編譯/VR陀螺

隨著增強現實和虛擬現實技術的興起，創(chuàng)建逼真的數字人越來越受到計算機視覺和圖形學的關注。雖然以前對數字人類的研究在臉部和身體上取得了巨大的成功，但由于頭發(fā)的固有特性，微觀的幾何形狀和大量的發(fā)絲，高保真頭發(fā)數據的渲染仍然是一個問題。

為此，Facebook提出了一個新的頭發(fā)逆向渲染框架，以重建人類頭發(fā)的高保真三維幾何形狀，以及它的反射率，可以很容易地用于頭發(fā)的高逼真度渲染。

逆向渲染是一種廣泛使用的技術，可以減輕三維藝術家為高保真數字人建模的勞動密集型任務。目前，已經有幾種成功的方法來建立采集系統(tǒng)，產生多視角的光度測量數據，即從不同的地方采集的一組圖像。

這是一組從不同視角和不同照明條件下拍攝的圖像。光照條件下拍攝的一組圖像。從這些圖像中，逆向渲染的框架能夠重建詳細的幾何形狀以及人類皮膚的復雜材料外觀，例如鏡面和次表面散射。

(左)我們的一些輸入圖像 (右)重建的頭發(fā)模型的渲染圖（圖源：Facebook）

Facebook的研究人員將多視角測光數據作為輸入，即一組從不同視角和不同照明條件下拍攝的圖像。該方法包括兩個階段。

第一階段，Facebook的研究人員為基于線的多視圖立體提出了一個新的解決方案，從多視圖光度測量數據中獲得準確的頭發(fā)幾何形狀。具體來說，他們提出了一個每個像素的光碼來有效地解決頭發(fā)的對應匹配問題。

“我們的新解決方案能夠從較少的相機數量中獲得準確和密集的發(fā)束重建。”

第二階段，Facebook的研究人員使用多視角測光數據估計頭發(fā)的反射特性。一個簡化的發(fā)絲模型被用于真實的外觀再現?；诎l(fā)絲的三維幾何形狀，擬合縱向粗糙度，并找到了單一發(fā)絲的顏色。

不同顏色的渲染效果（圖源：Facebook）

Facebook研究團隊表明，“我們的方法可以忠實地再現人類頭發(fā)的外觀，為數字人類提供真實感。我們使用逼真的合成頭發(fā)渲染數據證明了我們方法的準確性和效率。”

來源：Facebook