你的涂鸦活了，CMU中国本科生让画成真丨有代码有Demo

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/