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BlueRoseNote/02-Note/DAWA/AI/AIVirtualIdel动画方案.md

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动画方案

预制开始/等待动画 -> VMC推流动画 -> 预制结束/等待动画

VMC推流

迭代动画状态机方案

  1. 由ChatGPT模型AI使用之前录制动画素材拼凑出N组排列组合。
  2. 动画资产以及排列数据进行定期热更新。（自动 | 人工）
  3. 实时直播时由ChatGPT发送指定排列组合的名称或者ID给客户端，之后客户端播放对应的排列组合动画。

推流方案

推流视频：

协议

OSC

一种基于UDP的远程控制协议，传输的数据主要分为Bundle 与 Message。

反序列化步骤

  1. 调用ReadOSC()
  2. ReadOSCString，读取Address。主要分为#bundle、#message。
  3. #bundle
    1. 读取uint64 Time。
    2. 调用ReadOSC()，递归序列化之后的数据。
  4. #message:基础数据反序列化逻辑
    1. 读取FString Semantics，里面每个字符代表之后基础数据的类型。
    2. 根据基础数据类型进行反序列化，一个数据生成一个FUEOSCElement。
UENUM()  
enum class EUEOSCElementType : uint8  
{  
	OET_Int32 UMETA(DisplayName = "Int32"),  
	OET_Float UMETA(DisplayName = "Float"),  
	OET_String UMETA(DisplayName = "String"),  
	OET_Blob UMETA(DisplayName = "Blob"),  
	OET_Bool UMETA(DisplayName = "Bool"),  
	OET_Nil UMETA(DisplayName = "Nil")  
};

UEOSC实现分析

一个数据包的格式为：

USTRUCT(BlueprintType)  
struct UEOSC_API FUEOSCMessage  
{  
	GENERATED_USTRUCT_BODY()  
	  
	public:  
	FString Address;  
	TArray<FUEOSCElement> Elements;  
};

其中FUEOSCElement存储的具体数据，里面是一个结构体存储着基础数据类型数据以及数据类型枚举。

基础数据类型

数据以结构体形式进行序列化/反系列化。可携带的数据类型为：

  • int32、int64、uint64
  • float32
  • String(FName)
  • blob(TArray<uint8>)
  • bool

VMC

全名为Virtual Motion Capture Protocol，一种基于OSC的虚拟偶像动作输出传输协议。

存在问题：

  1. 数据没有压缩，不适合互联网传输。
  2. 基于OSC这种UDP协议数据没有可靠性。

协议分析

VMC协议基本上实现了开放声音控制（OSC）单向UDP通信来进行通信。

因此，VMC 协议定义了自己的术语：

  • 木偶(Marionette)
    • 接收动作、绘制等。（必填）
    • 它的存在最终是为了在屏幕、视频、通讯上产生结果。
      （示例：EVMC4U、VMC4UE、其他运动接收兼容应用程序）
  • 表演者(performer)
    • 主要处理运动并向 Marionette 发送全身骨骼信息 (IK) 和辅助信息。（必填）
    • （例如虚拟动作捕捉、Waidayo、VSeeFace、MocapForAll、TDPT 等）
  • 助理(Assistant)
    • 主要不处理动作并向表演者发送辅助信息。（可选）
    • 仅负责发送辅助信息。（一些骨骼、跟踪器姿势、面部表情等）
      （例如，face2vmc 模式下的 Waidayo、Sknuckle、Simple Motion Tracker、Uni-studio 等）

具体沟通规定如下：

  • 通信时使用适当类型的 OSC。
  • 字符串采用 UTF-8 编码，可以用日语发送。
  • 至于端口号，Marionette 将监听端口：39539，而 Performer 将监听端口：39540，但从 UX 角度来看，我们建议您更改发送地址
    和接收端口。
  • 数据包在适当的范围内（1500 字节以内）进行捆绑，并且应由接收方进行适当的处​​理。
  • 传输周期以发送方的任意间隔执行。并非所有消息都会在每个周期发送。
    另外，发送方应该能够调整发送周期的间隔，或者以足够低的频率发送。
  • 接收方应丢弃不必要的消息。您不必处理所有消息。
  • 发送或接收哪些消息取决于两者的实现。
  • 未知地址，应忽略太多参数。
  • 如果您发现参数太少或类型与扩展规范中定义的参数不同，请将它们视为错误或忽略它们。

800 500

performer-spec

这是Marionette→Performer或Assistent→Performer流程中的发送数据的规范。

主要有：

  • 虚拟设备转换
  • 帧周期
  • 虚拟 MIDI CC 值输入
  • 虚拟摄像机变换和 FOV
  • VRM BlendShapeProxyValue
  • 眼动追踪目标位置
  • [事件发送]信息发送请求(Request Information)
  • [事件传输] 响应字符串
  • [事件发送] 校准（准备）请求（校准/校准就绪请求）
  • [事件发送]请求加载设置文件
  • 通过信息
  • DirectionalLight 位置/颜色（DirectionalLight 变换和颜色）
  • [事件传输] 快捷调用（Call Shortcut）

虚拟设备转换

主要为：虚拟头显、控制器Controller和追踪器Track。(HMD被视为跟踪器) 结构为：虚拟序列号 -> Position ->Quaternion

V2.3
/VMC/Ext/Hmd/Pos (string){serial} (float){p.x} (float){p.y} (float){p.z} (float){q.x} (float){q.y} (float){q.z} (float){q.w}  
/VMC/Ext/Con/Pos (string){serial} (float){p.x} (float){p.y} (float){p.z} (float){q.x} (float){q.y} (float){q.z} (float){q.w}  
/VMC/Ext/Tra/Pos (string){serial} (float){p.x} (float){p.y} (float){p.z} (float){q.x} (float){q.y} (float){q.z} (float){q.w}

帧周期

设置虚拟动作捕捉的数据传输间隔。 以 1/x 帧间隔发送。

V2.3
/VMC/Ext/Set/Period (int){Status} (int){Root} (int){Bone} (int){BlendShape} (int){Camera} (int){Devices}

marionette-spec

这是Performer → Marionette流程中的发送数据的规范。

  • 内容：基础状态描述，校准状态、校准模式、追踪状态
  • 发送者相对时间（Time）
  • 根变换
  • 骨骼变换
  • VRM BlendShapeProxyValue
  • 相机位置/FOV（相机变换和FOV）
  • 控制器输入
  • [事件传输]键盘输入
  • [事件传输] MIDI 音符输入
  • [事件传输] MIDI CC 值输入
  • [事件传输] MIDI CC 按钮输入
  • 设备改造
  • [低频] 接收使能
  • [低频] DirectionalLight 位置/颜色（DirectionalLight 变换和颜色）
  • [低频]本地VRM信息
  • [低频]远程VRM基本信息
  • [低频] 选项字符串
  • [低频]背景色
  • [低频]窗口属性信息
  • [低频]加载设置路径
  • 通过信息

根骨骼变换

v2.0
/VMC/Ext/Root/Pos (string){name} (float){p.x} (float){p.y} (float){p.z} (float){q.x} (float){q.y} (float){q.z} (float){q.w}  

v2.1
/VMC/Ext/Root/Pos (string){name} (float){p.x} (float){p.y} (float){p.z} (float){q.x} (float){q.y} (float){q.z} (float){q.w} (float){s.x} (float){s.y} (float){s.z} (float){o.x} (float){o.y} (float){o.z}

p=位置 q=旋转（四元数） s=MR 合成的比例 o=MR 合成的偏移

作为模型根的对象的绝对姿势
名称固定为“root”。 建议将
前半部分视为Position，后半部分视为接收侧Loal姿势的四元数（以与Bone匹配）。

从 v2.1 开始，添加了 MR 合成的比例。
通过使用它，可以将虚拟人物的位置和大小调整为实际的身体尺寸。

骨骼变换

/VMC/Ext/Bone/Pos (string){name} (float){p.x} (float){p.y} (float){p.z} (float){q.x} (float){q.y} (float){q.z} (float){q.w}

作为模型根的对象的局部姿势名称
是UnityEngine沿HumanBodyBones的类型名称
前半部分是Position，后半部分是Quaternion

所有 HumanBodyBone 都将被发送。还包括 LastBone。 这还将传输手指运动和眼骨。

UE Remote Control

https://docs.unrealengine.com/5.1/en-US/remote-control-for-unreal-engine/

基于WebSocket

VMC4UE的实现

AnimNode

实现：

  • FAnimNode_ModifyVMC4UEBones
  • FAnimNode_ModifyVMC4UEMorph

!AnimNode

VMC APP代码参考