郭一璞發自凹非寺
　　量子位報道公眾號 QbitAI

　　凡人的世界，繪畫就是靜態的。但在一個神秘的計算機世界，一切都不一樣，不信你看。

　　畫一個獨角獸，然后輕輕一點。

　　獨角獸就“活了”，奔跑跳動、躍然紙上。

　　給它取個名，再輕輕一點——擁有姓名的獨角獸，就從紙面進入一個三維世界，開始不知疲倦的翻越，一座座山丘……

　　這個世界里，還生活著各種奇奇怪怪的生物。

　　比方藏在人群中扭秧歌的蝸牛。

　　看，長了四只腳的怪物：

　　在天上行走的漁夫，怕不是個仙人：

　　帶著帽子的鬼怪紳士

　　連一草一木都能成精：

　　卡通人物也可以，你看有哆啦A夢：

　　黃皮耗子皮卡丘，這次沒長毛：

　　還有神奇的大方臉：

　　這些小家伙，都是吃瓜群眾們畫出來的。

　　在這個虛擬世界里，只要寥寥幾筆涂鴉，所繪之物盡成真，堪稱真神筆馬良。它們在同一片天地間奔跑，魑魅魍魎糾纏，宛如百鬼夜行。

　　這個，就是正在 CMU 就讀的中國小哥 Lingdong Huang 同學創造的涂鴉世界，在這個世界里，任何人都能像神筆馬良一樣，隨便一畫，即刻成真。

　　不少吃瓜群眾看到之后紛紛驚嘆：

這特么簡直是魔法

好喜歡這些涂鴉，我能連著看好幾天哈哈。

簡直像詩一樣，都是有血有肉的形象，在一個自然隨性的地方飄蕩。

　　怎么做到的

　　明明是隨意的涂畫，竟然能自動分辨出小鬼怪們的“胳膊”和“腿兒”，還能有節奏的活動，這些涂鴉是怎么“活”過來的？

　　“造物主”黃同學用了三個步驟來完成這個世界的構建。

　　給涂鴉加上骨架

　　就像人體關鍵點檢測一樣，隨手畫出的涂鴉也需要關鍵點，確定骨骼位置，才能描繪出它的精氣神。

　　這里，黃同學用了 OpenCV 的骨架化工具，借助 Zhang-Suen 的 C++ 代碼實現。不過，這套實現遍歷了圖像中的所有效果，所以在 web 端實現的效果又卡又慢。

　　黃同學不得不重新借助 gpu.js，用 WebGL shaders 的 javascript 分支重寫了代碼。

　　重寫之后要快得多了。比如我們放一張寡姐持槍的照片，它就能自動把畫面的重點，寡姐的軀干和兩條拿槍的胳膊就可以自動勾勒出來。

　　讓機器看懂骨架

　　但是，現在問題來了，看到這樣一張圖，人類可以判斷出來是一個人和 TA 的兩條胳膊，可是機器好像不行啊。

　　于是，黃同學決定用8×8 窗口掃描整個圖像，找到那些有筆畫的部分馬克出來，作為根補丁（root patch），然后，看根補丁小方塊的四個邊，哪邊有線就往哪邊延伸，這樣就能找出整個骨架，之后用中值模糊濾波器（aggressive median-blur filter）降噪。

　　現在，機器終于能理解你畫的涂鴉的形狀，和它內部的骨架結構。

　　讓涂鴉動起來

　　下面就得想辦法讓涂鴉動起來了。

　　這里，黃同學確定了五大物種：哺乳動物、人、鳥、魚、植物，根據涂鴉形象骨架，確定畫出來的小怪物屬于哪一類物種，然后給骨架的不同部分分配身體器官：這是頭，這是胳膊，這是腿……

　　之后，他為不同物種設定了單獨的“走路”姿勢，比如植物應該是在一個固定的地方蹦蹦跳跳，哺乳動物和人類應該是在地上跑，鳥應該放在天上呼扇翅膀，魚應該是在水里擺尾游動。

　　這樣一套流程下來，涂鴉就能動起來了。

　　對了，涂鴉小怪物們所生活世界的“天、地、水”也需要定義。

　　黃同學用 2D 高斯函數乘以 Perlin 噪聲，生成了一個類似海里的小島的地圖，中間高，周圍低，最外層是水，這樣，花鳥魚蟲們就能夠各得其所了。

　　AI 搞怪愛好者

　　黃同學即將在明年從 CMU 畢業，此前他還是迪士尼的實習生。這位 97 年出生的少年，創造過很多神奇的項目。

　　比如，自動生成山水畫：

　　還有 Emoji 小人大戰：

　　自動書法生成器：

　　相當有趣的內容，大家可以戳進傳送門體驗。

　　專業“馬良”公司已面世

　　涂鴉動起來，這種像神筆馬良一樣的功能其實已經被一家公司商業化了。

　　前微軟人機交互專家曹翔博士創立的小小牛科技就是這樣一家公司，他們用自研的 Wonder Painter 技術，可以把各種物體變成會動的角色。

　　比如，在繪畫界面里畫一個穿裙子的姑娘：

　　接下來，姑娘就可以直接開始熱舞了：

　　小小牛的這項技術已經以游戲的形式，應用在了一些線上營銷活動中。未來，這類技術或許還能在藝術創作、兒童教育等領域大放異彩，會大大降低藝術創造的門檻。

　　所以“神筆馬良”，不止是前沿技術，未來商業前景也隱隱轟鳴。

　　傳送門

　　Demo 體驗：

　　https://doodle-place.glitch.me/

　　差點忘了說，因為這個項目太受歡迎，有時候需要像滴滴一樣排隊才能進入，開頭的皮卡丘和哆啦A夢在第二個 Demo 服務器里：

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

　　原作博客：

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

　　骨架化代碼：

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

總結

以上是生活随笔為你收集整理的你的涂鸦活了，CMU中国本科生让画成真丨有代码有Demo的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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