Моделирование лиц в программе FaceGen Modeller 3.5

Обзор и особенности и область применения программы FaceGen Modeller 3.5

FaceGen Modeller — Программа предназначена для моделирования изображений человеческих лиц. Позволяет менять расу, пол, возраст создаваемого объекта, а также модифицировать черты лица — заставлять персонаж смеяться, злится или грустить.

Программа позволяет синхронизировать открытие рта с произношением определенных слов или букв.

Благодаря уникальной технологии, которая используется в FaceGen Modeller, можно создавать произвольным образом очень реалистичные или карикатурные лица любой расы, пола и возраста. Возможность редактирования лица с более чем 150 мощными параметрическими настройками, от морфинга расы целого лица до точной настройки формы носа. К созданному вами лицу можно применить любую из 50 готовых текстур кожи. Сразу же можно применить к модели лица анимационный морфинг.

 

Возможности FaceGen Modeller:

  • генерирует случайные лица по расе, полу и возрасту;
  • более 50 симметричных и 25 несимметричных настроек;
  • более 30 текстурных настроек;
  • применение детальной текстуры кожи;
  • импортирует ваши текстурные изображения на любой объект;
  • применение лиц к любой сетке высокого, среднего и низкого качества;
  • сохранение лиц в FaceGen формате;
  • экспорт моделей в 3DS, Maya ASCII (ma), Lightwave 6 (LWO), OBJ, XSI, VRML1 и VRML97;
  • экспорт текстурных карт в BMP, JPEG, TGA и TIFF;
  • содержит 36 выражений, фонем и модификаторов;
  • Endomorphs появляется автоматически в Lightwave и легко добавляется в MotionBuilder или другие приложения, которые могут читать LWO файлы;
  • демо версия полностью функциональна, однако в ней отсутствует возможность сохранения и экспорта.

 

Особенности FaceGen Modeller 3.5

FaceGen — связующее программное обеспечение, служащее для генерации лиц в трёхмерном пространстве, разработанное компанией Singular Inversions. FaceGen используется в случаях необходимости создания большого количества разнообразных лиц, как случайным образом, так и с помощью фотографий. Наиболее яркими примерами использования технологии являются видеоигры Tiger Woods PGA Tour, The Elder Scrolls IV: Oblivion, Fallout 3 и игры серии Football Manager.

FaceGen также используется полицейскими отделами для создания трёхмерных моделей подозреваемых. По словам компании, программа очень полезна при создании фотороботов, в отличие от программ, работающих с двумерным пространством, благодаря возможности создавать точные модели людей с большим выбором различных деталей, из которых затем получаются очень подробные изображения.

Другое применение заключается в социально-психологических исследованиях. Его преимущество (в сравнении с обычными фотографиями) заключено в большом количестве параметров, которые могут быть легко сгенерированы, лицо может быть подобрано или быть изменено вариацией систематических характеристик человека, таких как раса, возраст и создания карикатурных образов, изменения направления взгляда, позиции головы.

FaceGen Modeller позволяет пользователю копировать, выполнять случайные и другие действия над лицами, отличаясь от традиционных средств трёхмерного моделирования тем, что геометрия моделей регулируется не через саму полигональную сетку, а с помощью ряда настроек, включает в себя алгоритмы для регулировки визуального отображения возраста человека, этнического происхождения и пола. Например, чтобы преобразовать лицо молодого человека в лицо старого, нужно, вместо того, чтобы работать непосредственно с сеткой, отрегулировать всего один ползунок отвечающий за возраст. Также доступна подробная настройка, например, регулирование одной части лица или настройка различных эмоций. Модели, созданные в программе, имеют файловое расширение FG.

Модель лица по настройкам и по фотографии

Программа имеет одно окно с изображением модели головы и настройками (рисунок 1), а на вкладках можно настраивать параметры отображения и настройки итоговой модели. Первая вкладка Generate позволяет генерировать модель по настройкам, сразу же можно выбрать вкладку с какой-либо расой – африканской (African), европейской (Europian), азиатской (East Asian), юго-азиатской (South Asian), а также создать модель, которой присущи черты всех рас (All Races):

  • gender – придает модели черты мужского ил женского пола;
  • age – возрастные настройки;
  • caricature – особенности, добавляющие карикатурное искажение модели;
  • asymmetry – ассимитричные искажения лица;
  • race morphing – расовые коррективы, вносимые в модель, существует некая зависимость между ползунками этой группы.

Рисунок 1 – Вкладка Generate программы FaceGen Modeller 3.5

Кнопка «Generate» позволяет создать случайное лицо, а кнопка «Set Average» позволяет сбросить модель к некому стандарту для выбранной расы.

Вкладки View и Camera позволяют настроить вид отображения и модели и параметры камеры соответственно. Вкладка Shape имеет две подвкладки Symmetric и Asymmetric, в которых можно настроить такие параметры, как, например, положение и размер бровей, глаз, щек, подбородка и т.п. в симметричном и несимметричном режиме соответственно. Вкладка Сolour позволяет настроить цвет таких областей лица человека как губы, щеки, нос и т. д., хотя вкладка имеет две подвкладки Symmetric и Asymmetric, но на практике вкладка Asymmetric не используется. Вкладка Genetic позволяет генерировать случайные лица, но с возможностью просмотра вариантов и настройки коэффициента разброса случайных величин. Вкладка Tween (рисунок 2) позволяет смешивать несколько лиц с настраиваемыми параметрами.

2

Рисунок 2 – Вкладка Tween

3

Рисунок 3 – Вкладка PhotoFit

Вкладка Morph позволяет настроить эмоции на моделируемом лице. Эмоции задаются бегунком и представляют собой некий коэффициент.

Последняя вкладка – PhotoFit  (рисунок 3) вызывает особый интерес, так как позволяет моделировать лицо человека по фотографии. Моделирование начинается  с загрузки в программу трех фотографий – одной анфас и двух в профиль с разных сторон (рисунок 4).

4

Рисунок 4 – Загрузка фотографий для анализа

Затем необходимо разместить контрольные точки для фотографий в анфас и профиль как показано на примере в правом нижнем углу (рисунок 5, 6, 7, 8).

5

Рисунок 5 – Размещение контрольных точек на снимке анфас

Позже программа дает возможность точнее расставить точки, приближая картинку (рисунки 6, 8).

6

Рисунок 6 – Точное расставление меток на снимке анфас

Позже программа дает возможность точнее расставить точки, приближая картинку (рисунки 6, 8).

7

Рисунок 7 – Расставление меток на снимке в профиль

После расстановки всех меток нужно нажать на кнопку Next. Значки меток могут пропадать, в таком случае нужно нажать кнопку Reset.

8

Рисунок 8 – Точное расставление меток на снимке в профиль

Далее программа позволяет проверить контрольные точки (рисунок 9).

9

Рисунок 9 – Проверка установки контрольных точек

На рисунке 10 изображено последнее окно настроек режима создания лица по фотографии. Сам процесс создания модели по фотографии может занимать до 5 минут. Перед тем как нажать кнопку «Start Now» можно настроить откуда брать текстуры для волос — использовать детальные текстуры из боковой (в профиль) фотографии (Use detail texture from side photos) либо сохранить волосы на лице как отдельную текстуру для заполнения (Preserve facial hair in detail texture (recommended)).

Через некоторое время после нажатия кнопки «Start Now» на левой панели отображается конечный результат (рисунок 11).

10

Рисунок 10 – Окно заключительных настроек, процесс формирования может занимать до 5 минут

11

Рисунок 11 – Получившийся результат

Как видно из рисунка 11 у модели есть волосы. У программы Face Gen весьма специфический механизм создания волосяной растительности на голове. Для того чтобы создать прическу нужно скачать модели причесок, так как сама программа не позволяет генерировать и настраивать волосяной покров головы, включая бороду и усы. Установка конкретной прически показана на рисунках 12 и 13. После нажатия на кнопку «Change model Parts» откроется окно, изображенное на рисунке 13, в котором можно выбрать прическу модели, там же можно выбрать очки, глаза, язык, зубы и некоторые другие части лица модели.

12

Рисунок 12 – Настройка дополнительных параметров модели

Модель экспортируется в файл с расширением stl, но можно также сохранить получившуюся копию в родном для программе формате .fg.

13

Рисунок 13 – Виды дополнительных параметров модели

Вывод

Несмотря на то, что получившаяся модель похожа на человека с загруженных фотографий, печатать на 3Д принтере сразу ее нельзя, особенно если к модели применены параметры Caricature, сильный эмоциональный морфинг или сложная прическа, так как поверхность stl модели может иметь дефекты, а если дефектов нет, то модель в любом случае получится не замкнутой. Чтобы исправить этот недочет нужно воспользоваться программами Rhinoceros и Magics, которые позволяют с достаточно большой вероятностью в автоматическом, а затем и ручном режиме устранить дефекты поверхности stl и сделать модель пригодной для дальнейшей обработки на станках, поддерживающих входные модели изделий в формате stl в общем и 3Д принтерах в частности. Вторым недостатком данной программы можно считать плохо проработанный механизм генерации волосяного покрова лица и головы.

Тем не менее программа FaceGen Modeller 3.5 предоставляет пользователю один из самых передовых движков для простой генерации и морфинга лица человека по настройкам и загружаемой фотографии, не прибегая к дорогостоящему сканированию, что подтверждается использованием данной программы в современных играх и криминалистике для построения 3Д фотороботов.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *