VOODOO 3D：可以把一个人的表情和动作精准的复制到另一个人的3D模型上

项目及演示链接：https://p0lyfish.github.io/voodoo3d/
论文链接：https://arxiv.org/pdf/2312.04651.pdf
AI3D专区链接：https://heehel.com/category/aigc?cid=9

借助这项技术，你能够让一个虚拟的3D人物模型模拟使用者的面部表情和头部动作。更为惊艳的是，这一过程是实时的，通过摄像头输入。一旦真人改变表情或头部姿势，3D模型会立即做出与之相符的反应。这种技术的简化版本可以被称为实时动作捕捉。

主要特点：

1. 3D感知头部数据再现：通过这项技术，你可以实现完美的头部动作和面部表情复制，同时保持源图像的独特身份特征。更为便捷的是，这一过程仅需一次性的输入数据。
2. 全息实时显示：设计一种系统，使其能够在全息显示设备上实时渲染头部模型。
3. 多视角渲染：设计一种系统，能够在全息显示设备上实时渲染多达45个不同的视角，以满足需要从多个角度展示头部模型的应用。
4. 高保真度：VOODOO 3D技术能够在保持源身份的同时，准确再现驱动视频中的面部表情和动作，实现高度逼真的模拟。

VOODOO 3D技术的实现基于几个关键技术：

1. 3D提升网络（Lp3D）

• 核心组件:Lp3D网络是VOODOO 3D技术的核心骨干。它专注于人脸几何结构提取和三维重建。
• 功能：可以将二维数字人脸图像转换并编码为三维辐射场表示形式。三维辐射场是一种三维数学结构，可以表达和存储物体三维形状信息。
• 过程：通过对人脸图像进行深度学习和特征提取，进而预测其在三维空间中的外观形状与结构细节。经过 Lp3D 网络处理，就可以从二维平面图像生成一个用三维坐标描述的高保真人脸数字模型。该模型可以还原人脸的真实三维结构信息。

2.体积解耦

• 技术方法：体积解耦是一种分离和处理不同数据源信息的技术方法。
• 应用：在VOODOO 3D这一3D头部数字再现系统中，体积解耦技术用于区分源图像（原始人脸结构）和驱动视频帧（需要导入的面部表情和动作）这两类不同类型的数据源。
• 实现：体积解耦技术将源图像和驱动视频中的信息，提升到一个共享的三维体积表示空间中，使得源图像的身份特征和驱动视频的动态表情可以进行精确区分和灵活匹配。

3.三平面渲染

• 控制机制：VOODOO 3D采用表情驱动的控制机制。它通过分析驱动视频中的表情特征数据，来控制和改变源图像对应的3D数字头部模型的表情状态。
• 灵活性：支持从任意角度对数字头部模型进行渲染输出，这一机能赋予了系统极高的输出视角灵活性，它可以根据不同应用场景和视角需求，提供真实流畅的多维表情再现效果。

4.实时渲染

• 高效能力：VOODOO 3D系统具备强大的实时多视角渲染能力。它可以同时为高达45个不同的视角提供实时渲染输出。
• 应用重要性：这一高效性能对于一些重要应用场景，比如全息显示和3D视频会议系统等，具有很高的价值意义。因为这些应用通常需要从多个角度同时呈现出逼真流畅的3D头部数字模型，以满足用户体验或系统功能需求。
• 应用场景：该方法能够实时生成高保真、视角一致的输出，适用于基于全息显示的3D视频会议系统。它解决了现有方法中的身份泄露和表情不自然问题。
• 3D视频会议：在3D视频中时会议环境中,VOODOO 3D可以用来实时生成每个参与者的逼真3D头部模型，提供更沉浸的会议体验。
• 虚拟现实（VR）和增强现实（AR）：在VR和AR系统中,VOODOO 3D能够帮助生成真实深邃的3D头部虚拟身 PRESENCE,从而增强用户沉浸度和交互品质。
• 电影和游戏制作：在电影、游戏等领域，该技术有助于快速高保真地打造3D角色头部，特别适用于需要精细表情的场景。
• 社交媒体和娱乐：VOODOO 3D也可以用于数字头像和自定义表情包的个性化设计，丰富社交娱乐内容体验。

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