北理工聯合中戲助力“數字梅蘭芳”大師高精度復現


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10月28日,“數字梅蘭芳”大師復現項目啟動儀式在北京梅蘭芳大劇院舉行,由北京理工大學參與研制的全國首個高精度京劇數字人——梅蘭芳孿生數字人驚艷亮相?!懊诽m芳孿生數字人”項目由中央戲劇學院、北京理工大學共同發起,騰訊公司提供技術支持,受到“北京高校卓越青年科學家”計劃資助,并得到了中科院自動化研究所、中央美術學院、北京外國語大學等單位和梅蘭芳先生家人及弟子的大力支持,趙沁平院士等專家蒞臨現場并給出指導意見。

在北理工“虛擬數字人”技術的支持下,項目以梅蘭芳先生26歲為原型,對京劇大師梅蘭芳先生進行全方位復現,打造在外貌、形體、語音、表演等各方面都接近真人的“梅蘭芳孿生數字人”,未來將不斷進行模型實時化升級并在多個場景應用落地,力爭打造國內第一套真正意義上的可實時交互的“京劇數字人”。本項目的啟動,標志著由北京理工大學牽頭建立“延河高校人才培養聯盟”又取得了新的合作交流成果。

為了精準還原梅蘭芳先生,北理工光電學院翁冬冬研究員團隊針對現有技術進行了多項升級。

由于無法采集到梅蘭芳先生的真人三維數據源,在收集了大量梅蘭芳先生的照片作為數字資產構建的參照后,團隊邀請中央美術學院的師生以歷史照片為依據完成了梅蘭芳先生的實體肖像,并通過技術團隊與雕塑團隊的反復磨合,最終完成了以三維數字化為目標的真人雕像數字人制作。

團隊用高精度激光掃描儀對雕像進行掃描,從而獲得梅先生的基礎表情。在得到基本掃描模型后,通過數字化雕刻流程對模型的細節進行處理。因為雕塑藝術本身不夠具象,因此團隊還需要在在模型骨像、皮膚細節、毛發細節、眼神光等細節進行補充完善。

團隊在不斷打磨靜態模型后,達到和歷史照片一致后,再以真實立體裁剪為基礎構建高逼真服飾,以民國留存布樣為范本制作逼真服飾材質模擬,最終成功打造出梅蘭芳孿生數字人。


延伸閱讀:

“虛擬數字人”研究背景:

虛擬數字人是存在于數字世界的“人”,利用信息技術與人工智能技術將人體全身及肢體動作全方位的進行數字化、可視化復制,最終達到將現實生活中的人精確的在數字世界中模擬構建出來。得益于深度學習算法的突破,近年來,虛擬數字人技術發展迅速,虛擬偶像主播、虛擬員工等虛擬人物進入大眾視野,由智能驅動的數字人產業漸入佳境。虛擬數字人技術是數字表演的核心支撐技術,在文化技術融合方面具有舉足輕重的作用。

北理工“虛擬數字人”技術優勢:

1. 高逼真表情光場采集系統。采用光場采集技術,采集真實演員毫米級精度的三維數據,并以計算光學為基礎構建物理屬性皮膚紋理,從而實現對真實演員的高復原度重建。通過先進的實時渲染技術,將以大量數據為基礎的高逼真數字人資產實時呈現給用戶。

2. AI驅動。面向高逼真實時數字人,以自研唇部高精度數據采集為基礎,采用新型深度神經網絡算法實現語音到唇形的精準控制。結合多模態交互意圖理解,構建基于知識圖譜的多輪語言對話平臺,從而實現在特定封閉領域內高準確率的自然人機對話。

3. 實時交互性。通過攝像頭實現對周圍場景及真實用戶的理解,并通過壓力傳感器、超聲傳感器、肌肉電傳感器等多模態數據實現對用戶意圖實時精準理解。人們可以用VR、AR、桌面、全息等多種方式實現與數字人的實時交互。借由與人的互動,可以讓用戶真切感受到數字人是“活生生”存在于這個世界。

北理工“虛擬數字人”科研團隊:

北京理工大學光電學院翁冬冬研究員課題組,隸屬于王涌天教授領銜的北京市混合現實與新型顯示工程技術研究中心,同時依托丁剛毅教授為學科帶頭人的數字表演與仿真技術高精尖學科,開展了大量文化科技融合的前沿研究。

課題組團隊當前主要從事虛擬現實、增強現實與人機交互方面的研究工作,團隊參與的科研成果《交互式顯示關鍵技術及應用》獲得2014年度教育部技術發明一等獎和2017年度國家技術發明二等獎、《頭戴式顯示技術研究及應用》獲得2017年度中國光學工程學會創新技術獎一等獎。團隊組織撰寫了本領域多個國家和行業標準,并獲得2018年度中國虛擬現實與可視化產業技術創新戰略聯盟杰出貢獻獎。項目團隊研發的“交互式顯示關鍵技術及應用”“虛實融合顯示技術”“新型顯示中的人機交互技術”“航天員心理舒緩系統”等關鍵技術和系統應用于航天員訓練中心、中科院軟件所、中國人民大學附屬中學等多個單位,在文物保護、教育科普、文化娛樂等重要行業及應用領域得到成功轉化。


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