为什么游戏中很少看到“穿衣服”的动作？

在游戏中，超速行驶的汽车、熊熊燃烧的枪支和房屋爆炸的场景给人一种兴奋的感觉。但是你通常不会在游戏中看到一些普通生活的小细节，比如吸烟、接吻和...穿衣。

如果包括国防部，你可以在古代卷轴上拥有几乎无穷无尽的装备，但是你永远也不会看到“穿上衣服”这个角色。照片来源:古卷轴

“穿衣服”的镜头比较少，因为技术无法达到

无论是暗黑破坏神、侠盗猎车手、古卷轴还是巫师，你很少真正看到游戏角色“换衣服”的人类动作。事实上，当你把游戏角色换成更好的装备，穿上更时尚的外表，或者换上一些现代绅士的衣服，那些衣服和裤子都是“嗖！”游戏中的角色突然出现，而之前的衣服在那一刻以某种未知的方式进入角色的库存。

尽管我们在3D特效和动画电影的制作方面取得了相当大的进步，但我们很少看到3D动画角色或模拟游戏“换衣服”中角色的全部动作。你可能不知道在计算机上让刚性角色动态模型和模拟织物进行物理交互有多难。

究其原因，要么是因为技术上太难实现而放弃了，要么是因为模型不合适而使效果看起来很垃圾(也许两者都是？).然而，目前还没有真正的服装运动模型，主要是因为三维建模中的“服装”和“角色”不是同一类型:“服装”一般来源于物理建模。然而，“角色”是基于人体模型的。两者之间的相互作用会使模型变得非常复杂。

然而，在最近发布的一项研究中，佐治亚理工学院的研究人员正在寻找解决电子屏幕上“着装过程”的方法，以便在屏幕上显示更好的互动。他们最近开发了一个算法模型，允许3D动画角色独立控制他们的肢体穿上外套和其他衣服。

佐治亚理工学院研究员、该论文的合著者刘开伦说:“在动画电影中，你看到的最接近穿衣服的东西是英雄们穿斗篷，但这仍然是一个简单的设计，因为穿斗篷实际上并不涉及许多角色和衣服之间的身体接触。”。“这是一个我们特别想强调的问题，因为合成这样的场景需要两个完全不同的物理系统的相互作用。”

在三维动画《大圣归来》中，孙悟空和他的斗篷。然而，斗篷与角色的身体接触很少，所以它相对容易实现。

如何“穿”衣服？

穿衣服是人类社会最常见的活动之一，但穿衣服并不简单。一个孩子需要三四年的时间来掌握穿衣技巧。在现实生活中，人们学习穿衣服的挑战主要是肢体需要自我协调来处理柔软多变的物体(衣服)。总而言之，学习的难度不低。

在计算机中，这也不容易。

当角色的手臂移动时，你一定在衣服的袖子和手臂上看到了许多小而奇怪的变化。衣服，像头发和水一样，很难被激活。一般来说，衣服是由物理原理捕捉的，所以衣服会像在现实生活中那样反应和变化。不同之处在于角色的动作和动作通常是由人体模型创造的。很难使这两个系统相互反应。

研究人员提供了一个解决方案。"最困难的部分是如何计算控制角色的算法."刘说:“虚拟人物需要根据服装的反应做出正确的身体动作决定，才能准确地到达服装模型的打开位置。”

模特的虚拟角色是穿着裤子。别问我裤子中间的突起怎么了...(算法模型在特定动作下引起的材料变形不是一个内部看不见的东西！)

解决方案是在“衣服”模型中设计一个“开口”，这样当穿过开口时，衣服和被衣服包裹的身体相互作用。研究人员使用了一系列有限的“主要动作”，例如通过把手和脚穿过衣服的开口，然后根据当时衣服的状态在一些动作的关键时刻设置相应的算法路径。这些“主要动作”可以根据不同的服装风格组合成不同的动作序列。使用前馈和反馈控制机制，一个“敷料控制器”被用来处理每个“主要行动”

该“着装控制器”设定实现目标动作的路径，并在必要时根据模拟布料的实时状态进行连续的局部调整。研究人员表示，该模型可以用于不同类型的服装，包括外套、短裤、长袍和背心。此外，该控制器能够很好地区分不同服装的网格分辨率，使得服装模拟器能够更有效地集成不同的服装活动。此外，他们还表明，该算法还可以教一个虚拟角色帮助另一个虚拟角色着装。

虚拟角色被打扮并拍照。

他们还教机器人“穿衣”

到目前为止，佐治亚理工学院的研究人员正计划在3D电影和游戏中使用这种“着装技术”。也许下次你换装备的时候，你真的可以看到角色“穿上”新装备。虽然有些人可能认为这个功能有点鸡肋，但这项技术仍将有助于一些游戏和模拟游戏追求替代感，以更好地显示游戏的真实性。

从长远来看，他们的研究结果可能会教会真正的机器人认识到他们周围世界的细微差异。

如今，无论是自动化工厂的机器人还是无人驾驶汽车，机器人都会尽力避免与周围的事物发生冲突。但是如果有一天机器人需要穿上t恤，那么它必须接触到t恤。

“想象一下你穿着一件t恤，”刘解释道。“在某种程度上，你需要了解你与衣服的接触，并利用从接触中获得的信息来正确判断如何沿着正确的路径移动手臂。”

“如果我们在做动画，那么模型就更简单了，因为现实中有些东西可以简化。但是，如果你想让真实的机器人做一些真实的事情，刘说，那么这个任务的性质就更加困难了，因为我们将在一个非常有限的真实空间里处理一个高度可变的物体。

如果这种方法能帮助一个3D角色穿上一件模拟的T恤衫，也许将来机器人也能使用同样的方法来帮助残疾人和老人穿衣。