來自Unity的高保真數(shù)字人

Unity的演示團隊帶來了一部全新的電影預告——《Enemies》，該預告是此前擁有400萬觀看的電影《The Heretic》的延伸， 影片中的數(shù)字人具有照片般逼真的眼睛、頭發(fā)、皮膚，所有這些都以4K分辨率實時渲染和運行。

創(chuàng)建和渲染逼真的數(shù)字人類角色是計算機圖形學中最困難的問題之一。但近年來，我們也看到了許多技術領域的重大進步，這也進一步激發(fā)了開發(fā)人員對這一領域未來的憧憬。Unity的核心技術一直在不斷發(fā)展，以滿足創(chuàng)作者對高視覺質量和真實感日益增長的需求。

不久前Unity的演示團隊進行了《The Heretic》的影片展示，現(xiàn)在在其基礎上，他們又創(chuàng)建了全新的影片《Enemies》。

“《The Heretic》是我們在未來制作《Enemies》的基礎。我們嘗試了各種方法，犯了不少錯誤，并從中吸取了教訓這讓我們從制作過程中學到了很多有用的知識與經驗。當這個項目完成后，我們向社區(qū)發(fā)布了這項技術，但是我們有太多的想法關于下一步要做什么以及我們還能做什么。在某種程度上Enemies項目幾乎定義了自己?！?/p>

為了緊密配合Unity工程團隊的路線圖和開發(fā)工作，演示團隊從很早的階段就采用了所有相關的新技術。它們還通過進行改進和修復來填補各種路線圖之間的空白，并在需要時開發(fā)新技術。

Unity在三個重點方向進行了努力：

l 開發(fā)頭發(fā)的解決方案。

l 提高臉部的真實感。

l 在真實內容的背景下完成影片開發(fā)。

這意味著Unity所有新的、正在進行的和現(xiàn)有的圖形和核心功能都被最大限度的利用起來，其中還包括流暢的互操作，以提高整體圖像質量。更具體地說，《Enemies》使用了Unity高清晰度渲染管道（HDRP）、屏幕空間全局照明（SSGI）、新的自適應探頭體積、光線跟蹤、NVIDIA的深度學習超級采樣（DLSS）的整個功能集，以及與目標相關的所有其他功能。

不同光線方向下Unity中的Lookdev場景截圖

新的數(shù)字人類

不同種族和不同面部特征的人為創(chuàng)建數(shù)字人帶來了一系列額外的挑戰(zhàn)，這是在電影《The Heretic》中沒有在主角Gawain身上實現(xiàn)的。為此在《Enemies》中制作團隊選擇了一位40歲左右的女演員作為主角，“她從敘事角度來看適合這個角色，同時這也為我們提出了新的技術挑戰(zhàn)?！?/p>

“首先，淺色皮膚更透明，當她移動和說話時，血液流動對她的皮膚有更明顯的影響，所以我們開發(fā)了張力技術來驅動它。為了讓皺紋更明顯，需要從陰影和照明的角度對其進行處理。我們通過添加焦散面提高了真實性。面部的‘桃子絨毛’或毫毛為皮膚的陰影添加了微妙但重要的真實感，我們通過將皮膚附著系統(tǒng)移動到GPU來實現(xiàn)這一點。最后但同樣重要的是，我們給她加上了長發(fā)。”

Unity的新頭發(fā)解決方案

Unity開發(fā)了一種全新的頭發(fā)解決方案這包括三個部分，他們共同創(chuàng)造出主角頭發(fā)的自然外觀和運動：

頭發(fā)系統(tǒng)（基于發(fā)束的頭發(fā)模擬）是一個集成的解決方案，用于頭發(fā)的創(chuàng)作、蒙皮、基于發(fā)束的模擬和渲染。該系統(tǒng)可以與任何以Alembic格式輸出數(shù)據(jù)的創(chuàng)作工具一起工作，因此用戶可以在選擇的工具中創(chuàng)建grooms。在《Enemies》中，制作組用Maya XGen做頭發(fā)修飾，目前他們也在驗證WetaBarbershop的管道。頭發(fā)系統(tǒng)將與用戶選擇的著色器一起工作，這取決于他們使用的渲染管道。頭發(fā)系統(tǒng)支持高清渲染管道（HDRP）、通用渲染管道（URP）和內置渲染管道。

為了讓頭發(fā)和皮毛看起來更真實，Unity開發(fā)了HDRP的頭發(fā)陰影，類似于真人電影和動畫電影中常用的模式（如Marschner / Disney）。這使團隊能夠在任何光線條件下創(chuàng)建增強的視覺效果，而無需更改參數(shù)來獲得良好的性能。

頭發(fā)渲染能夠有效地渲染非常細的發(fā)束，并減少由于發(fā)束在屏幕上太小而沒有正確柵格化所導致的鋸齒數(shù)量。在Enemies中，我們使用多采樣可見性緩沖區(qū)來減少非常細的線的混疊，著色在單獨的著色圖譜中完成，并將可見性與著色分離。

火焰樣例

想要了解更多關于Unity的最新消息與應用案例，請繼續(xù)關注我們的賬號。我們會在第一時間快速整理有關Unity的最新動態(tài)。歡迎大家關注轉發(fā)~

關鍵詞： 來自Unity的高保真數(shù)字人