技术|明星圈风很大的【CG脸】特效到底是什么黑科技？
_原题是：明星圈风很大的【CG脸】特效到底是什么黑科技？
最近的明星圈开始流行起来一个非常超前且昂贵的自拍特效 ， 各影视小花、流量爱豆像是打破了异次元 ， 变身AI仿生人 ， 纷纷打卡CG自拍!
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张天爱
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周洁琼
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胡冰卿
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李兰迪
有没有觉得大家一眼看上去仿佛异次元明星一样 ， 美丽前卫 ， 充满未来科技感 。 为什么会说是 超前且昂贵的自拍特效呢？
可能大家都看过《阿凡达》、《阿丽塔》、《猩球崛起 I - III》等CG（计算机动画）技术打造的电影大片 ， 里面给人们留下深刻印象的 ， 就是这种炫丽的CG特效 。
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关于CG这一高科技技术 ， 首先建模 ， 模型的精细程度决定了成本的高低 。 其次粒子特效和布光 ， 也需要很专业的人士完成 ， 最后骨骼动画 ， 需要真人扮演 ， 然后通过软件让人物模型与骨骼动画结合 。
优良的前期 ， 和强大的后期 ， 才拥有了更接近现实的CG特效 ， 简单来说说国内如果一个给电影制作影视特效的普通公司制作费低于3000元/秒的话 ， 那这个公司就离破产不远了 。
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CG模型渲染图
那么一分钟的特效大概需要多长制作时间呢？
根据全程参与过一个获奖电影的特效镜头的专业人士介绍 ， 其中一个纯特效的星球爆炸镜头仅有5秒 ， 但这个镜头花费了6个人整整1个月的时间 。 这还是在花费2个月提前攻克了技术难关之后的制作时间 。
但是 ， 谁也没想到这么高科技的CG技术居然可以做成自拍特效 ， 真切的和现实生活那么贴近 。
美颜相机 x 美图秀秀 联合推出一键绝美CG脸！我们运用技术手段 ， 将那些电影特效真实还原在生活中 。 人人可以实时变身真人CG角色形象 ， 体验穿越次元！
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你肯定会问：到底什么是【CG脸】？
【CG脸】综合运用了 MTlab多项独家自主研发的影像技术 ， 包括人脸检测、人像分割、3D妆容、影像生成等技术 ， 自动将输入影像生成具有绘画质感的【CG脸】人像 ， 同时最大程度地保持了效果图片和原人像的极高相似度 。
简单来说 ， 就是将真人照片转换为游戏原画建模脸的风格 ， 让你一眼看上去充满未来科技感 ， 有种AI仿生人的感觉 。
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在确定最终CG效果风格之前 ， 我们根据不同年龄人群的喜好 ， 搜集大量的CG风格 ， 包括当下热门游戏风格、电影风格、插画风等 ， 为了尽可能还原人像本身的细节处理 。 从皮肤质感到脸部脸型主体风格再到妆容 ， 我们更新迭代了3个版本 ， 每一步都更加精细 ， 呈现最终完整的【CG脸】 。
以下图为示 ， 第一个版本我们主要优化皮肤的绘画质感 ， 由于在实现皮肤细节、肤质细节上有相对难度 ， 下图为最初淘汰掉未达到满意效果的初稿 。
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在经过层层优化与打磨之后 ， 才突破皮肤质感难点 ， 将人像照片转换为具有绘画质感的图片效果 。
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第二个版本我们主要将绘画质感处理从只有脸部区域 ， 扩展到全图范围 ， 并确定主体的两种风格 。
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第三个版本我们配合更细致的妆容、光照、氛围元素等设计 ， 呈现出多款供用户体验的【CG脸】效果 。
通过每一轮的风格确认与优化 ， 到最终【CG脸】的逐步建模过程 。
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在CG脸风格确定之后 ， 如何将该效果与自拍影像紧密结合？我们从 五个维度的技术角度将特效与真人实时互动深度贴合 。 辣么 ， 再一起来细品一下在强大的CG脸背后隐藏着哪些“黑科技”！
“CG脸”-未来仿生人皮肤
我们运用深度AI学习技术 ， 让神经网络学习大量绘画质感的图片数据特征 。 同时我们运用了 人脸检测、人脸关键点、人像分割等技术 ， 获取精细的人脸位置 ， 以及头发、五官等区域信息 。 基于这些信息 ， 我们构建了一套全新的生成对抗网络 ， 实现从原始人脸到【CG脸】的映射 ， 突破了千人一面的难点 。 同时 ，MTlab引入了多达12种语义分割 ， 包括眉毛、眼睛、嘴巴、牙齿等 ， 同时将生成的【CG脸】和原始人脸之间的相似度做了约束 ， 最后通过不断调整算法 ， 实现了生成【CG脸】与原始人像的高度相似 ， 超精细的CG人像打磨 ， 让每张CG自拍更细致、更生动 。 下图为 人像语义分割示意图 ， 和皮肤质感对比图 。
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左图为人像图 ， 右图为人像语义分割结果图 。
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左图为添加美图CG质感皮肤 ， 右图为添加网络生成的动漫质感皮肤 。
“CG脸”-超强3D建模脸
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左图为参照模型效果 ， 右图为美型效果；
根据参照模型的脸部线条以及五官比例的搭配 ， 为了让整体效果更有CG感 ， 美图运用了 最新的【液化美型】的技术 ， 利用自研3D网格投影-反投影技术或者2D网格MLS形变技术进行准确定位 ， 结合最先进的网格定位 ， 可自由地对脸部、头部以及肩膀的位置进行形体塑造 ， 如下视频所示 ， 左边为操作窗口 ， 右边是效果窗口 ， 大直径笔刷调整体 ， 小直径笔刷塑细节 ， 可达到真正 “自由捏脸”的效果 。
“CG脸”-AI智能柔发
一般人的头发都会很毛糙 ， 即使是拥有非常柔顺头发的人 ， 看上去还是会有很多细节 ， 跟CG人物头发扁平单一的质感差距较大 。 所以需要在头发上做一些过度的柔顺处理 ， 使头发的质感往CG头发质感靠近 。 柔发的第一步就是要 实时抠出头发区域 ， 那么利用 MTlab强大头发分割技术 ， 可以 实时精准的抠出头发区域 。 第二步就是要去 计算头发的走向 ， 用户的头发细节非常复杂 ， 走向也非常没有规律 ， 这是一个非常大的挑战 ， 但是我们新研发的头发梯度走向检测技术 ， 可以非常好的实时检测到头发的走向 。 第三步就是延着头发走向 ， 去做一个平滑 ， 去除头发上的细节 。 下面是处理前后的对比效果：
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左图为毛发处理前 ， 右图为毛发处理后 。
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左图为毛发处理前 ， 右图为毛发处理后 。
“CG脸”-独家CG妆容
在CG底的基础上 ， 通过妆容添加 原画效果笔触 ， 将用户 五官比例塑造成精致建模脸 ， 并增加CG质感 。
重点在于眼妆、唇妆和修容的修饰 。 眼妆不同于以往的自拍妆容 ， 需要重睫毛笔触和重眼影轮廓修饰；唇妆同样保留锐利清晰的高光点笔触；修容重点在于脸型轮廓和鼻子 ， 打造小颜精致感 。 整体方向是依靠 保留涂抹感的肤质和锐利高光的对比 ， 加上动漫感的五官打造 ， 形成CG建模脸的质感 。
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搭配未来 赛博朋克风、国风、潮流风、动漫风等打造不同风格的【CG脸】 。
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“CG脸”-特效与人像实时互动
美颜相机的【CG脸】功能更是满足了用户实时的拍摄需求 。 【CG脸】运用的图像生成网络技术运算量大 ， 需要对每帧相机传入影像逐帧进行像素级生成重绘 ， 要使其在移动端流畅运行 ， 对神经网络模型大小和运算量要求极高 。 既要达到优秀的【CG脸】变换效果 ， 又要满足移动端实时运行的性能要求 ， 对算法研发人员来说是巨大的考验 。 MTlab通过 模型剪枝、模型蒸馏等方式极大地压缩模型 ， 并通过大量实验进一步轻量化网络结构 ， 另外 ， MTlab还 针对不同平台、不同机型 ， 制定了完善的多级模型运行分发策略 ， 最终成功将CG脸的生成模型网络落地到移动端 ， 达到了流畅的使用效果 。
明星【金晨】的实时CG脸效果
这次自拍技术革新 ， 传递的不仅是新奇的视觉效果 ， 更是我们对 人像黑科技的挑战 。
以前你可以在《守望先锋》《王者荣耀》《阿丽塔》《阿凡达》等游戏、电影里看到超强的CG效果 ， 现在你可以更直观的通过美颜相机体验到【CG脸】自拍的超强新技术 。
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CG脸上线后 ， 微博、朋友圈 ， 迅速开启了【CG脸】变身热潮 ， 很多网红美少女也用【CG脸】特效记录自己的CGlog
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并且在粉丝圈也掀起了【在CG世界追星】热潮
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这种新奇且超前的视觉效果 ， 让【CG脸】的出圈速度火速蔓延 ， 甚至在INS上很多外国漂亮小姐姐也玩起了【CG脸】特效 。
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美图【CG脸】黑科技的上线也引起了游戏圈的关注 ， 我们与游戏定制的CG角色也即将上线 ， 敬请期待...
美颜相机将【CG脸】与实时影像相结合 ， 通过不断的打磨与更新 ， 在自拍界领先上线这一黑科技 ， 以后也会在人像黑科技领域深耕更多创意技术与玩法 ， 让大家更能及时体验到未来科技与你的实时互动 。
现在 ，打开美颜相机-【贴纸】-【CG】
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