Hochgradig stilisierte und animierbare 3D-Gesichtsmodelle mit nur einem Beispiel

Core Concepts

Unser Verfahren kann hochgradig stilisierte 3D-Gesichtsmodelle mit gewünschter Topologie generieren, die mit herkömmlichen 3DMM-Ausdrücken animiert werden können.

Abstract

Die Studie präsentiert eine neuartige Methode zur Erstellung hochgradig stilisierter und animierbarer 3D-Gesichtsmodelle. Kernelemente sind:

Erstellung von Avataren mit gewünschter Topologie: Das Oberflächendeformationsnetzwerk kann Gesichter mit beliebiger Topologie generieren, indem es eine oberflächenintensive Mesh-Abtastung verwendet.

Stilisierung über 3DMM hinaus: Durch eine gerichtete CLIP-basierte Domänenanpassung und eine hierarchische Rendering-Methode kann das Netzwerk hochgradig stilisierte Gesichter unter Beibehaltung der Identität erzeugen.

Animationsfähigkeit mit Blend-Shapes: Durch die Verwendung von 3DMM-Parametern als Eingabe können die generierten stilisierten Gesichter mit herkömmlichen Ausdrücken animiert werden.

Quantitative und qualitative Evaluierungen zeigen, dass die Methode in der Lage ist, hochgradig stilisierte Gesichtsmodelle mit gewünschter Topologie zu erzeugen und gleichzeitig die Animationsfähigkeit beizubehalten. Darüber hinaus werden Anwendungen wie Stil-Interpolation und bildbasierte stilisierte Avatar-Erstellung demonstriert.

Stats

Die Oberflächendeformationsnetzwerke werden mit FLAME-Parametern trainiert, um eine vielfältige Palette an Kopfformen und Ausdrücken zu erzeugen.
Für die Feinabstimmung wird ein gepaarter Beispielvektor verwendet, der aus einem Identitätsbeispiel-Mesh und einem Stilbeispiel-Mesh besteht.
Hierarchisches Rendering und gerichtete CLIP-Verluste werden verwendet, um die Stilisierung bei gleichzeitiger Identitätserhaltung zu verbessern.
Ein Mesh-agnostischer Encoder (MAGE) ermöglicht die Stilisierung von Deformationszielen mit unterschiedlichen Topologien.

Quotes

"Unser Verfahren kann hochgradig stilisierte 3D-Gesichtsmodelle mit gewünschter Topologie generieren, die mit herkömmlichen 3DMM-Ausdrücken animiert werden können."
"Durch eine gerichtete CLIP-basierte Domänenanpassung und eine hierarchische Rendering-Methode kann das Netzwerk hochgradig stilisierte Gesichter unter Beibehaltung der Identität erzeugen."
"Ein Mesh-agnostischer Encoder (MAGE) ermöglicht die Stilisierung von Deformationszielen mit unterschiedlichen Topologien."

Key Insights Distilled From

LeGO

by Soyeon Yoon,... at arxiv.org 03-25-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.15227.pdf

Deeper Inquiries

Wie könnte diese Methode für die Erstellung von animierten Filmen oder Videospielen mit hochgradig stilisierten Charakteren eingesetzt werden?

Die vorgestellte Methode, LeGO, bietet eine innovative Möglichkeit zur Generierung hochgradig stilisierter 3D-Gesichter, die in animierten Filmen oder Videospielen eingesetzt werden können. Durch die Fähigkeit, diverse Stile zu generieren und gleichzeitig die Identität der Ausgangsmeshes zu bewahren, ermöglicht LeGO die Schaffung einzigartiger Charaktere mit individuellen Stilen. Dies könnte die Effizienz und Kreativität bei der Erstellung von animierten Inhalten erheblich steigern. Darüber hinaus kann die Technologie für die schnelle und konsistente Erzeugung von animierten Gesichtsmodellen für verschiedene Szenarien und Charaktere eingesetzt werden, was insbesondere in der Film- und Spieleindustrie von großem Nutzen sein könnte.

Welche Herausforderungen müssen noch angegangen werden, um die Effizienz und Praxistauglichkeit des Verfahrens weiter zu verbessern?

Obwohl LeGO bereits beeindruckende Ergebnisse bei der Generierung stilisierter 3D-Gesichter erzielt hat, gibt es noch einige Herausforderungen, die angegangen werden müssen, um die Effizienz und Praxistauglichkeit des Verfahrens weiter zu verbessern. Dazu gehören:

Verbesserung der Geschwindigkeit und Effizienz des Inferenzprozesses, um die Generierung von stilisierten Gesichtern in Echtzeit zu ermöglichen.
Optimierung der Netzwerkarchitektur und Trainingsverfahren, um die Stabilität und Konsistenz der Ergebnisse zu verbessern.
Integration von Benutzeroberflächen und Tools zur einfachen Anwendung der Technologie durch Künstler und Animatoren.
Berücksichtigung von Datenschutz- und Sicherheitsaspekten bei der Verwendung von persönlichen Gesichtsdaten für die Generierung von 3D-Modellen.

Wie könnte diese Technologie in Zukunft mit fortschrittlichen Rendering-Techniken kombiniert werden, um noch realistischere und detailliertere stilisierte 3D-Gesichter zu erzeugen?

Die Kombination von LeGO mit fortschrittlichen Rendering-Techniken könnte zu noch realistischeren und detaillierteren stilisierten 3D-Gesichtern führen. Durch die Integration von Physiksimulationen, globalen Beleuchtungseffekten und hochauflösenden Texturen könnten die generierten Gesichter eine noch höhere visuelle Qualität und Authentizität aufweisen. Darüber hinaus könnten Techniken wie Ray Tracing, Ambient Occlusion und Subsurface Scattering verwendet werden, um realistische Licht- und Schatteneffekte zu erzeugen und die Oberflächenbeschaffenheit der Gesichter zu verbessern. Die Kombination dieser Technologien könnte dazu beitragen, hochwertige und ästhetisch ansprechende stilisierte 3D-Gesichter für verschiedene Anwendungen zu erzeugen.