Программ, позволяющих создавать прекрасные двумерные изображения, трехмерные объекты и даже целые виртуальные миры, немало. Среди них есть очень интересные и даже великолепные редакторы, умеющие едва ли не все и вся. В той или иной степени к таким продуктам можно отнести Maya, 3dStudioMax, Cinema 4D, Soft Image 3D, Light Wave. Но, как это часто бывает, мощные редакторы уступают специализированным программам в решении тех задач, на которые последние, собственно, и нацелены или, как еще говорят, под которые они заточены. В данном случае речь идет о моделировании фигуры человека, и даже не столько всего тела, сколько его отдельных частей, а именно головы и шеи.

Да-да, речь идет именно о программах, способных работать с лицом модели человека, видоизменять его, управлять мимикой, артикуляцией. И что важно, использование этих программ существенно упрощает работу аниматора и обеспечивает огромный выигрыш по времени. Почему? Потому, что они, образно говоря, «понимают» речь человека и способны практически сразу же построить движение губ виртуального персонажа в соответствии с произносимой речью.

А поговорим мы о редакторе LifeStudio:HEAD Pro корпорации LifeMode Interactive, а также для сравнения о программах аналогичного предназначения FaceGen компании Singular Inversions и FaceStation производства Eyematic Interfaces.

Сфера применения

Вопрос, где применяются подобные программы, иначе говоря, кому они нужны и нужны ли вообще, далеко не праздный, как может показаться на первый взгляд. И с ним то и дело сталкиваются компании-разработчики. Им приходится убеждать потенциальных покупателей, отстаивать свою правоту и показывать преимущества использования своих программных продуктов и технологий. Но перейдем к делу и перечислим те направления, где могут быть востребованы указанные выше приложения.

СМИ (телевидение, Интернет) и виртуальные ведущие. Наверное, многие из читателей помнят, как в конце прошлого столетия телевизионные каналы один за другим рассказывали о «чуде», о «великом» достижении компьютерных технологий — виртуальной телевизионной ведущей. Предполагалось, что симпатичная улыбающаяся дама по имени Ананова будет сообщать телезрителям свежие новости. По мнению авторов (программистов из Великобритании), такая ведущая должна была привлечь внимание к тому или иному каналу и существенно повысить его рейтинг. И действительно, едва красавица показалась на экране, как у нее тут же нашлись поклонники, желающие познакомиться поближе, и среди них были не только потенциальные покупатели.

Рис. 1. Самая известная виртуальная ведущая. Показан фрагмент одной из страниц сайта Ananova

В ту пору разработчики запросили за свое творение настолько высокую цену (первоначально речь шла о трех миллионах долларов), что большинство телевизионных компаний отступили. В настоящее же время с мисс Анановой можно встретиться в Интернете. Ее именем назван один из крупнейших сайтов, вещающий о новостях со всего мира (рис. 1).

Возможно, сегодня искушенного потребителя эфирной информации уже сложно чем-либо удивить, но тем не менее количество виртуальных ведущих растет и, судя по всему, этот процесс будет продолжаться. Гномы, волшебники, животные или иные явно неземные персонажи рассказывают о компьютерных технологиях, погоде, политике, музыкальных клипах... О чем будет вести речь ваш персонаж — решайте сами.

Образовательные телевизионные программы, обучающие приложения на CD-ROM и DVD-ROM. Эта сфера в значительной мере связана с традиционными СМИ, но она способна обходиться и без них. Сегодня немало российских и зарубежных компаний занято разработкой мультимедийных учебников и атласов. При создании обучающих программ также могут быть использованы технологии корпорации LifeMode Interactive. Анимационные персонажи в виде полюбившихся сказочных героев привлекают детей, и было бы неплохо, чтобы они рассказывали о животном и растительном мире, астрономии, географических открытиях, исторических событиях и проч. Подобные интерактивные учебники могут распространяться различными способами: посредством Интернета, дисков DVD и CD-ROM, а в некоторых случаях и через телевидение.

Художественные и анимационные фильмы. Еще одна сфера применения указанных программ — фильмы, как художественные, так и анимационные. Уже выпущено несколько картин, в которых актеров-людей заменили очень и очень похожие на них актеры виртуальные. Особенно важно использование компьютерных двойников в тех эпизодах, съемка в которых опасна для актеров. Более того, во многих случаях участие человека может быть просто невозможным. Конечно, зачастую студии прибегают к различным уловкам, трюкам, но без компьютерных технологий решение некоторых задач оказывается очень дорогостоящим и неэффективным.

Совсем недавно я видел, как создатели нового фильма снимали сцену, в которой проламывается крыша дома. Для специалиста в области компьютерной графики выполнить такую задачу несложно. Но было принято иное решение: в площадке, имитирующей крышу, вырезали отверстие, закрыли его кусками окрашенного пенопласта, внизу разместили странное и ненадежное устройство, заменяющее лифт. Затем срабатывала пиротехника, что-то вспыхивало, дымилось, несколько человек дергали за веревки, к которым были прикреплены куски пенопласта, другие в этот момент должны были включать «лифт»... Откровенно говоря, все выглядело неправдоподобно, к тому же актеры подвергались риску. И скорее всего создателям фильма придется «подчищать» отснятые материалы с помощью все того же компьютера, от которого они изначально отказывались.

Помимо всего прочего подобные решения требуют участия многих людей и синхронизации их действий, а также определенного положения камеры. При смене ракурса обнаруживаются элементы, которые не должны быть видны зрителю. Когда же используются программы компьютерной графики, подобные ограничения и изъяны отсутствуют.

Если вы видели фильм Final Fantasy, где все роли исполняют виртуальные актеры, вы могли убедиться — «играют» они неплохо и весьма правдоподобно. Некоторые из них очень похожи на людей, другие напоминают ужасных монстров... Важно, что все соответствует режиссерскому замыслу и выглядит достаточно реалистично. И в настоящее время можно создать анимационный фильм такой степени сходства с игровым, что зритель даже не поймет, где перед ним человек, а где его компьютерный двойник. Поэтому иногда умышленно оставляют некоторое отличие.

Под программами для создания фильмов подразумеваются Maya, 3dStudioMax с модулем Character Studio, Poser и т. п. Они умеют оперировать с телом виртуального человека, прекрасно управляют персонажами-монстрами... Более того, эти пакеты способны имитировать эмоции, мимику, артикуляцию героев. Правда, хотя работать с перечисленными программами приятно, стоит заметить, что при синхронизации видео и аудио, а точнее, движений губ (артикуляции) персонажа и «произносимых» им слов приходится немало потрудиться.

Говоря о приложениях, моделирующих лица людей и вымышленных персонажей, вспомним следующее. Каких сцен больше всего в художественных фильмах? Разве не тех, где герои общаются, разговаривают друг с другом? Действительно, сцены с беседами персонажей занимают едва ли не половину фильмов, а в сериалах таких сцен еще больше. И киноиндустрия — это еще одна область применения программ, управляющих мимикой лица персонажа.

Компьютерные игры. Наиболее важная сфера применения рассматриваемых технологий — компьютерные игры.

В последнее время внешне многие игры напоминают фильм, анимационный или игровой. И в фильмах, и в играх художники изо всех сил стремятся угодить зрителю, который видит необычные ландшафты, наблюдает за сказочными персонажами, кажущимися порой привлекательными, а порой уродливыми и страшными. Но есть существенная разница между фильмом и игрой. В первом случае зритель — пассивный наблюдатель. Во втором он участник событий, в той или иной мере определяющий концовку. От ваших действий зависит, окажетесь ли вы среди победителей или, наоборот, среди проигравших, будете творить добро или, увы, зло.

Игры предназначены для довольно активных людей, они заставляют проявлять инициативу, решать различные задачи и головоломки. А эмоции, впечатления! Порой они, как говорится, буквально выплескиваются через край. Разве подобное возможно при просмотре фильмов, где финал известен еще до того, как началась демонстрация, и ни при каких обстоятельствах он не станет другим? Поэтому интерес к играм проявляют не только дети и подростки, но и их родители, и именно поэтому современный игрок заметно повзрослел.

Движения человека во многих играх отображены хорошо, даже очень хорошо, но вот лица... Чаще всего они невыразительные, застывшие, как у истуканов. Взять хотя бы такую игру, как Dungeon Siege компании Microsoft, выпущенную в 2002 г. Местами анимация безупречна. Красивый мягкий бег последователя одного из священных культов, зрелищные сражения и не менее эффектные падения разбойников... Но вот лица... они мертвы, и от этого игра теряет половину своей привлекательности (рис. 2).

Рис. 2. Сцена из игры Dungeon Siege. Красивые ландшафты, здания, выразительные движения, но лицами персонажи напоминают истуканов

И тем не менее существуют игры, в которых главные и некоторые вспомогательные персонажи могут радоваться, огорчаться... Они достаточно правдоподобно шевелят губами, произнося свои реплики. Подобные игры начали появляться с конца 90-х годов. В числе первых были Ultima IX: Ascension компаний Electronic Arts и Origin (1999 г.), The Nomad Soul, иначе — Omicron производства Eidos Interactive (1999 г.). В конце 2000 г. российские фирмы Nival и 1С выпустили игру «Проклятые земли», в которой герои выражали свои эмоции, но видно это было только во вспомогательном окошке.

И все же, глядя на подобные персонажи, созданные тем или иным разработчиком игр, приходится задаваться вопросом: а почему эти компании делают основной упор на редакторы, подобные 3dStudioMax? Не следует ли им расширить свой арсенал за счет специализированных программ? Да, благодаря Maya и 3dStudioMax моделируют и монстров, и людей, задают им определенные движения... Можно задать и артикуляцию, соответствующую произносимой речи. Однако этот процесс требует многих дней, а то и недель работы аниматоров, настраивающих артикуляцию и мимику лица персонажа. Но, как чаще всего бывает, времени катастрофически не хватает и в свет выходят несовершенные, а порой и в чем-то незавершенные игры. Так зачем мучиться, если для решения рассматриваемых задач есть специализированные программы, предназначенные именно для анимации лиц персонажей, похожих на живые существа — людей и животных?

Кстати, российская компания Nival Interactive уже закончила работу над игрой «Операция Silent Storm», где впервые применена технология LifeStudio:HEAD. А еще одна отечественная фирма, Gaijin Entertainment, планирует использовать LifeStudio:HEAD SDK для создания новой высокореалистичной (по словам производителей) игры на основе собственного игрового движка Dagor Engine.

Персонажи игр могут быть активными или пассивными, дружелюбными или враждебными по отношению друг к другу, и в каждом случае их лица выражают различные чувства. И именно поэтому в современных играх так важно, чтобы эмоции героя соответствовали его поведению. Конечно, можно записать видеоролики, где отображаются те или иные поведенческие моменты, и проигрывать их в нужное время. Но ролики требуют дополнительных системных ресурсов. Лучше, когда поведение героя, его реакции являются откликом на действия игрока и других персонажей и когда их внешнее проявление (отображение эмоций на экране) зависит не от ранее записанных роликов, а от изменения тех или иных параметров, собственно, и влияющих на выражение лица. Подробнее об этом рассказывается в статье «Программа моделирования лиц LifeStudio:HEAD Pro», помещенной на прилагаемом к журналу диске. В играх подобный процесс подразумевает наличие искусственного интеллекта (Artificial Intelligence, AI), когда поведение виртуальных героев зависит от складывающихся обстоятельств и окружающей их обстановки. И что важно, LifeStudio:HEAD использует движок AI. Все сказанное означает, что применение такой программы в игровой индустрии может быть приоритетным.

Рекламные ролики, видеоклипы. Вы наверняка видели видеоклипы, где вместо музыкантов и певцов фигурируют необычные существа. Но всегда ли они правильно и, главное, вовремя (т. е. в соответствии с задействованным в музыкальном произведении текстом) открывают рот? Скорее всего нет. Так нужны ли здесь технологии LifeStudio:HEAD? Думаю, нет смысла повторять то, что было сказано ранее.

А видели ли вы, чтобы Буратино, старательно выговаривая слоги, поведал телезрителю о высоком качестве бруса, привезенного из северных лесов? Вряд ли. Но почему бы не снять такой или похожий рекламный ролик?

О других преимуществах программ, подобных LifeStudio:HEAD Pro, мы еще поговорим. Но сначала рассмотрим некоторые из редакторов, способных моделировать человеческую мимику и речь. Речь пойдет о Poser, FaceStation и FaceGen.

Poser

Как только компьютеры стали достаточно мощными, чтобы работать с графикой, начали появляться редакторы трехмерного моделирования. Однако специализированные приложения для работы с таким объектом, как виртуальный человек, появились значительно позже.

Тем не менее уже в 1995 г., т. е. задолго до LifeStudio:HEAD Pro и FaceGen, был разработан редактор Fractal Design Poser, ныне — Curious Labs Poser (см. «Мир ПК», №10, 11/01, №5/03). Сейчас эта программа известна достаточно широко.

Poser позволяет работать с трехмерными объектами, управлять фигурами человека и животных, роботов и скелетов, с ее помощью можно видоизменять лицо персонажа и его мимику. Настройке поддаются практически все составляющие такого элемента фигуры, как голова: лоб, щеки, скулы, подбородок, нос, брови, губы, уши, глаза, рот, язык... Параметров управления лицом так много (по умолчанию около двухсот), что вряд ли стоит их все перечислять.

А еще есть редактор волос, благодаря которому можно моделировать едва ли не любую прическу. Более того, изменяется даже количество волос и степень воздействия на них ветра и гравитации! Редактор материалов управляет цветом, бликами, характеристиками кожи моделей.

Пятая версия Poser позволяет создать любое лицо. Соответствующий встроенный редактор изменит возраст персонажа, его расу, пол. Лицо плавно меняет свои очертания от мужского к женскому и наоборот. Схожим способом выбирается возраст и раса. Юное лицо превращается в старческое, а европеец — в африканца или китайца. Но это не все. Вы можете воспроизвести своего компьютерного двойника, и для этого вам помимо программы потребуются лишь фотографии собственного лица в фас и профиль.

Раздел библиотеки Expressions («Выражения, эмоции») включает категории с заготовками эмоций для нескольких типов моделей Poser. Помимо этого есть категории Emotions («Эмоции») и Phonemes («Фонемы»). Благодаря последней персонаж можно «научить» произносить определенные звуки. Из последовательности таких фонем получается имитация речи. На рис. 3 представлены некоторые результаты работы в Poser: типы лиц и образцы поведения персонажей.

Рис. 3. Poser позволяет задавать любые вариации внешнего вида персонажа, выражающие различные эмоции

Из сказанного становится понятным, что в возможностях моделирования лиц Poser может соперничать с любой из программ, предназначенных только для этих целей. К тому же Curious Labs проводит политику сдерживания цен: ее продукты относительно недороги (за пятую версию Poser просят 499 долл.). Для сравнения: LifeStudio:HEAD Pro и FaceGen стоят 1450 и 495 долл. соответственно.

Poser поддерживает многие форматы двумерных и трехмерных графических редакторов, звуковые и видеофайлы. Поэтому помимо содержимого собственных библиотек, куда входят люди, животные, предметы одежды, амуниции, интерьера и т. п., имеется возможность ввести в сцену любые другие персонажи, горные образования, растения, фоновые изображения. А еще моделируются облака, волны на воде, ветер...

Более того, существуют встраиваемые модули, расширяющие возможности Poser, благодаря которым программа взаимодействует едва ли не со всеми наиболее интересными 3D-редакторами. А компания Digital Art Zone предлагает решения, касающиеся мимики и синхронизации движений губ со звуком, а также уже готовые библиотеки с персонажами, мимикой и фонемами. Казалось бы, что еще нужно для работы художника?

Но не все так просто. В специализированных программах, подобных LifeStudio:HEAD Pro, есть свои изюминки. Как уже говорилось, они, образно выражаясь, «понимают» речь человека и способны построить движения губ персонажей в соответствии с записанной в звуковом формате речью. Более того, эти пакеты «знают» разные языки, в том числе и русский.

FaceStation

Программа FaceStation появилась около двух лет назад. И как это присуще многим анимационным программным продуктам, она состоит из трех вполне самостоятельных редакторов (если хотите — подпрограмм, или окон):

  • Avatar Editor (моделирование лица);
  • FaceTracker (буквально: ввод лица);
  • FaceLifter (настройка лица).

Основной принцип работы первого редактора (рис. 4) состоит в том, чтобы по двумерным изображениям, а точнее, по фотографиям человека в фас и профиль (или рисункам некоего анимационного персонажа) создать трехмерную модель лица и соответствующую текстуру. Как и в Poser, настройка (подгонка) формы лица производится по точкам зацепления. Собственно, на этом работа с редактором Avatar Editor заканчивается.

Рис. 4. Моделирование лица в Avatar Editor

На рис. 5 показан вид текстуры, полученной в Avatar Editor на основе фотографий в фас и профиль.

Рис. 5. Текстура головы, полученная при помощи Avatar Editor

Как вы могли заметить, интерфейс редактора Avatar Editor достаточно прост. Это замечание касается и остальных, вполне самостоятельных окон программы FaceStation — редакторов FaceTracker и FaceLifter, предназначенных для работы с видеофайлами. Первый нужен для ввода (должны быть установлены соответствующие устройства), второй — для обработки видеоматериалов.

Чтобы виртуальный персонаж «заговорил», необходимо иметь под рукой видеозапись фраз, произносимых актером. Следует заметить, что выговаривать их нужно как можно точнее и выразительнее, и в первую очередь это касается артикуляции и мимики. На основе движения губ, бровей и других частей лица актера программа построит движения соответствующих элементов 3D-модели или иного анимационного персонажа (в принципе можно задать артикуляцию и двумерной модели). Для этого требуется привязать (поставить в соответствие) точки зацепления виртуальной модели к соответствующим точкам на изображении актера.

Процесс подгонки (привязки) точек и на этапе моделирования, и на этапе работы с видеоматериалом несколько утомителен, и чтобы достичь впечатляющего результата, придется потрудиться. А вообще-то программа предназначена не только и не столько для самостоятельной, сколько для совместной работы с такими редакторами, как Maya или 3dStudioMax.

В материале на диске вы найдете видеофайл 1. Это ролик с записью речи актера и синхронным откликом на него виртуального двойника.

FaceGen

Как и вышеописанные продукты, программа FaceGen способна построить нужный тип лица по фотографиям. Для этого желательно иметь одно фото в фас и два в профиль (слева и справа). Но можно пойти другим путем: используя предоставляемую по умолчанию модель лица, видоизменять его, применяя имеющиеся (и достаточно мощные) методы редактирования.

Есть несколько основных режимов работы:

  • Generate ("Генерация");
  • Shape ("Формирование, преобразование");
  • Texture ("Текстуры");
  • Tween ("Между" - производное от слова "between");
  • Morphs ("Морфинг, видоизменение");
  • PhotoFit ("Фотоподгонка").

Первый режим позволяет задать расу, пол, возраст будущего персонажа. Известно, что лицо человека не бывает абсолютно симметричным, поэтому и в режиме Generate, и в некоторых других случаях при необходимости вводится асимметрия.

Управляющие элементы второго режима (Shape) настраивают положение, размер и форму таких частей лица, как брови, скулы, нос, рот, губы, лоб и др.

В режиме Texture модифицируются условия освещения того или иного участка лица, что помогает сделать брови темными и густыми, углубить морщины, создать образ невыспавшегося человека с кругами под глазами и т. п. Условия освещения влияют на внешний облик настолько сильно, что после изменения значений нескольких параметров лицо персонажа становится совершенно другим.

Режим Tween служит для ввода объекта-цели (образца), на которую ориентируется программа при формировании типа лица. Лицу можно придать форму образца, оставить без изменений или установить любую из промежуточных форм (между имеющимся типом лица и образцом).

Режим Morphs управляет эмоциями, настроением. Здесь персонаж строит гримасы, улыбается, огорчается...

Программа FaceGen интересная, несложная для изучения и в то же время достаточно мощная, помогающая достичь очень высоких результатов. Интегрируется FaceGen с такими популярнейшими редакторами 3D-моделирования и анимации, как Maya, 3dStudioMax и др.

Рис. 6. FaceGen. Режим Generate

На рис. 6 и 7 изображены окна программы в режимах Generate и Tween. Рис. 8 показывает некоторые типы лиц, созданные с помощью FaceGen.

Рис. 7. Режим Tween. Ползунки слева опущены вниз, и лицо приняло форму образца (помещен справа)
Рис. 8. Лица, сгенерированные в FaceGen

LifeStudio:HEAD Pro

Корпорация LifeMode Interactive существует с 2001 г. Она зарегистрирована в Сан-Франциско, однако ее основное ядро (разработчики, художники, служба маркетинга) находится в Москве. Созданный компанией программный продукт LifeStudio:HEAD поставляется в виде следующих пакетов:

  • LifeStudio:HEAD Pro - наиболее полная версия, предназначенная для использования на телевидении и в игровой индустрии (1450 долл.);
  • LifeStudio:HEAD Standard - версия, оптимальная для игровых проектов (490 долл.);
  • LifeStudio:HEAD Trial - оценочная версия, имеющая ряд ограничений и позволяющая сохранять проекты только во внутренних форматах (распространяется бесплатно, но по соглашению с компанией-разработчиком).

За отдельную плату (950 долл.) предоставляется также пакет LifeStudio:HEAD SDK, куда входят библиотеки, дополняющие программу LifeStudio:HEAD инструментарием, позволяющим применять ранее созданные фрагменты анимации в интерактивных приложениях. В первую очередь подобный пакет нужен разработчикам игр.

Коммерческие пакеты защищены ключами HASP, для подключения которых используется порт USB.

Программа LifeStudio:HEAD Pro имеет два основных режима работы:

  • Animation ("Анимация");
  • Transformation ("Трансформация").

Ее внешний вид в режиме анимации показан на рис. 9.

Рис. 9. Программа LifeStudio:HEAD Pro в режиме анимации

В LifeStudio:HEAD для видоизменения лица и его элементов используется не только морфинг, но и технология, основанная на так называемых Макро-Мускулах. Что же это такое? Известно, что трехмерная модель состоит из полигонов, которые в свою очередь строятся из вершин, ребер и граней. Чтобы изменить форму полигона, достаточно сместить его вершины. Модифицируя форму, положение полигонов, мы меняем форму всей модели. И этим процессом в данном случае управляют мускулы (muscles) и кости (bones), каждые по-своему. Мускулы деформируют каркасную сетку вдоль линии действия мускула, кости — по трем осям. Макро-Мускулы объединяют указанные элементы, и такая технология при правильном сочетании мускулов и костей (muscles и bones) позволяет добиться очень хороших результатов. Речь идет о высокой степени сходства внешних изменений лица реального человека, связанных с движениями челюстей и мышц, и элементов лица виртуального персонажа (рис. 10). В первую очередь это касается мимики и артикуляции, или так называемого липсинка. Следует заметить, что ни мускулы, ни Макро-Мускулы никоим образом не соответствуют реальным мышцам лица человека и его строению.

Рис. 10. Персонажи LifeStudio:HEAD

Программа LifeStudio:HEAD Pro может использоваться либо самостоятельно, либо совместно с пакетом 3dStudioMax, а в ближайшем будущем — с Maya и Cinema 4D. Более подробное описание LifeStudio и примеры работы с этой программой, а также созданные с ее помощью изображения и видеоролики вы найдете на прилагаемом к журналу диске.

Во время подготовки данной статьи стало известно, что разработчик программы FaceStation компания Eyematic Interfaces, к сожалению, прекратила свое существование и ее программный продукт может появиться на рынке уже под другим наименованием.

ОБ АВТОРЕ

Виктор Солодчук — автор художественных, публицистических и технических литературных произведений, художник.


Что учитывается при моделировании лица?

Лицом человека управляют 26 мышц. Казалось бы, чтобы достичь максимального сходства с реальным прототипом, его трехмерная модель должна обладать такими же мышцами. Однако на сегодняшний день принципы построения самой модели человека и в том числе его головы не имеют ничего общего с анатомией. Но не следует думать, что эта и другие науки совершенно не учитываются. Чтобы создать модель и «научить» ее двигаться, требуется участие многих специалистов, в том числе и самых экзотичных профессий, например палеонтологов, когда речь идет о моделировании и анимации ископаемых животных.

А в общем-то при создании модели динозавра, птицы, человека сохраняются только пропорции и формы, т. е. внешний облик. Внутреннее строение принимается во внимание крайне редко, иногда это бывает нужно в судебной анимации (распространена в США и некоторых других странах), в образовательных целях и т. п. Тем не менее при моделировании головы человека требуется учитывать такие элементы, как глаза, которые практически всегда являются самостоятельными объектами, но в то же время должны быть связаны с основным объектом (в данном случае с головой). Отдельными объектами могут быть челюсти и зубы, язык и волосы... Наличие таких объектов повышает степень управляемости модели, но усложняет ее в целом.

Первоначально выстраивается каркас (каркасная сетка) будущей модели. Чем мельче ячейки каркаса, тем больше количество полигонов, составляющих модель, и тем выше степень ее детализации, а значит, тем точнее она отвечает замыслу художника. Но такая модель не способна изменять свой облик, улыбаться... Чтобы она выражала эмоции, правдоподобно разговаривала, обычно применяются технологии морфинга (morphing), когда происходит плавная модификация каркасной сетки от базовой формы до формы целевого объекта (morph target). На таком принципе построено управление лицом в Poser, Victoria, FaceGen и многих других редакторах.

Лицевая анимация говорящих персонажей — трудоемкий процесс. Мало правильно настроить губы модели, произносящей требуемый слог, нужно, чтобы их движения были синхронны с соответствующим звуковым файлом. В этом помогают библиотеки фонем (phonemes) — составных частей речи (ее модулей). В русском языке существует 44 фонемы, соответствующие произнесению того или иного звука, в английском — примерно 35. Интересно, что внешне положение губ выглядит одинаково при произнесении некоторых совершенно несхожих звуков и слов. Это касается таких английских слов, как my и by или русских «мот» и «бот», «мор» и «бор» и др. Поэтому обычно используют около двадцати фонем, и они составляют основу библиотеки.

Анимация речи создается следующим образом. В программу трехмерного моделирования импортируется звуковой файл. Далее определяются ключевые кадры, соответствующие произнесению того или иного звука и тем моментам, когда персонаж молчит (начало и окончание звука, слога или слова). В каждый ключевой кадр из библиотеки загружается требуемая фонема. Губы и язык персонажа в этот момент (в данном кадре) меняют свое положение в соответствии с фонемой. Набор фонем позволяет имитировать речь. Учитывается и подготовка человека к произношению речи, ведь его губы начинают двигаться до того, как мы слышим звук. Такая работа может выполняться не только вручную, но и автоматически (на программном уровне), когда имеются инструменты по распознаванию речи.


Словарь терминов

Артикуляция — термин, описывающий процессы, связанные с произнесением слов. Под ним понимается работа всех органов речи: губ, языка, мягкого неба и голосовых связок.

Липсинк — в литературе, касающейся программ моделирования лица, этот термин встречается в последнее время достаточно часто. Он происходит от слов lip sync (или lip synch). В переводе с английского lips — губы, а под понятием sync (synch) подразумевается синхронизация видео и звука в кино. Все вместе взятое означает, что речь идет об управлении движением губ синхронно со звуком.

Фонемы — в лингвистике это минимальные единицы звукового строя языка, но в 3D-графике — статичные изображения лиц персонажей с положениями губ и языка, соответствующими произнесению определенных звуков (фонем).

Элемент фигуры (в Poser) — отдельная ее часть, которую допустимо модифицировать (трансформировать). Элементу фигуры можно присваивать свой материал, задавать некоторые свойства (невидимость, «жесткость» при столкновениях с объектами и др.), заменять его на объект.

Avatar Editor (в программе FaceStation) — перевести это выражение можно как «редактор моделирования» или «редактор перевоплощения». Но такие варианты не очень хороши — получается что-то вроде «масла масляного». Дело в том, что слова «редактирование», «моделирование», «перевоплощение» в данном случае являются синонимами, и все они подразумевают преобразование или создание 3D-модели. И поэтому поразмыслить над тем, как перевести подобное сочетание более точно, я предлагаю читателям. Кстати, слово «avatar» имеет индийское происхождение и означает не что иное, как «реальное воплощение божества» (в первую очередь имеется в виду Вишну).

2902