經常有人問我你最近在干什么，但一句話真的很難說明白，最近兩個月一直在嘗試將Skin Microstructure Deformation with Displacement Map Convolution這篇論文以離線渲染的形式搬運到現有三維工具中，優先就是maya。首先非常感謝論文發表團隊無私的貢獻了自己的研究成果及過程，附一個論文introduce：http://gl.ict.usc.edu/Research/SkinStretch/。
概述：在cg制作中臉部寫實渲染一直是體現水准的領域，隨着硬件、掃描技術及渲染器的進步，臉部寫實的靜幀渲染已經趨向完美，但臉部動作導致的皮膚微觀結構拉伸擠壓效果的模擬依然存在瑕疵，因為微觀結構往往是由掃描貼圖置換surface獲得，而這個掃描貼圖往往是單幀，靜態的貼圖只會跟着臉部頂點做縮放變換，並不能產生動態的拉伸擠壓效果。Skin Microstructure Deformation with Displacement Map Convolution這篇論文就高效的解決了這個問題。但論文中采用的是實時的方案，這種方案雖然效率高，執行快，但對於vfx公司來講，能夠生成動態貼圖序列並輸出才是最佳方案。我解決的就是這個問題。
以下簡要記錄一下我的實現過程。
一：使用maya變形器的過程中一般會有原始shape及變形shape兩個模型，首先要做的是提取任一shape的頂點信息，再迭代獲取頂點相連的三角面列表，將單一三角面信息存儲為向量信息，再將該三角面向量翻轉到TangentSpace，這樣就可以在uv空間中計算原始shape到變形shape的transform矩陣了，平均該頂點相連的三角面列表的transform矩陣即可獲得當前頂點的transform信息。
二：利用頂點transform信息，即可計算拉伸軸s、t及拉伸量了。旋轉矩陣的計算及拉伸軸的計算都可以通過svd分解獲得，2x3矩陣及2x2矩陣的svd分解都可以不借助計算庫完成，所以整個過程會很干凈。
三：獲得所有頂點的s、t軸及拉伸量后，即可將着手前片元處理了。在這里我並未利用opengl來繪制stmap圖，而是自行寫了一個片元方法來解決插值步驟，大致思路是對模型中所有三角面遍歷，翻轉三角面到uv空間中，沿y軸進行掃描，逐行計算st軸及拉伸量。此處略。
四：現在已經有了st片元信息，就可以開始后片元操作了。利用前片元信息，對原始置換貼圖做兩次卷積，即可獲得動態貼圖。實際上這一步是一個近似計算，因為此處只是近似的將二維卷積算子分解為兩個一維算子，但考慮算法復雜度的大幅優化，這種近似是可以接受的。
這四步就是我的基本實現步驟，完成這個研發項目的過程波折不斷，既要冒着項目失敗的風險，也要頂住其他因素的干擾。在最后時刻驚險完成工具原型的同時，也離開了公司。
放幾張成果圖吧：
冒險是件很有意思的事，但就到這里吧。