柔顺海飞丝 人类终于能在游戏中实时模拟头发_3DM单机

随着人类计算机芯片性能的提升和数十亿美元人体动力学，工程学的开发与研究近战，我们终于能对人类面部和肢体进行完美的模拟。然而每个人头上数百万根互相交联的头发却一直是最难模拟的对象。大多数情况下，男性角色都是短发，女性角色的长发都用强力定型剂。不过现在，南加利福尼亚大学和普林斯顿大学的合作项目终于可以向我们展示实时模拟的，几近真实的人类头发。他们的研究成果将在6月份由SIGGRAPH（国际图形学年会）上展出。

他们没有一根一根绘制毛发，也没有通过高清动态捕捉工具获取毛发行动回击，他们采用的是“结构探知型毛发捕捉系统”“Structure-Aware Hair Capture” (SAHC) ，只需要输入几个关键帧就能够完成运算。在这几个关键帧中，计算机将识别人类头发模型中不同的点，然后生成3D点阵列。然后导向数据（发丝的走向）与3D点阵数据结合，绘制出小段发束（ribbon），每捆发束都有独立的物理碰撞体积，最后分析发束之间的连接和运动方向，连接称整段发束（swips），生成一头飘逸的长发。

最有技术含量的就是最后一步，小段的发束通过计算，被连接成一整条发束。因为无论你照多少照片，绘制多少关键帧，总是会有一些头发被遮挡住。内层的毛发通常都是看不见的，它们构成了发型的厚度。而对于计算机来说，外层和内层的头发是完全分割开的，要把这两部分连接到一起，需要大量的逻辑运算。需要分析头发生长的方向，并且绘制出符合现实物理规则的发束。

“结构探知型毛发捕捉系统”可以用于短发，中发，长发，卷发等各种情况，爱因斯坦的头发也没问题。该软件可以生成“可用于各种动画模拟的头发模型”。视频中我们看到的最终动画模拟结果还不够完美，但如果在经过3D建模艺术家的改进，一定会更加出色。而“结构探知型毛发捕捉系统”是全自动的，无疑将会节省大量人力和时间。

SIGGRAPH上还会展出许多其他先进图形处理技术，届时请关注3DM更多报道。