Images for 3D Video Games Without High Price Tags or Stretch Marks
http://www.physorg.com/news137771248.html
August 12, 2008
(PhysOrg.com) -- 岩石、雲朵、大理石以及其他當作背景影像的材質還有 3D 電玩的細節通常是手繪的，因而產生它們的成本頗高。一項來自於 UCSD 電腦科學大學生的突破，現在提供電玩開發者一種可能性：給 3D 電玩使用的高品質卻輕量級的影像，能夠即時（on the fly）產生，因而能消除伸展紋路（stretch marks，譯註：又可翻妊娠紋，詳見原站影像，指的是材質為了配合 3D 物體所產生的變形失真）、閃爍搖曳（flickering）與其他人為痕跡（artifacts）。
這項研究本週在世上最著名的電腦圖學研討會之一 -- SIGGRAPH 2008 上呈現。
"電玩開發者應當能輕易將我們的研究整合到新遊戲中。自己身為一位遊戲開發者，我第一個知道伸展的與閃爍的背景及細節不再為 3D 電玩所接受，" Alex Goldberg 說，來自於 UCSD Jacobs 工學院的電腦科學大學生，他完成大部分的研究。來自 UCSD 的電腦科學教授 Matthias Zwicker 以及 MIT 的電腦科學教授 Fredo Durand 亦促成此研究計畫。
"人們正在尋找方法擺脫這些變形，最好不要花錢請藝術家利用手工方式產生背景與細部影像。我們提出一種方法辦到這件事，而且我們計畫很快就會提供程式碼給大家下載，" Goldberg 說，他最近從 UCSD 畢業，現在任職於 San Diego 電玩工作室 PixelActive Inc.
這篇 2008 SIGGRAPH 論文標誌著 Perlin noise（一種已建立的技術，在其中小電腦程式能創造出許多層的雜訊，它們堆在彼此之上）的重大改善。這些層接著被操縱 -- 很像帆布上多層次的繪畫 -- 以便形成詳細的與真實的材質，例如岩石、雲朵、水與大理石，作為背景影像與 3D 電玩的細節。
"利用電腦所產生之雜訊為 3D 電玩製造背景與細部影像的現存方法很快速，不過這些影像你看起來不會覺得很棒。我們的研究給你完整的雜訊計算效益，而無需太多代價，例如失真與閃爍，" Goldberg 說。
這種新方法亦無需將材質以龐大的影像來儲存，那佔據有用的記憶體。相反的，當一個影像被描繪時，這些材質每次均由電腦即時產生，Matthias Zwicker 說。
"由我們在此計畫中所探索的程序性方法所產生的圖形相當小。當愈來愈多遊戲都是可下載的時候，以小影像繪製的電玩在未來將會變得愈來愈重要，" Zwicker 說。
未畢業 超凡成就
Alex Goldberg 還是 UCSD 未畢業的電腦科學學生時就完成了大部分的研究。（他如何辦到的，詳見原文。）
像素包裝
3D 電玩背景中的伸展紋路與閃爍，通常源自於同樣的技術問題：選擇何種顏色來至製造個別像素。
"當一個像素在一個 3D 電玩地景中覆蓋一大規模區域時... 那個像素應該是什麼顏色？它只能有一種顏色，它所涵括的區域也許包含了許多不同的顏色，" Matthias Zwicker 教授解釋。
色彩平均是一種解決方法。例如，若一個像素包含了遠方士兵一件盔甲上、微小的一塊黑色突起（bumps），而且如果這些盔甲突起有一部份被白光照亮，那麼通常會平均顏色並將像素改變為灰色像素。但在你能夠平均顏色之前，你得要決定此場景需要被壓縮至一個特定像素的精確區域。一種簡單的解決方法是將該圓形範圍的場景縮小（slide into）成圓形的像素。根據電腦圖學研究者表示，但是當你嘗試將 3D 場景區域對映到 2D 像素時，圓形範圍的背景影像並非最佳選擇，即便這些像素本身亦為圓形。
在這篇 SIGGRAPH 論文中，電腦科學家們將橢圓形範圍的背景影像對映回 圓形的像素，並發現他們的技術能產生更高品質的背景影像，同時伸展與其他失真也比較少。
橢圓形更適合圓形像素的理由得回到基本的幾何學：當一個圓錐體自一個圓形像素伸出，與 3D 電玩場景的背景相交時，圓錐體撞到背景的區域是橢圓形而非圓形。
※ 相關報導：
＊ Anisotropic Noise
http://graphics.ucsd.edu/~matthias/Papers/AnisotropicNoise.pdf
＊ 「鹵莽」軟體更新 更快發現「對稱」
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掃描真人表情 繪製動畫栩栩如生
【陳文和／綜合報導】 2008-08-20 中國時報
動畫製作技術日新月異，美國南加州大學創意科技學院與臉部動畫專業公司「Image Metrics」已聯手突破業界長期以來的技術障礙，發展出新的電腦三維立體人物塑型法，可製作出更加栩栩如生的高擬真電影或電玩動畫人物。
創意科技學院運用其研發的臉部掃描系統，在電腦上創造出影星艾蜜莉歐布萊恩臉部的高解析度複製形像。而總部設在美國加州的「Image Metrics」公司則借助其動作捕捉、光跡追蹤與動畫技術，將艾蜜莉的一顰一笑轉化為生意盎然的動畫人物。「Image Metrics」公司專為好萊塢電影製作電腦動畫，著名電玩《俠盜獵車手》中的動畫也出自其手筆。
這項新技術的臉部掃描系統可捕捉人類臉部最細膩的表情變化，將擷取到的連續臉部動作切割細分出數十較短片段，並個別賦予「控制系統」，再運用電腦塑型繪製動畫人物，生動重現人類各種細緻的表情和動作。
對於動畫人物臉部肌膚亮度過高、臉部動作過於對稱等傳統難題，這套新技術也提出解決之道。該公司的營運長史塔肯博指出，「九○％的作業用在讓觀眾相信動畫人物的雙眼是真實的」，而營造真實感的關鍵在於：細膩呈現諸如臉部肌肉先天不對稱性等人體不完美特徵。
創製Emily的技術克服了所謂「恐怖谷理論」（uncanny valley）的動畫業界技術障礙。「恐怖谷理論」是於一九七○年由日本人形機器人專家森政弘提出。森政弘假設，由於機器人與人類在外表、動作上都相當相似，所以人類亦會對機器人產生正面的情感；但到了一個特定程度，他們會突然變得極為反感，即使機器人與人類僅有些微差別，也會非常顯眼刺目，使整個機器人顯得非常僵硬恐怖，讓人有面對行屍走肉的感覺。
但只要機器人的外表和動作與人類的相似度得以繼續提升，人類對它們的情感反應亦會變回正面，貼近人類與人類之間的移情作用。
也有電影評論家將此理論伸延於電腦動畫中的人類角色。有人認為恐怖谷概念是製作電腦動畫的難處，例如《小錫兵》中嬰孩的臉全由電腦繪出，雖跟真實人類差別不大，卻惹起小孩子的恐懼和反感。
國內首台三維印刷成型機 成大明世貿展出
中央社 2008-08-20
（中央社記者張榮祥台南市二十日電）國立成功大學今天宣布，成功開發國內第一台具有商業價值的快速原型機「三維印刷成型機」，可應用於立體3D設計及無模的開模器，成型機零件在國內可自主生產，成大明天將在台北世貿展出這項媲美全球的技術。
成大開發的三維印刷成型機，是單色與彩色的快速原型機，具有商業化潛力、高速度、高精度、低成本等條件，成大已和「研能公司」進行技術移轉，預估五年後年產值將達新台幣三億元至五億元。
成大不僅開發三維印刷成型機，也以此成型機為主體，成功研發出微奈米粉末製造技術、精密定位及程序控制技術、複合粉末技術與膠黏技術、噴墨頭精進及驅動技術等；包括成型機及這些技術，明天起將在台北世貿的國際自動化科技暨機器人大展中展出。
成大說，台灣快速原型機都仰賴國外進口，材料與維護費用昂貴，成大的機種，所有零件都能在國內自主開發，大幅降低成本，有助於國內3D設計跨一大步。
※ 做模型應該很好用。
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