Unite Beijing 2018 (3) Unity Everywhere

本文为Unite2018会议记录第三篇,主要整理与Unity相关的行业应用。包括小团队游戏开发,汽车行业,场景三维重建,广电直播和动画短片等五个实际应用。

其他几篇相关文章可以在这个链接里找到。

小团队游戏开发

5月12日上午第二场,相比第一场明显有了更多媒体嘉宾到场。该分享由Hit-point公司的高崎豊先生 & 上村真裕子女士带来,他们分别是《旅行青蛙》游戏项目的总监和主策划。

制作团队

Hit-Point公司成立于2007年9月,注册资本约合58万元人民币,目前现有员工26人,可以说完全是彻头彻尾的小规模公司。据高崎豊介绍,公司内部没有明确的部门划分,但有明确的游戏开发团队。比如旅行青蛙团队就是7人,实际开发人员是4人,包括总监、策划、美术、开发各一人。

就是这样一个小团队作品,截止2018年5月,《旅行青蛙》下载量已突破三千八百万次,中国区贡献了其中80%的量(且全部来自iOS平台)。

小团队的缺点就是人少,导致资源少,高崎豊提出的解决方案包括:

  • 做自己擅长的领域
  • 弹性开发

游戏本身

  • 设计

策划上村真裕子提到,她的个人兴趣是旅行,因此想做一个旅行题材的游戏。同时,希望能将开发者的爱好和用户产生互动。

为什么选择“青蛙”这个名字?上村老师表示自己其实并不喜欢青蛙,但用了谐音取巧,日文中「青蛙」的发音(カエル)和「归家」(帰る)相同,他们希望传达一种游子回家的感觉,让玩家更有亲近感。

  • 游戏系统

这部分简单讲了讲行李和旅行的关系、行李内容和去向的关系、放置时间不规律性、给玩家的惊喜等。

  • 世界观

绘本风格。本身的游戏场景有限,利用青蛙寄回的照片了解外部世界。

将传统游戏中的上帝视角变为探索视角,带给玩家猎奇的喜悦。

与Unity的关系

在不复杂的开发背景下,为何使用Unity制作?

高崎豊介绍,他们团队原先都是采用Eclipse或Android Studio先开发Android平台,然后使用Xcode迁移至iOS。

然而这一次,团队中的开发是个刚入职两年的职员,传统方式可能会较为困难,因此选用了Unity。事实证明该游戏的所有模块都能顺利完成,Unity对个人和小企业来说是非常方便的引擎。

最后他们聊了若干关于游戏制作的心得:

几年前的「好游戏」:画面精良+大规模+宣传分发

小规模公司的突围:找到未发掘的市场

汽车行业图形保真(VR)

Unity高级解决方案工程师Luc Vo Van为我们介绍了Unity+工业建模软件PiXYZ+HTC Vive的结合使用方案。

整个系统的框架大致是,PiXYZ负责工业化细模的读取和减面导出,Unity负责解决渲染和VR设备接口,HTC Vive负责显示最终效果和响应用户交互。

主要技术包括PiXYZ和Unity的数据对接,Unity中的LoD设置,以及一个他们团队自己开发的VR交互插件。最后这个插件可以让用户在虚拟世界中通过手柄的一些手势操作,“剥开”汽车的内部结构,精细到任何一颗小螺丝钉(Luc Vo Van表示十分感谢雷克萨斯公司提供的车辆细模)。

浏览效果大致如下所示:

这个应用也算是Unity+VR+工业的应用了,更多VR/AR/MR相关的技术应用会在下一篇文章中整理。

多视图场景三维重建

整个大会中与我目前的工作最最最最最接近的一场报告,于5月13日上午第一场开始,结果我因为堵车不慎迟到了10分钟(

这个汇报更偏向于规范跑完整个三维重建的流程,由Unity大中华区技术总监张黎明老师提供,先后讲述了从不同场景下的数据采集,点云生成和网格化,处理纹理和光照信息,最后放入Unity完成场景渲染,听下来有不少启发,也顺便记了不少小技巧,以后或许可以用上。

团队使用的软件和硬件:

  • 软件

  • 硬件

图像采集

特定需求的场景建模通常就不会有人提供现有数据集了,因此需要手动采集数据。

对于室外场景来说,应该选取光照正常的无风环境,拍摄时注意季节因素(会影响白天时长/光照角度/植被变化等)

  • 视频or图像?

总的来说各有优点。

视频方面,最大的特点是快,并且结合无人机的应用,能够采集大范围和人眼无法直接观测到的场景。但是视频采集最主要的问题是运动模糊,以及对灯光的敏感性。

图像的优点是分辨率高、占用内存小、参数调节方便。这场分享中也主要基于图像采集方法展开。

张老师提供了用单反采集图像时的通用参数表:

光圈:f8

快门:1/160

ISO:100(避免噪点)

文件格式:RAW

采集后,建议通过直方图初步评价照片质量(分布均衡为好,过于集中为差)

注意控制景深,避免前景模糊。另外,照片的质量比数量更重要。

拍摄时的一些小技巧:

相邻照片要有90%以上的覆盖区域(嗯这个数值比我想象的高很多

先纵向拍摄再横向移动

保持稳定(避免运动模糊

更高的分辨率需要更近距离的拍摄

地面数据集:从外向内,循环纹理(避免脚印)

  • 纹理一致性

之前没听过这个概念。大意是说:在采集图像时,将场景中置入一张标准色卡,后期根据标准色卡的RGB对图像数值重新调色,从而控制每张图像之间的色差。

  • 细节纹理的获取

拍摄两遍:远近各一遍,从轮廓和细节分别对焦。

三维重建流程

使用商业软件「Reality capture

需要先把Raw格式的图像转为TIFF:使用DCRaw。

  • 距离约束还原

为了还原场景大小,用场景中色卡的已知信息(比如长宽数值)进行缩放。

后处理

  • 点云存储

对于重建后的点云,观察其效果,若为均匀点云,则用ply格式存储,若为非均匀的点云,则用obj格式存储。由于obj格式不带颜色信息,还需额外的纹理文件保存颜色。

通过给出的实例来看,同一个模型,ply格式保存后为7Gb,obj保存后为47Gb

  • 网格简化

降低点云密度,降低网格数量。

后期用3ds max手动调整细节瑕疵。

  • UV调整
  • 烘焙纹理

将高模转为低模+细节,推荐使用Knald。

  • 循环纹理的自动生成

https://artomatix.com/

去光照

重建场景后,需要先将现实世界中的光照去除,再从游戏场景中加入理想光照。这一步需要首先还原出环境光,再从物体上将其去除,从而保留基本纹理。下图为基本光照模型。

对比一下是否去光照对游戏场景的影响,下图中黑色的物体为不去光照的呈现效果。

这一步张老师的团队使用Delighting tool(开源)实现。

Q&A环节套瓷到了张老师微信 :D

简单问了问他们团队对于深度相机和多视采集的看法,张老师表示还是要看硬件发展,至少目前来看,高模的重建还是必须用多视采集。此外移动端采集只是精度偏低,还原出大致几何结构问题不大。

但是室内场景人造物体多且杂乱,可能重建过程还是需要结合CV相关的知识进行分割,并加入模型数据库和后期手工编辑,才能有更好的重建效果。

广电制播(MR)

这一块的技术融合感觉挺新鲜的,传统的广电领域和新型的混合现实技术相融合,也有了比较系统的解决方案。该专场由北京商询科技公司混合现实技术总监邬浩老师带来。

引入

邬老师开场简单提了一下他们对MR的理解:

在AR叠加的基础上与真实世界产生交互,MR更适合针对B端(Business)

广电制播中的AR/MR现状:

开发需要解决的问题:

SLAM/空间感知/人机交互(VAMR交互都类似)

对应到Unity中的开发重点:

  • Anchor(空间锚)建立是真实和虚拟物体的重要关联。
  • Spatial Mapping
  • 输入部分

对于广电应用,Unity中还缺乏:

  • Anchor调整
  • 跨平台输入交互
  • 三维空间中的UI模板
  • 多设备协同

因此他们团队开发了METoolkit这个中间件。

METoolkit介绍

在讲METoolkit之前,我先理清楚他们是要解决一个什么问题:

我们知道,在广电直播中需要经常切换机位,从多个第三方视角对主体进行拍摄,然而混合现实设备中呈现的场景不便于直接在第三方视角中呈现,特别是在有“推拉摇移”等机位变化的情况下更难以实时定位场景信息。而METoolkit正是为了解决这些问题产生的。

然后邬老师讲了讲METoolKit的功能和架构设计,没有深入看源码,就略过这部分了。

效果展示

(很遗憾没有拍到展示的效果,扒了一下以前的央视新闻找到了当时的录播设备和效果图)

应用:央视诗词大会

后续心得

最后,邬老师分享了若干研发该系统的心得体会。

目前系统容易受网络延迟影响,需要通过设定路由器频段来避开拥塞。

其次,目前Hololens的使用环境还比较有限,特别是在广电演播厅中,很多地方都是反光板和液晶显示频,并带有大面积的黑色环境,导致Hololens难以准确定位。(所以诗词大会的MR直播没有选在演播厅,而是定在了一个书店)

另外,为了正确呈现真实世界物体和虚拟物体的位置关系,需要提前对真实世界的物体范围建粗模。

最后,多设备间的Anchor同步问题建议手工调整(或在场景中放置Marker标定),不建议直接在多设备间发送信息。

顺带给出了他们踩过的若干大坑:

Over.

个人非常喜欢这种演讲思路,先把要解决的问题描述清楚,再阐述行业现状和开发需求,接下来提出自己的解决方案并展示效果,最后给听众讲些过程中的坑和心得分享,完全没毛病。让我这个广电和MR的外行也大致理解了他们的工作。

动画短片制作

该专场是「中日共同制作Unity酱短片影像的经验分享」,中方主讲人来自苏州舞之动画股份有限公司,日方主讲人是来自Volca株式会社的加治佐興平先生和张中峥先生,前者为导演并制作影片脚本,后者为翻译+中日双方制片协调人。

开讲前先放了原片(8集,每集大概1-2分钟),整体上是木偶剧风格的动作+2D背景/3D前景的分集舞台剧,然而迷之尴尬的中文配音和糟糕的台词,就有不少听众溜了..

理论上今天是会发布片源的,然而截至2018.5.14 19:30,官网还没放出来(http://i.youku.com/i/UNTkxMTE2OTg1Ng==)无所谓啦反正影片本身内容一般般。

开讲后就慢慢有意思了,听的过程差不多是全程欣赏状态,欣赏这种传统手调动画的制作流程。

整个短片由7个中国动画师制作,为了对上嘴型,他们选择了先配音后制作(通常日本动画是先制作后配音的,不考虑嘴型)。

首先提到了Advanced Skeleton5这个Maya骨骼绑定插件,瞬间产生亲切感(差不多一年前用过,真的好用)。

然后讲Unity-Chan(Unity酱)这个人物的模型本身是三角面片的,为了便于刷权重,他们在Maya中重新制作了一个4边形面片的简模。

模型和动作OK后,放入Unity布置舞台、灯光、布局机位(固定机位)和2D/3D场景。使用Unity的Timeline剪辑,逐渐迭代。

用Unity自带的功能做特效和转场,整体效果和用传统动画制作工具的短片没多大差别。还大幅缩短了渲染消耗的时间。

Volca公司未来会尝试引入动作捕捉系统,开发二维动画快速制作系统,使用基于移动设备的面部表情捕捉系统(下一篇文章里的iPhone X+ARKit将会介绍)等。

这样看来,新技术的成熟对动画行业的冲击不断,从动作、表情、场景、模型等各个方面都将有新一套解决方案,纯传统工艺制作的动画将越来越少,且看且珍惜吧。

作为三天活动中的最后一场,鼓掌欢送。


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