MakeHuman - MakeHuman

MakeHuman

Модель мужчины в деловом костюме
Разработчики)	Команда MakeHuman
изначальный выпуск	2000; 20 лет спустя (2000)
Стабильный выпуск	1.2.0[1] / 6 ноября 2020 г.; 20 дней назад (2020-11-06)
Репозиторий	github.com/ makehumancommunity/ makehuman
Написано в	Python
Операционная система	Linux, Mac OS X, Windows
Тип	3D компьютерная графика
Лицензия	AGPL[2]
Интернет сайт	www.makehumancommunity.org

MakeHuman это свободный и Открытый исходный код 3D компьютерная графика промежуточное ПО разработан для прототипирование из фотореалистичный гуманоиды. Он разработан сообществом программистов, художников и ученых, заинтересованных в 3D моделирование персонажей.

Технологии

MakeHuman разработан с использованием Технология 3D-морфинга. Начиная со стандартного (уникального) андрогинный человеческая базовая сетка, ее можно трансформировать в самых разных персонажей (мужских и женских), смешивая их с линейная интерполяция. Например, учитывая четыре основных морфинга цели (младенец, подросток, молодой, старый) можно получить все промежуточные формы.

Интерполяция символов MakeHuman: 1-й, 3-й, 5-й и 7-й - это цели, а остальные - промежуточные формы.

Используя эту технологию, с большим база данных трансформируемых целей практически возможно воспроизвести любого персонажа. Он использует очень простой GUI чтобы получить доступ и легко обрабатывать сотни преобразований. Подход MakeHuman заключается в использовании ползунки с общими параметрами, такими как рост, вес, пол, этническая принадлежность и мускулистость. Чтобы сделать его доступным на всех основных операционные системы, начиная с 1.0 alpha 8 он разработан в Python с помощью OpenGL и Qt, с полностью реализованной архитектурой плагины.

Инструмент специально разработан для моделирования виртуальных 3D-моделей человека с простой и полной системой поз, которая включает имитацию мышечных движений. Интерфейс прост в использовании, с быстрым и интуитивно понятным доступом к многочисленным параметрам, необходимым для моделирования человеческого тела.

Разработка MakeHuman основана на подробном техническом и художественном исследовании морфологический характеристики человеческого тела. Работа посвящена морфинг, с помощью линейная интерполяция обоих перевод и вращение. С помощью этих двух методов, вместе с простым расчетом форм-фактора и алгоритмом расслабления сетки, можно достичь таких результатов, как моделирование мышечного движения, которое сопровождает вращение конечностей.^[3]

Лицензия

MakeHuman - это свободный и Открытый исходный код, с исходный код и база данных выпущена под GNU Affero GPL. Модели, экспортированные из официальной версии, выпускаются с исключением: CC0, чтобы широко использоваться в свободный и несвободные проекты. Эти проекты могут быть, а могут и не быть коммерциализированный.

Награды

В 2004 году MakeHuman получил премию Сюзанны как лучший Блендер Скрипт Python.

История программного обеспечения

Предком MakeHuman был MakeHead, скрипт Python для Blender, написанный Мануэлем Бастиони, художником и программистом, в 1999 году. Год спустя сформировалась команда разработчиков, и они выпустили первую версию MakeHuman для Blender. Проект развивался, и в 2003 году он был официально признан Blender Foundation и размещен на http://projects.blender.org.^[4] В 2004 году разработка остановилась, потому что было трудно написать такой большой скрипт Python, используя только Blender API. В 2005 году MH был перемещен за пределы Blender, размещен на SourceForge и переписан с нуля на C. На этом этапе подсчет версий перезапущен с нуля. В течение последующих лет программное обеспечение постепенно переходило с C на C ++.

Несмотря на высокую производительность, его было слишком сложно разрабатывать и поддерживать. Поэтому в 2009 году команда решила вернуться к языку Python (с небольшим ядром C) и выпустить MakeHuman в качестве пре-альфа версии 1.0. Разработка продолжалась двумя выпусками в год. Стабильная версия 1.0.0 была официально выпущена 14 марта 2014 года. MakeHuman 1.1.0 была выпущена 14 мая 2016 года, примерно двумя годами позже. Самая последняя промежуточная версия - 1.1.1 по состоянию на 5 марта 2017 г.^[5]

В июне 2015 года был создан веб-сайт сообщества с Форум раздел, вики и репозиторий для пользовательского контента для программы.^[6]

Эволюция к универсальной топологии модели

Эволюция топологии руки

Эволюция топологии головы

Целью проекта является разработка приложения, способного моделировать самые разные человеческие формы в полном диапазоне естественных поз из единой универсальной сетка. С этой целью был разработан дизайн трехмерной гуманоидной сетки, которой можно легко параметрически манипулировать для представления анатомических характеристик, сетка включает в себя общую структуру скелета, которая позволяет создавать персонажей. Команда MakeHuman разработала модель, которая сочетает в себе различные анатомические параметры для плавного перехода от младенца к пожилому, от мужчины к женщине и от толстого к стройному.

Начальный сетка занимает золотую середину, не является ни выраженным мужским, ни женским, ни молодым, ни старым и имеет среднюю мускулатуру. Цель заключалась в том, чтобы изобразить красивую андрогинную форму, названную HoMunculusТекущая сетка MakeHuman развивалась через последовательные этапы проекта MakeHuman, включая извлеченные уроки, отзывы сообщества и результаты значительного количества исследований и экспериментов.

Эволюция сетки для модели человека:

• Первый прототип универсальной сетки (только голова), созданный в 1999 году с использованием скрипта makeHead, был адаптирован для ранней версии MakeHuman в 2000 году.
• Первая профессиональная сетка (HM01) для модели человека была реализована Энрико Валензой в 2002 году.
• Вторая замечательная сетка (K-Mesh или HM02) была смоделирована Каушиком Палом в 2003 году.
• Третья модель была создана Мануэлем Бастиони на основе Z-Mesh или HM03 в 2005 году.
• С учетом опыта предыдущих версий, четвертая сетка (Y-Mesh или HM04) была создана Джанлукой Мираголи (он же Яшуган) в 2007 году.
• Пятая сетка (HM05) была построена на основе предыдущей Джанлукой Мираголи и Мануэлем Бастиони в 2008 году.
• Шестую сетку (HM06) также создал Джанлука Мираголи в 2010 году.
• Еще одна версия сетки была выпущена в 2010 году Вальдемаром Пересом-младшим, Андре Ришаром, Мануэлем Бастиони.
• Последняя и современная сетка, выпущенная в 2013 году, была смоделирована Мануэлем Бастиони.

Начиная с первого выпуска makeHead (1999) и MakeHuman (2000), проблема заключалась в создании универсальной топологии, которая сохраняла бы все возможности, но добавляла возможность интерактивно настраивать сетку для соответствия анатомическому разнообразию человеческого населения. Эту проблему можно было бы решить, резко увеличив количество вершин для сетки, но полученная плотная сетка имела бы ограниченную производительность на обрабатывающих компьютерах. Технически модель, разработанная для MakeHuman:

• Легкий и оптимизированный для моделирования поверхностей с разбиением (15,128 вершины ).
• Квадроциклы только. Сама человеческая сетка треугольники бесплатно, с помощью Подразделение Catmull-Clark для дополнительного разрешения базовых сеток см. также полигональная сетка.
• Только полюс E (5) и полюс N (3), без отверстий и без 6-краевые столбы.

Использование исследования

Из-за свободы лицензии программное обеспечение MakeHuman широко используется исследователями в научных целях:

Сетка MakeHuman используется в Индустриальный дизайн, чтобы проверить антропометрия проекта,^[7] И в виртуальная реальность исследования, чтобы быстро произвести аватары от мер или просмотров камеры.^{[8][9][10][11][12][13]}

Персонажи MakeHuman используются в биомеханика и биомедицинский инженерия, чтобы моделировать поведение человеческого тела в определенных условиях или при определенных условиях.^{[14][15][16][17][18]} Модель человеческого характера для проекта строительства искусственного зеркальный нейрон системы^[19] также был создан MakeHuman.

Программное обеспечение использовалось для зрительно-гаптический хирургический развитие системы обучения.^[20] Эти симуляторы сочетают в себе тактильное ощущение с визуальной информацией и предоставляют реалистичные сценарии обучения для получения, улучшения и оценки навыков и знаний местных и опытных хирургов.

Виртуальные 3D-реконструкции всего тела были выполнены с помощью MakeHuman,^[21] и трехмерный анализ раннехристианских захоронений (археотанатология).^[22]

Инструмент также использовался для создания персонажей для выполнения движений на языке жестов.^[23][24]

MakeHuman также можно использовать для исследования невербального поведения, такого как выражения лица, которые включают использование Системы кодирования действий лица. ^[25]

Смотрите также

• Портал бесплатного программного обеспечения с открытым исходным кодом

• Система кодирования действий лица
• Программное обеспечение Blender
• Позер
• Студия Daz
• FaceGen
• ManuelbastioniLAB, бесплатный плагин с открытым исходным кодом для Blender для параметрического 3D моделирования фотореалистичных персонажей-гуманоидов.

Ссылки и статьи по теме

1. Объявление о финальной версии MakeHuman 1.2.0
2. "Приложение MakeHuman". Получено 2020-01-01.
3. М. Бастиони, С. Ре, С. Мисра. Труды 1-й Ежегодной вычислительной конференции в Бангалоре, Compute 2008, 2008. «Идеи и методы моделирования трехмерных человеческих фигур: основные алгоритмы, используемые MakeHuman, и их реализация в новом подходе к параметрическому моделированию». Труды 1-й Ежегодной вычислительной конференции в Бангалоре - Compute '08.
4. Все еще в сети, но остановился в 2004 году: http://projects.blender.org/projects/makeh/
5. http://www.makehumancommunity.org/wiki/Releases MakeHuman Информация о выпуске
6. http://www.makehumancommunity.org/frontpage/welcome_to_the_new_community_site.html Добро пожаловать на новый сайт сообщества
7. В. Верхаерт; Х. Друйц; Д. Ван Дын; Д. Беркманс; J. Verbraecken; М. Вандекеркхове; J. Vander Sloten. «Использование общей модели человека для персонализации дизайна кровати» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 20 октября 2013 г.. Получено 19 октября 2013.
8. Д. Ван Дын; В. Верхаерт; К. Байс; Б. Хэксанд; J. Vander Sloten. «Автоматическое создание персонализированных моделей человека на основе измерений тела» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2013-10-20.
9. К. Байс; Д. Ван Дын; Т. Де Лаэт; Х. Брюнинкс. «Он-лайн создание индивидуальных моделей человека на основе измерений камеры» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2013-10-20.
10. С. Пьерар, Марк Ван Дроогенбрук (ноябрь 2009 г.). «Техника создания баз данных аннотированных и реалистичных человеческих силуэтов на основе аватара».
11. С. Пьерар, А. Лерой, Дж. Ф. Хансен, М. Ван Дроогенбрук. Advanced Concepts for Intelligent Vision Systems (ACIVS), Lecture Notes in Computer Science, vol. 6915, страницы 519-530, Springer, 2011. (2011). Оценка ориентации человека на изображениях, снятых с помощью дальномера. Конспект лекций по информатике. 6915. С. 519–530. Дои:10.1007/978-3-642-23687-7_47. ISBN  978-3-642-23686-0.
12. О. Мазаны - 2007. «Сочлененная трехмерная модель человека и ее анимация для тестирования и обучения алгоритмов многокамерных систем» (PDF).
13. С. Пьерар, А. Лежен, М. Ван Друкенбрук. 2010 г. «3D-информация важна для обнаружения людей в видеопотоках» (PDF).
14. М. Морено-Морено; Дж. Фиррес; Р. Вера-Родригес; Дж. Паррон. «Моделирование изображений тела в миллиметровом диапазоне и его применение для биометрического распознавания» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2013-10-20.
15. Д. Э. ван Вик; Дж. Коннан. «Высококачественные гибкие руки H-Anim для визуализации жестового языка» (PDF).
16. И. Муртаг. Технологический институт Бланчардстауна Дублин, Ирландия. «Разработка лингвистически мотивированного аватара для визуализации ирландского языка жестов» (PDF).
17. В. Ф. Кассола, В. Х. де Мело Лима, Р. Крамер. Физика в медицине, 2009. «FASH и MASH: женские и мужские фантомы взрослых людей на основе поверхностей многоугольной сетки: I. Развитие анатомии» (PDF).
18. Д. Вернез, А. Милон, Л. Франсиоли, Жан-Люк Бульяр, Л. Вюйомье, Л. Моккозе. Фотохимия и фотобиология Vol. 87, выпуск 3, страницы 721–728, май / июнь 2011 г. (2011 г.). «Цифровая модель для имитации солнечного индивидуального ультрафиолетового облучения» (PDF). Фотохимия и фотобиология. 87 (3): 721–728. Дои:10.1111 / j.1751-1097.2011.00895.x. PMID  21223287.
19. Э. Ллойд. «Искусственное зеркало нейронной системы для выполнения и распознавания переходных действий» (PDF).
20. F.G. Хамза-Луп, К. Богдан, Д. Попович, О. Костя. eL & mL 2011: Третья международная конференция по мобильному, гибридному и онлайн-обучению (23.02.2011). Обзор визуально-тактильного моделирования в хирургическом обучении. С. 57–62. ISBN  9781612081205.
21. S.L. Дэви-Джоу, Д. Лис, С. Рассел. Forensic Science International, 2012 г. «Виртуальная судебная антропология: новые применения антропометрии и технологий в случае детской смерти» (PDF).
22. Г. Сахау-Карсель. АНТРОПОЛОГИЯ 52/3, 2014. «От полевых записей множественных захоронений к 3D-моделированию. Свидетельства из катакомб Святых Петра и Марцеллина, Италия (со ссылкой в ​​формате PDF)».
23. И. Муртаг - ITB Journal. «На пути к лингвистически мотивированному разговору на ирландском языке жестов» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2013-10-20. Получено 2013-10-19.
24. И. Ахмед, Дж. Коннан - Университет Западного Кейптауна, Кейптаун, 2010 г. «Оценка позы верхней части тела при переводе на язык жестов Южной Африки» (PDF).
25. Гилберт, Микаэль; Демарчи, Самуэль; Урдапиллета, Изабель (05.11.2018). «FACSHuman - программное обеспечение для создания экспериментальных материалов путем моделирования трехмерного выражения лица». Материалы 18-й Международной конференции по интеллектуальным виртуальным агентам. IVA '18. Сидней, Новый Южный Уэльс, Австралия: Ассоциация вычислительной техники: 333–334. Дои:10.1145/3267851.3267865. ISBN  978-1-4503-6013-5.

внешние ссылки

• Официальный веб-сайт