成并導出用于 Unity、UE、Maya 等主流 CG 軟件中的模型文件。此外，HACK 模型還具有多種可控制的參數，可以更好地呈現頭部、頸部、喉部形狀的多樣性，實現了高度表現力和廣泛的運動范圍。

　　為了訓練 HACK 模型，研究團隊使用便攜式實時3D 超聲成像系統捕捉了頸椎相對于演員靜止姿態的解剖正確位置，并建立了一個全面的數據集，包括頸椎關節和面部網格、大規模靜息 mesh、喉部幾何形狀、表情 mesh、動態 mesh 序列、外觀紋理、說話的圖像和計算的法線等。通過對這些數據進行處理，研究團隊訓練出了 HACK 模型。

　　HACK 模型的應用領域非常廣泛。首先，通過擬合 HACK 參數，可以精確重建給定的目標掃描或網格，重建誤差較低，并且可以操縱參數來創建不同的表情、姿勢和外觀。其次，HACK 模型可以與現有的面部表演捕捉技術結合使用，用于角色動畫，實現高保真度和表現力強的動畫效果。此外，由于 HACK 模型頭部和頸部骨骼解剖學上一致，還可以用于在不同主體之間轉移頸部動畫。

　　總之，HACK 模型的提出填補了現有參數化人臉模型的空白，解決了歐美面孔為主的數據集缺陷，提供了更準確、更表現力強的結果。該模型的廣泛應用將進一步提高數字角色的豐富度和真實性，并拓展數字角色應用場景的空間。