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你的涂鸦活了,CMU中国本科生让画成真丨有代码有Demo

发布时间:2019-06-16 15:52:12
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  郭一璞 发自 凹非寺
  量子位 报道 公众号 QbitAI

  凡人的世界,绘画就是静态的。但在一个神秘的计算机世界,一切都不一样,不信你看。

  画一个独角兽,然后轻轻一点。

  独角兽就“活了”,奔跑跳动、跃然纸上。

  给它取个名,再轻轻一点——拥有姓名的独角兽,就从纸面进入一个三维世界,开始不知疲倦的翻越,一座座山丘……

  这个世界里,还生活着各种奇奇怪怪的生物。

  比方藏在人群中扭秧歌的蜗牛。

  看,长了四只脚的怪物:

  在天上行走的渔夫,怕不是个仙人:

  带着帽子的鬼怪绅士

  连一草一木都能成精:

  卡通人物也可以,你看有哆啦A梦:

  黄皮耗子皮卡丘,这次没长毛:

  还有神奇的大方脸:

  这些小家伙,都是吃瓜群众们画出来的。

  在这个虚拟世界里,只要寥寥几笔涂鸦,所绘之物尽成真,堪称真神笔马良。它们在同一片天地间奔跑,魑魅魍魉纠缠,宛如百鬼夜行。

  这个,就是正在 CMU 就读的中国小哥 Lingdong Huang 同学创造的涂鸦世界,在这个世界里,任何人都能像神笔马良一样,随便一画,即刻成真。

  不少吃瓜群众看到之后纷纷惊叹:

这特么简直是魔法

好喜欢这些涂鸦,我能连着看好几天哈哈。

简直像诗一样,都是有血有肉的形象,在一个自然随性的地方飘荡。

  怎么做到的

  明明是随意的涂画,竟然能自动分辨出小鬼怪们的“胳膊”和“腿儿”,还能有节奏的活动,这些涂鸦是怎么“活”过来的?

  “造物主”黄同学用了三个步骤来完成这个世界的构建。

  给涂鸦加上骨架

  就像人体关键点检测一样,随手画出的涂鸦也需要关键点,确定骨骼位置,才能描绘出它的精气神。

  这里,黄同学用了 OpenCV 的骨架化工具,借助 Zhang-Suen 的 C++ 代码实现。不过,这套实现遍历了图像中的所有效果,所以在 web 端实现的效果又卡又慢。

  黄同学不得不重新借助 gpu.js,用 WebGL shaders 的 javascript 分支重写了代码。

  重写之后要快得多了。比如我们放一张寡姐持枪的照片,它就能自动把画面的重点,寡姐的躯干和两条拿枪的胳膊就可以自动勾勒出来。

  让机器看懂骨架

  但是,现在问题来了,看到这样一张图,人类可以判断出来是一个人和 TA 的两条胳膊,可是机器好像不行啊。

  于是,黄同学决定用8×8 窗口扫描整个图像,找到那些有笔画的部分马克出来,作为根补丁(root patch),然后,看根补丁小方块的四个边,哪边有线就往哪边延伸,这样就能找出整个骨架,之后用中值模糊滤波器(aggressive median-blur filter)降噪。

  现在,机器终于能理解你画的涂鸦的形状,和它内部的骨架结构。

  让涂鸦动起来

  下面就得想办法让涂鸦动起来了。

  这里,黄同学确定了五大物种:哺乳动物、人、鸟、鱼、植物,根据涂鸦形象骨架,确定画出来的小怪物属于哪一类物种,然后给骨架的不同部分分配身体器官:这是头,这是胳膊,这是腿……

  之后,他为不同物种设定了单独的“走路”姿势,比如植物应该是在一个固定的地方蹦蹦跳跳,哺乳动物和人类应该是在地上跑,鸟应该放在天上呼扇翅膀,鱼应该是在水里摆尾游动。

  这样一套流程下来,涂鸦就能动起来了。

  对了,涂鸦小怪物们所生活世界的“天、地、水”也需要定义。

  黄同学用 2D 高斯函数乘以 Perlin 噪声,生成了一个类似海里的小岛的地图,中间高,周围低,最外层是水,这样,花鸟鱼虫们就能够各得其所了。

  AI 搞怪爱好者

  黄同学即将在明年从 CMU 毕业,此前他还是迪士尼的实习生。这位 97 年出生的少年,创造过很多神奇的项目。

  比如,自动生成山水画:

  还有 Emoji 小人大战:

  自动书法生成器:

  相当有趣的内容,大家可以戳进传送门体验。

  专业“马良”公司已面世

  涂鸦动起来,这种像神笔马良一样的功能其实已经被一家公司商业化了。

  前微软人机交互专家曹翔博士创立的小小牛科技就是这样一家公司,他们用自研的 Wonder Painter 技术,可以把各种物体变成会动的角色。

  比如,在绘画界面里画一个穿裙子的姑娘:

  接下来,姑娘就可以直接开始热舞了:

  小小牛的这项技术已经以游戏的形式,应用在了一些线上营销活动中。未来,这类技术或许还能在艺术创作、儿童教育等领域大放异彩,会大大降低艺术创造的门槛。

  所以“神笔马良”,不止是前沿技术,未来商业前景也隐隐轰鸣。

  传送门

  Demo 体验:

  https://doodle-place.glitch.me/

  差点忘了说,因为这个项目太受欢迎,有时候需要像滴滴一样排队才能进入,开头的皮卡丘和哆啦A梦在第二个 Demo 服务器里:

  https://doodle-place-server-2.glitch.me/

  原作博客:

  http://golancourses.net/2019/ngdon/03/05/ngdon-drawingsoftware/

  骨架化代码:

  https://skeletonization-js.glitch.me/

 

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