Apple Animoji实现揭秘

前端

2023-09-22 23:57:06

Animoji：将你的表情带入虚拟世界

前言

Animoji 是苹果公司近年来发布的引人入胜的功能之一，它赋予用户使用自己的面部表情控制虚拟角色的能力。除了带来乐趣，Animoji 在情感表达和娱乐方面也大有可为。

Animoji 的实现原理

Animoji 的实现得益于 iPhone X 的 TrueDepth 相机系统。这个系统由红外摄像头、点阵投影仪和泛光灯组成。红外摄像头捕捉用户面部轮廓，点阵投影仪向用户面部投射网格图案，泛光灯则照亮用户面部。

TrueDepth 相机系统能够捕捉用户面部表情的细微变化，这些变化随后由 iPhone X 的 A11 仿生芯片处理并映射到 Animoji 角色的面部上。通过这种方式，用户可以使用自己的面部表情来控制 Animoji 角色。

Animoji 实现方案

实现 Animoji 的方案多种多样，但最简单的一种是使用苹果公司提供的 ARKit 框架。ARKit 是一个用于创建增强现实应用程序的框架，它提供了许多用于面部追踪和表情识别的 API。

要使用 ARKit 实现 Animoji，你需要创建一个 ARSCNView 对象。ARSCNView 是 UIView 的子类，它可以显示 AR 内容。然后，你需要创建一个 ARFaceTrackingConfiguration 对象，并将其添加到 ARSCNView 对象中。ARFaceTrackingConfiguration 对象会告诉 ARKit 开始追踪用户的面部。

一旦 ARKit 开始追踪用户的面部，你就可以使用 ARSCNView 对象的委托方法获取用户的面部表情数据。这些数据可用于控制 Animoji 角色的面部表情。

Animoji 演示

我们提供了两个 Animoji 演示：一个用于 Animoji，另一个用于“视差”。Animoji 演示展示了如何使用 ARKit 实现 Animoji。视差演示展示了如何使用 ARKit 创建视差效果。

你可以从 GitHub 下载 Animoji 演示和视差演示的源代码。

代码示例

以下是使用 ARKit 实现 Animoji 的代码示例：

import ARKit

class ViewController: UIViewController, ARSCNViewDelegate {

    let sceneView = ARSCNView()

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()

        // 创建 ARSCNView 对象
        sceneView.frame = view.frame
        view.addSubview(sceneView)

        // 创建 ARFaceTrackingConfiguration 对象
        let configuration = ARFaceTrackingConfiguration()
        sceneView.session.run(configuration)

        // 设置 ARSCNView 委托
        sceneView.delegate = self

        // 创建 Animoji 角色
        let animoji = ARSCNFaceGeometry(device: MTLCreateSystemDefaultDevice()!)
        let material = SCNMaterial()
        material.diffuse.contents = UIImage(named: "animoji.png")
        animoji.materials = [material]

        // 将 Animoji 角色添加到场景中
        let node = SCNNode(geometry: animoji)
        sceneView.scene.rootNode.addChildNode(node)
    }

    func renderer(_ renderer: SCNSceneRenderer, nodeFor anchor: ARAnchor) -> SCNNode? {
        guard anchor is ARFaceAnchor else { return nil }

        // 获取用户的面部表情数据
        let faceAnchor = anchor as! ARFaceAnchor
        let blendShapes = faceAnchor.blendShapes

        // 更新 Animoji 角色的面部表情
        for (key, value) in blendShapes {
            if let animatable = node.childNode(withName: key, recursively: true)?.geometry as? ARSCNFaceGeometry {
                animatable.blendShapes[key] = value
            }
        }

        return node
    }
}