基于OVRLipSync的虚拟人口型匹配技术的2D实现

        近两年，元宇宙的概念风靡全世界，各大公司纷纷退出虚拟人形象，以便抢占市场先机。而在虚拟人领域，Oculus公司走在世界技术的前沿，早在2016年，其就推出了OVRLipSync插件，用于实现声音同步匹配虚拟人的口型。而今，在其官方网站上即可下载到最新的该插件。

        官方插件中，包含一个Demo，是基于3D角色的形象的，本篇文章在此不讨论此方向，本文展现的是用Spine来实现的2D形象。

        我们知道，OVRLipSync实现的原理即是对声音进行数据分析，采样得到对应的视素，而在我们的语言中，OVRLipSync归纳为15个视素（ sil, PP, FF, TH, DD, kk, CH, SS, nn, RR, aa, E, ih, oh, ou），即对应着15个口型。

        这样我们便有了实现思路：

1. 首先对声音进行分析，得到当前的声音数据；
2. 对当前声音数据进行分析，得到对应的视素；
3. 根据视素对应的口型形状，设置正确的口型皮肤。

        前两步，具体的实现我们照搬插件Demo里的实现，这里展现主要代码：

        if((lipsyncContext != null))
        {
            // trap inputs and send signals to phoneme engine for testing purposes
 
            // get the current viseme frame
            OVRLipSync.Frame frame = lipsyncContext.GetCurrentPhonemeFrame();
            if (frame != null)
            {
                // Perform smoothing here if on original provider
                if (lipsyncContext.provider == OVRLipSync.ContextProviders.Original)
                {
                    // Go through the current and old
                    for (int i = 0; i < frame.Visemes.Length; i++)
                    {
                        // Convert 1-100 to old * (0.00 - 0.99)
                        float smoothing = ((smoothAmount - 1) / 100.0f);
                        oldFrame.Visemes[i] =
                            oldFrame.Visemes[i] * smoothing +
                            frame.Visemes[i] * (1.0f - smoothing);
                    }
                }
                else
                {
                    oldFrame.Visemes = frame.Visemes;
                }
 
                SetVisemeToTexture();
            }
        }
 
        // Update smoothing value in context
        if (smoothAmount != lipsyncContext.Smoothing)
        {
            lipsyncContext.Smoothing = smoothAmount;
        }

        关键是第3步的实现，要做到这一步，我们需要有一个用Spine实现的角色动画，请注意，要实现的是骨骼动画，而且最为关键的点，由于我们要对嘴型进行变形，以便匹配视素，所以，这里，嘴部需要单独用一根骨骼去控制（本项目中，为了更为丰富，用了两根骨骼去控制，原理是一样的），这样，我们通过控制这根嘴部骨骼的形状，从而达到实现口型匹配。

        把角色的骨骼动画资源导入项目中：

 

        在场景中创建基于该角色动画的角色节点

         需要注意的要点是，创建的Spine角色节点应是基于SkeletonMecanim方式来实现的。基于此，展开角色的骨骼节点，如下图所示：

 

 

         将这两个骨骼绑定到脚本：

         至此，已经成功的实现了角色口型骨骼的绑定，接来下要做的事情就是实现视素应对口型参数设置的事情，即实现SetVisemeToTexture函数。照搬Demo此处代码，稍作修改。Demo中是采用3D替换模型纹理的方式实现，而本文中，采用的是对骨骼节点的transform的localScale参数来实现，具体每个角色的口型的transform的localScale参数并不是一概而论固定的，动画或者美术人员可以参考Demo中的口型来设定。最终实现逻辑如下：

 

    void SetVisemeToTexture()
    {
        // This setting will run through all the Visemes, find the
        // one with the greatest amplitude and set it to max value.
        // all other visemes will be set to zero.
        int   gV = -1;
        float gA = 0.0f;
 
        for (int i = 0; i < oldFrame.Visemes.Length; i++)
        {
            if(oldFrame.Visemes[i] > gA)
            {
                gV = i;
                gA = oldFrame.Visemes[i];
            }
        }
 
        if ((gV != -1) && (gV < mouthList.Length) && (gV < yaList.Length))
        {
            var mouthParam = mouthList[gV];
            boneMouth.transform.localScale = new Vector3(mouthParam.x, mouthParam.y, 1);
            var yaParam = yaList[gV];
            boneYa.transform.localScale = new Vector3(yaParam.x, yaParam.y, 1);
        }
    }  

        最后，创建一个节点，用来处理声音的事情和挂载插件核心脚本OVRLipSyncContext

 

         整个流程的实现到此即全部实现，运行，效果如下：