角色創(chuàng)作和動(dòng)畫是兩門截然不同的學(xué)科，需要訓(xùn)練有素的藝術(shù)家具備專業(yè)背景知識(shí)。這些領(lǐng)域?qū)τ趤碜圆煌寄鼙尘暗臒o關(guān)背景的藝術(shù)家來說是困難和令人沮喪的，角色創(chuàng)建者和 iClone 是專門為解決這個(gè)問題而創(chuàng)建的。

Character Creator 定位良好，可以通過強(qiáng)大的管道為主流工具（如 ZBrush 、 Substance 和 Blender ）創(chuàng)建逼真且風(fēng)格化的角色。結(jié)合使用 LOD （細(xì)節(jié)級別）導(dǎo)出 FBX 的功能、數(shù)字人體著色器和豐富的運(yùn)動(dòng)資源集合， iClone 作為動(dòng)畫編輯器而不需要陡峭的學(xué)習(xí)曲線。

2020 年 NVIDIA Omniverse 的發(fā)布是一個(gè)引起我們注意的重大事件。 Omniverse 代表下一代 3D 虛擬協(xié)作和實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，將人員和應(yīng)用程序連接起來，實(shí)現(xiàn)廣泛協(xié)作。 Reallusion 軟件套件與大量高質(zhì)量角色資產(chǎn)和動(dòng)作庫相結(jié)合，可以在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，而 Omniverse 提供了路徑跟蹤渲染和 AI 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的協(xié)同作用。

從哪里開始？

要建立連接器，您可以參考NVIDIA 發(fā)射器應(yīng)用程序上下載的 Connect 樣本代碼。

圖 1 。使用示例代碼構(gòu)建您自己的 Omniverse 連接器

上 Omniverse Youtube 頻道 ，有一個(gè)很棒的初學(xué)者教程： 從 Connect 示例創(chuàng)建 Omniverse USD 應(yīng)用程序 .

場景和角色動(dòng)畫

iClone 和 Character Creator 的 3D 場景由具有基本變換（包括平移、旋轉(zhuǎn)和縮放值）的節(jié)點(diǎn)組成。角色、網(wǎng)格、燈光和攝影機(jī)都附著在這些節(jié)點(diǎn)下。

角色骨架的骨骼也由這些節(jié)點(diǎn)表示。僅表示變換的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)出為 USD 變換，表示身體和面部骨骼的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)出為 USD 骨骼關(guān)節(jié)。在轉(zhuǎn)換為 USD 格式之前，會(huì)將其他骨骼和蒙皮添加到附著到骨骼的附件節(jié)點(diǎn)。

圖 2 。變換（ Xforms ）和關(guān)節(jié)的場景圖

USD Xform 縮放以與 iClone 完全不同的方式工作。在 iClone 中，可以使節(jié)點(diǎn)繼承或忽略父節(jié)點(diǎn)比例，而在 Omniverse 中，節(jié)點(diǎn)比例始終從其父節(jié)點(diǎn)繼承。在這種情況下，在導(dǎo)出到 Omniverse 之前，必須刪除骨骼節(jié)點(diǎn)比例繼承并重置其值，以便比例值匹配。

iClone 的大部分面部表情都是由變形動(dòng)畫組成的，這些動(dòng)畫以 USD 混合形狀導(dǎo)出。與存儲(chǔ)在局部空間位置的 FBX 混合變形不同， USD 混合變形存儲(chǔ)位置偏移。

由于 iClone 還存儲(chǔ)位置偏移（與強(qiáng)度乘數(shù)結(jié)合使用），因此它與 Omniverse 完全兼容，可以直接轉(zhuǎn)換為 USD 格式。需要注意的是， Omniverse 需要一個(gè)帶有混合形狀的支柱的骨架根部，可能需要額外的處理。

物質(zhì)轉(zhuǎn)化

以下部分包含 iClone 的 USD 導(dǎo)出程序的 MDL 代碼摘錄。

在 USD 文件中，使用info:mdl:sourceAsset和info:mdl:sourceAsset:subIdentifier作為輸入函數(shù)來指定 MDL 。 NVIDIA 和 PIXAR 引入了新的subIndentifier屬性。稍后調(diào)用input:以輸入紋理和材質(zhì)參數(shù)。OmniPBR.mdl附帶的OmniPBR.mdl和 Omniverse 被用作起點(diǎn)。

OmniPBR 。 mdl 從一開始就被選中，因?yàn)樗?NVIDIA RTX 實(shí)時(shí)模式和路徑跟蹤模式下都運(yùn)行良好。另一方面， OmniSurface 和 OmniHair 是用于 RTX 路徑跟蹤模式的照片逼真 MDL 。然后將現(xiàn)有的 PBR 、蒙皮、頭部和 SSS 著色器從 HLSL 重寫為 MDL 。

游泳池里的流水 是另一個(gè)很好的例子：

float2 inputs:texture_translate.timeSamples = {
 0: (0, 0),
 4000: (4, 8),
 }

除了前面提到的內(nèi)置 MDL 之外， GitHub 上還有一個(gè) base.mdl ，其中包含一些可立即部署的可重用函數(shù)。

光轉(zhuǎn)換

點(diǎn)光源和聚光燈使用UsdLuxSphereLight調(diào)整錐角。筒燈和矩形燈分別使用UsdLuxCylinderLight和UsdLuxRectLight。燈光 IES 輪廓文件也是一個(gè)造型屬性。 r 中的光強(qiáng)度與單位表面積的發(fā)光強(qiáng)度相似。半徑為（ USD 米）的球面光的 USD 強(qiáng)度可通過以下公式近似計(jì)算：

USD intensity = candela * 1000 * / (4PI r*r)

當(dāng)半徑以厘米為單位時(shí)，使用以下公式：

USD intensity = candela * 1000 / (4PI(0.01r)*(0.01r))

半徑是 Omniverse 渲染器中的重要屬性。我們建議最小半徑為 2 cm 。

下一步是什么

單向?qū)崟r(shí)同步連接器的原型正在開發(fā)中。因?yàn)?iClone 的撤銷/重做系統(tǒng)類似于 memento pattern ，所以可以使用一個(gè)表來跟蹤具有通用 ID 的活動(dòng)對象。此表在執(zhí)行撤消和重做功能后更新。

關(guān)于作者

Weien Chen 是 Reallusion 圖形團(tuán)隊(duì)的高級軟件工程師。他參與了 iClone 7 / Character Creator 3 及其 Omniverse 連接器的運(yùn)輸。他還從事 Reallusion PopVideo 增強(qiáng)、 VXGI 和 PopcornFX 集成以及 Reallusion skin 、 SSS 和頭發(fā)著色器開發(fā)。

審核編輯：郭婷