AI 自动蒙皮技术在游戏角色资产制作中的应用

kareyzhuo 2024-09-04 19:29:24

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，再到骨骼动画和最终的验收，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研发效能部开发的AI自动蒙皮技术及其在游戏角色制作中的应用。

一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：

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。
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。
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。
骨骼动画制作：制作骨骼动画，使角色能够动起来。
资产验收：对最终的角色资产进行验收。

二 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。

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：

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。
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。
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。
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。