“央博新春云庙会”于2023年“大年三十”正式发布上线并登陆兔年春节联欢晚会，与14亿全国人民共庆新春！
于其间亮相的央博数智主理人“央小央”，是中央广播电视总台“央博”数字文化艺术博物馆（简称“央博”数字平台）的形象代言人，在她的带领下，用户可以自如地探索“央博宇宙”，体验“央博新春云庙会”奇幻之旅。本文将从创意与技术的角度介绍数智人“央小央”是如何从0-1诞生的。
– 欢迎大家下载央博APP或点击链接（ https://meta.yangbo.cctv.com/ ）体验新春云庙会，参与趣味游戏，体验民俗魅力。
“央博新春云庙会”采用了阿里云大规模即时云渲染等核心技术，由阿里云智能设计、云渲染、视频云、CMT行业线等团队共同打造，将民俗、非遗文化知识与交互功能相结合，用户可在其中沉浸式参与写福字、舞狮子、踩高跷、猜灯谜、放烟花、听戏曲、逛市集等传统民俗活动。
“央小央”的设计一开始并不是一帆风顺。从立项到提案期间我们对角色的设定经过了多轮反复的推敲，做了不同方向的尝试。有干练和勇敢的现代风格、有典雅端庄的公主风格、还有富有冒险精神的的探险者风格…
经过多轮的提案，我们对“央小央”的设计元素进行收敛，找到“央小央”与“央博”元宇宙空间调性之间的平衡。
“央小央”是一位端庄典雅、从容大气，具有东方神韵的年轻女性，符合东方审美，有标志性的古代妆容花钿，她承担着在央博元宇宙世界里向玩家讲述中华5000年文明智慧的作用。
我们按照中式古典美女“三庭五眼”的五官结构进行概念创作，并在鼻子、耳朵、唇形等细节的处理上让“央小央”更具有传统意义上的“福相”，在表达了对新的一年美好期待的同时也以数智人技术诠释了中华民族的文化基因。
很多人或许会好奇我们用什么样的工具和流程完成了“央小央”的设计。
遵循动画制作流程，我们首先会在photoshop中构建角色草图、并在maya中构建基础角色的三维模型，期间也会使用nhair系统、Xgen、等maya自带的工具构建动力学、真实的毛发等。同时为为了提升角色构建的运算品质，比如动力学和毛发质量升级，我们运用了MarvelousDesigne、houdini去对其进行高精度的解算以达到更高品质的要求。
〇 脸型雕刻
在脸型的雕刻上，我们逐渐将年龄层次逐渐拔高，从原来些许少女感逐渐向端庄大气的方向进行调整。让“央小央”的气韵神态更具温婉和韵味。
〇 毛发制作
在细节的雕刻上，我们精细到眼睛的眼睑、眼睛的液体、面部的汗毛，让角色更加富有立体感。
对于“央小央”的毛发，我们在UE5里采用了Groom的方式进行毛发的模拟。在Houdini中，我们对“央小央”的毛发曲线模型进行分组制作，并在模型中植入虚幻引擎可识别的一系列毛发属性（groom_width，groom_group_id，curveu…），最终以Alembic Cache的方式导入到UE5中进行部署，调整动力学属性和制作毛发材质。
在角色设计完成之后，如何让她能够像真人一样摆动双手，完成向玩家介绍上下五千年璀璨文明的需求呢？这就需要一系列的驱动技术，使得一个静态的模型像人一样运动起来。
〇 非破坏性三维实现工作流程
在以往设计和建模绑定是一条设计与生产“先来后到”的线性流程，这需要一个非常严格的产业链以及标准化作业作为支撑。但是在项目中我们会遇到很多设计与生产并行的情况。
所以这就需要基于这样的场景下建立了一套非破坏性的三维实现工作流程，以应对在央小央角色美术形象设计中的迭代升级，同时也能同步地更新阿里云团队的三维角色资产并行的流程。避免了美术形象调整对于角色绑定流程（Character Rigging）的推翻式的影响。
〇 自动化的表情数据传递流程
在“央小央”的表情制作则采用的是三维扫描采集真人的面部表情，再由Houdini中整理并传递到目标角色之上的方法。
我们也同时建立了一套自动寻找面部特征点的方法，用来解决每一次角色调整之后都需要完成对扫描模型到“央小央”进行拓扑匹配和表情传递的重复性工作的问题。
基于Houdini的表情数据传递流程实时同步更新匹配阿里云团队的绑定资产，通过记录角色的45个面部特征点和各个特征点所处于的多边形面的序号和ImpactUV位置。
基于此方法，我们实现了在每次角色形象进行调整之后，自动获取特征点所在位置，再通过Houdini的Topotranfer节点和扫描模型进行拓扑的匹配，实现自动化地将扫描模型的表情传递到阿里云团队的“央小央”之上。
〇 三维服饰的骨骼绑定解决方案
在服装的驱动上，为了使角色的服饰达到一个更好的骨骼驱动效果“央小央”的云庙会礼服百褶裙摆的骨骼数量达到354节骨骼之多。高密度的骨骼链网络，保障了“央小央”角色完成细致入微的服饰驱动的可能性。
但巨量的服饰骨骼也对于骨骼制作与权重修正带来了工作量的大幅提升。
为此，该设计团队提出一套专门面向复杂三维服饰的骨骼绑定解决方案，并相应配套编写了用于自动化执行的Maya插件（Gen_Joint_Chains_For_Cloth），通过简单的操作来完成复杂的服饰绑定。
– 阿里云智能设计团队提供的插件，可以将代理网格的顶点转化为骨骼，按照选中的多边形边（Polygon Edge）链接为骨骼链条,并基于代理模型的顶点法线方向完成骨骼轴向的矫正工作。极大的优化了工作效率与成品质量。
– “央小央”云庙会礼服由北京服装学院专业团队创作完成
由于骨骼链网络的骨骼位置是基于代理网格的顶点位置进行生成的，因此在进行第一次蒙皮的时候，就可以得到非常好的权重结果，无需手动地去二次修改权重。随后，就直接可以将代理网格上的权重传递回复杂的原始百褶裙网格上了，从而获得完美的裙摆物料模拟效果。
依靠阿里云智能设计团队沉淀出的标准化、高效数字人制作管线，对“央小央”的物理碰撞、动力学计算、VDB体积计算等，助力团队三维计算得到跨越式提升，有效支撑了“央小央”的精准上线。
– 央小央从服装权重传递 到 碰撞体积计算的过程
〇 驱动技术
在“央小央”驱动中，包括了手动调节关键帧 、预制动作、动作捕捉 、智能合成文字、语音驱动等一系列环节。动作驱动的制作使用多维捕捉技术矩阵来保证角色在动作传递中获得高质量的动作数据。
“央小央”的身体驱动采用国际领先的光学动捕确保动作的细腻与准确，手部采用同步惯性动捕，确保了手型的精准与情感化保留，面部的创作也是基于视觉动捕技术智能生成而成。
基于这样的多维动捕技术矩阵，完美的保障了“央小央”身型、手型、眼神的高度还原与情感的精确表达。
“央小央”由阿里云智能设计团队的人物形象智能生产技术创作而成，结合阿里达摩院的多模态技术和开放式大模型，集成了语音生成、动画生成、音视频合成显示以及交互模块。同时，在“央小央”的建模绑定技术、驱动技术和渲染技术方面，也是进行了多项技术突破。
技术的进步驱动着设计表达的不断演变，设计也在帮助技术诠释更多可能性。
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本篇文章来源于微信公众号: 阿里云设计中心
