乘风破浪，遇见未来元宇宙(Metaverse)之Unity加速布局元宇宙，演示团队秀肌肉，发布4K实时渲染新一代超现实人类Enemies
2022年3月21日，Unity震撼首发，最新一代高清数字人短片《Enemies》
我们屡获殊荣的Demo团队又一次在《异教徒（The Heretic）》（累积了超400万观众）的基础上取得了进展，推出了《Enemies》：一支全新的电影式预告片，以4K分辨率的实时渲染来展示眼睛、头发和皮肤渲染等方面的重大突破。
创建和渲染一个逼真的人类角色一直以来都是计算机图形学中最困难的挑战之一。但随着近年来我们也看到了技术的大幅进步，数字人创作的未来也愈发让人兴奋。Unity的核心技术一直在马不停蹄地演进，以满足创作者们对高画质和逼真画面日渐高企的期望，这其中也包括了数字人类。
为了让Unity能为数字人类的运行和渲染做好准备，我们的Demo团队在之前发布了《异教徒》技术Demo短片，而这次制作的《Enemies》是在之前工作上的一次拓展。
《异教徒》资源包：
https://assetstore.unity.com/packages/essentials/tutorial-projects/the-heretic-digital-human-168620
《异教徒》为《Enemies》的实现打下了坚实的基础。我们从前者的制作中学到了很多东西，开发了新的技术，为未来的发展做足了准备，尝试了许多制作方法，也从中吸取了不少教训。
在项目完成后，我们将技术打包成“Digital Human Package”向社区发布，但我们还有许多的设想尚未体现在这一资源包中。在某种程度上来说，《Enemies》是前所未有的新东西。
更全面的质量改进
通过与Unity工程师团队的路线图和开发工作密切协调，Demo团队在制作早期就用上了许多新技术。短片的制作还促进了多种Unity技术的改进和修复，填补了各产品路线图中的空白，并针对自身的需要开发了新技术。
在《Enemies》短片中，我们集中攻坚了三个方向：头发制作解决方案，提升面部的逼真程度，将这些技术应用到一个真正的作品中。
所有新出的、开发中的和已推出的Unity图形和核心功能都被发挥到了极致，包括各系统之间流畅地协调运行，以提高整体图像质量。具体来说，《Enemies》用到了Unity的高清渲染管线（HDRP） 中的所有技术、屏幕空间全局光照（SSGI）、新的AdaptiveProbeVolumes（适应性探针体积）、实时光线追踪、NVIDIA深度学习超采样（DLSS） 以及其他为实现短片艺术效果所使用的大大小小的功能。
在Unity Lookdev中不同光线角度下的场景截图
我们全新的数字人类
制作一个人种和面部特征不同的角色给我们带来了一些额外的挑战，这也是在制作《异教徒》角色Gawain时所未曾解决的。在《Enemies》中，我们选择了一名40多岁的女演员作为主角，这位演员更符合故事的背景，也带来了新层次的技术挑战。
首先，主角浅色的皮肤更为透明，因此在移动和说话时面部毛细血管会更明显，我们专门为此开发了一种张力技术。角色的面部还带有较为突显的皱纹，需要在着色和光照上特别注意。角色的眼睛更是有一系列独特的挑战（其中一些已经解决）。为了增强眼球的写实感，我们还添加了焦散（Caustic）效果。角色面部的“桃毛”或汗毛为皮肤添加了微妙且重要的真实感，我们通过将Skin Attachment系统移到GPU上计算来完成这部分毛发的渲染。最后，我们还给了她一头长发。
Unity全新的头发渲染方案
全新的Unity Hair Solution包含三个部分，三部分协调运行才产生了主角自然的外观和动作.
Hair系统（以发丝作为渲染单位）是一种用于头发创作、模型蒙皮、发丝模拟和头发渲染的一体化解决方案。此系统兼容所有能够输出以Alembic为文件格式的发型数据，因此你可以自由选择创作工具以创建角色的发型。在《Enemies》中，我们使用了Maya XGen来制作头发，我们也正在通过Weta Barbershop验证这一流程。Hair系统也可以兼容你所选择的着色器，你可以在任何一种渲染管线中使用它。系统目前支持高清渲染管线（HDRP）、通用渲染管线（URP）和内置渲染管线。
为了使头发和短毛看起来更真实，Unity为HDRP开发了Hair着色，其效果与特效电影和动画电影中所用的模型类似（比如Marschner、迪士尼的电影）。我们能够使用该技术在每种光线条件下创造出更精致的视效，而不需要特意改变参数来取得较高的性能。
Hair渲染可以高效地渲染非常细的发丝，还能有效防止因发丝过细导致无法正确地光栅化所造成的锯齿。在《Enemies》中，我们在一个可见度缓冲区中多次采样，以减少发丝过细所产生的锯齿，而发丝的着色则是在一张单独的着色图集中完成的，独立于发丝的可见度。
什么时候能公开项目？
与以往一样，Demo团队将与社区分享《Enemies》中的技术，以便让大家能在自己的Unity项目中进行尝试。
我们将在一两个月内发布Digital Human 2.0软件包，其中包含自《异教徒》以来我们所做的所有更新和改进。
支持发丝渲染的Hair系统将以软件包的形式发布到GitHub，我们非常欢迎大家前来试用、反馈，以便我们完善系统、并最终发布为官方支持的功能。请关注Unity的博客和社媒账号，第一时间获悉资源包的公布消息。
在制作《Enemies》期间做出的或已经应用的引擎改进部分已在Unity 2021.2中推出，部分将在2022.1或2022.2中推出。
《Enemies》技术分享
我们会在GDC活动上公布更多技术细节，稍后会进行本地化，并发布在B站官方平台。
欢迎关注国内GDC官网，收藏不迷路：
2022年3月27日，Unity震撼首发超逼真人类！4K实时渲染，头发丝儿根根分明
近日，全球领先的3D制作和运营平台Unity震撼首发新一代超现实人类，以4K分辨率实时渲染，让数字人的眼睛、头发、皮肤等细节看起来与真人无异。
Unity再次推出新一代超现实人类。
近日，Unity官方推出了一支电影式预告片Enemies，展示了数字人类眼睛、头发、皮肤渲染的重大突破。
不如先看看这震撼的效果。
背后技术是？
据介绍，在最新视频中，Unity使用了全新头发渲染方案，还提升了面部逼真程度。
Enemies升级了The Heretic中首次出现的虚拟人形象。具体的升级包括：
- 更棒的4D研发
- GPU上的皮肤附着系统。该系统可以展现高精度的细节。（比如桃子上面的绒毛）
- 更逼真的眼睛，虹膜上有焦散。
- 全新的皮肤着色系统。
- 用于血液流动模拟和皱纹的张力技术，减少对面部细节的需要。
同时，高清渲染技术得到了升级，并引入全新的系统，包括Adaptive Probe volumes、Screen Space Global Illumination，Real-time ray traced reflections, ray traced ambient occlusion和英伟达DLSS的本地支持，可以让样片以4K的清晰度运行，这种图像质量可以比肩原始清晰度。
演示团队和Unity的研发团队合作开发了一个全新的头发解决方案，用于创作、导入、模拟和渲染基于发束的头发。
它适用于任何以Alembic格式输出数据的创作工具。
Unity Hair Solution系统是一种用于头发创作、模型蒙皮、发丝模拟和头发渲染的一体化解决方案，是以发丝作为渲染单位。
对于头发的渲染，主要包含了三个部分。研究团队用Maya XGen来制作头发，而这套Hair系统也可以兼容个人所选择的着色器。
为了让头发和短毛发看起来更加真实，Unity还为高清渲染管线开发了Hair着色。
这一效果和特效电影和动画中所使用的的模型类似，可以渲染出非常细的头发丝，根根分明。
此外，我们还可以看到，这位40多岁女主的皮肤表现力，简直逼真到不像话。
在她移动和说话时，可以看出其面部毛细血管都非常明显。
Unity官方介绍说，他们为此开发了一种张力技术，能够让数字人很好地呈现出面部皱纹等细节。
目前，该样品已经在Unity游戏开发者大会的展会上亮相。参与者可以以脱机或是Unity编辑器的方式查看。
Demo小组展示了头发的细节，还有升级版的虚拟人扩展包。
高保真度的样品展现了Unity在实时渲染领域一贯以来的领先。该小组赢得过两次Webby大奖，并且在电影节和网络上广受赞誉。
- The Heretic
The Heretic是在2020年发布的，主角是Gawain，这是该小组设计的非常逼真的虚拟人形象。Gawain使用了HDPR技术，并且体现了使用VFX图像设计出的高级效果。
- Book of the Dead
Demo小组在2018年发布了Book of the Dead，这是一个第一人称的互动样品，并进行了实时渲染。该样品展现出了Unity为游戏制作高端视觉效果的能力。
- Neon
Neon只使用了Asset Store模型。Unity2017年1月创造了它。
Unity加码元宇宙
打造真实的数字人类，是Unity布局元宇宙的重要一步。
或许你无法想象，数字化身的逼真度目前已经可以无限逼近人类。
但是，要建立元宇宙，打造数字人类化身是最重要的核心难点之一。
此前，Unity曾用时2个月打造出一位虚拟人小姐姐，她会嘟嘴卖萌，也会紧皱眉头生气。
这个虚拟人小姐姐的制作就用到了人脸扫描 + FACS表情编码技术来进行实时高清渲染。
虚拟人头发渲染是通过机器扫描一位真人，之后再用Unity最近发布了全新的头发系统进行渲染。
还有，数字人眼睑的几何形状这一部分的制作并非易事。
由于在捕获真人数据的过程中睫毛部分遮挡了眼睑，数据难免存在噪音。
还有在眼睛处理上，包括泪线这么一个微小细节也不能放过。
就那下面两个对比图来说，左边没有泪线，右边添加了泪线，并且进行了阴影处理，哪个更真实也就不言而喻。
可以看出，打造一个真真切切的虚拟人并非易事。
为了扩大自身团队能力，2021年11月9日，Unity收购了曾制作阿凡达工作室Weta Digital，出资16亿美元。
这次的收购就是为了将Weta Digital的独家视觉特效（VFX）工具集成到Unity平台，为实现新一代3D创意内容和塑造「元宇宙」的未来提供帮助。
Weta Digital 15年的深度研发，带来了数十种行业领先的工具，如Manuka、Gazebo、Barbershop、Lumberjack、Loki、Squid、Koru等，这些工具都无缝集成到了Weta Digital的生产流水线中。
今年1月25日，Unity版图再扩张，宣布收购Ziva Dynamics！
Unity官方放出了一段Ziva旗下虚拟角色Emma的演示视频。
据介绍，Emma是由机器学习驱动，在Unity软件中实时运行。这个虚拟角色可以呈现72,000个训练好的肌肉形状。
这家公司收购后，Unity就能够拥有这家公司的旗舰工具Ziva VFX，号称是「制作好莱坞大片的工具」。
怎么说？Ziva VFX可以帮助动画师创造出更逼真的CGI角色。
在创建角色的过程中，动画师可以在角色的身体部位应用真实的物理属性，包括肌肉生长、组织张力以及对大风和水压等自然元素的反应。
在Ziva的收购完成后，Unity将开放并普及Ziva的制作工具，并通过机器学习，加快云端Weta工具的开发。
加码元宇宙，Unity是认真的。
