SMPL源代码实现和模型解读

对于SLAM的工作已经告一段落了，传统的人体动态三维重建也要告一段落了，由于课题研究的方向是基于图像\视频的人体三维重建，三维shape、pose的恢复：所以今天和大家交流的是SMPL模型，对于SMPL模型的理论部分欢迎大家交流提问！！留言第一时间回大家的疑惑

（一）今天研究的是SMPL模型
SMPL模型的官网是：http://smpl.is.tue.mpg.de/ ，今天和大家交流的是基于源代码的实现和模型理解—当然目前对于SMPL有各种版本的实现，比如说基于tensorflow、pytorch、hmr、C++等的实现，等下次和大家分享tensorflow版本的，但是你只要理解了SMPL模型的原理，我相信不管是什么版本的，你都可以实现！！！！

（二） SMPL模型是一种参数化人体模型，是马普所提出的一种人体建模方法，该方法可以进行任意的人体建模和动画驱动。这种方法与传统的LBS的最大的不同在于其提出的人体姿态影像体表形貌的方法，这种方法可以模拟人的肌肉在肢体运动过程中的凸起和凹陷。因此可以避免人体在运动过程中的表面失真，可以精准的刻画人的肌肉拉伸以及收缩运动的形貌。

（三）在SMPL文章中介绍了SMPL的总体模型，这个模型是通过训练得到，就是一些参数， 该模型中β和θ是其中的输入参数，其中β代表是个人体高矮胖瘦、头身比等比例的10个参数，θ是代表人体整体运动位姿和24个关节相对角度的75个参数，β参数是ShapeBlendPose参数，可以通过10个增量模板控制人体形状变化： 具体而言：每个参数控制人体形态的变化可以通过动图来刻画，对于这个模型大家有什么不懂的随时留言交流，我会第一时间为大家解决SMPL模型中的问题，特别是文章中的理论部分

（四）源代码实现和解读：这个代码大家可以直接在官网上下载，记住下载代码的同时一定要把训练好的模型下载下来，以便于代码中调用训练好的模型----模型分成男士SMPL模型和女士SMPL模型

—整个代码的结构：下载下来的文件名字为smpl的文件夹
-------models文件夹：存放男女模型的文件夹
（1）女：basicModel_f_lbs_10_207_0_v1.0.0.pkl
（2）男：basicmodel_m_lbs_10_207_0_v1.0.0.pkl

-------smpl_webuser文件夹：整体的代码文件
—README.txt: 技术手册，方便实现查阅
—lbs.py: 线性蒙皮的实现
—posemapper.py: 旋转向量和旋转矩阵之间的转换模块
—serialization.py: 对于以上男女模型的保存和导入文件，导入之后就可以直接使用了
—verts.py: 关于网格模型顶点的转换模块

---------hello_world文件夹是模型测试文件：
（1）hello_smpl.py 是把SMPL模型保存成.obj格式的文件，可以用三维显示软件查看的obj文件
（2）render_smpl.py 显示SMPL模型的代码，通过给不同的shape pose参数就可以得到不同的SMPL模型，三维渲染显示

（五）SMPL源代码实现的具体步骤：
操作系统： ubuntu16 对于别人的项目代码的实现，我们一般是建立虚拟环境来实现的，这个好处就是，你在虚拟环境中安装任何的库和依赖对于外部的环境是没有影响的，对于自己其他的项目的依赖库也是没有影响的，直接进入主题：
(1)虚拟环境的建立：个人推荐使用conda: conda create -n smpl python=2.7
注意smpl的源代码是在python2.7上实现的
(2)相关库的安装： 首先激活上面建立的虚拟环境： source activate smpl 进入虚拟环境，然后就先相关的库的安装：
----(1)numpy的安装： pip install numpy
----(2)scipy的安装 ： pip install scipy
----(3)opencv的安装： pip install opencv-python
----(4)chumpy的安装： pip install chumpy
以上都是一些基础的库的安装，在实现源代码之前还需要安装一个三维显示的库–opendr

—(5)opendr的安装： pip install opendr 但是这一步通常会出现依赖的问题，或者直接出现错误，对于这个错误的解决思路，我已经给大家准备好了
—opendr安装出错解决思路： https://blog.csdn.net/nbxuwentao/article/details/100146799 这里面有一个解决错误的链接，按照步骤做就可以了
安装完成之后，就是最后的实现阶段，一定要保证以上5个步骤都成功！！！！

（6）在虚拟环境中： 执行： cd smpl源码的路径：这个路径包含 hello_smpl.py、render_smpl.py

对于hello_smpl.py的测试： python hello_smpl.py-----执行成功后在该目录下生成了一个xxxx.obj文件—这个时候可以用三维软件查看，也可修改文件中的shape、pose的参数来得到不同的人体模型

对于render_smpl.py的测试： python render_smpl.py-----执行成功之后就可以看到渲染的smpl模型，如果你想深入理解这个模型，可以打印出模型训练出来的参数，看看这个参数的具体形式：以下是我跑出来的一些结果：
—[1]zero pose：
设置参数： m.pose[:]=0
m.beta[:]=0
m.pose[0] = np.pi

设置参数：m.pose[:] = np.random.rand(m.pose.size)* .2
m.beat[:] = np.random.rand(m.beta.size)* .03

              m.pose[0] = np.pi

到这里SMPL就介绍完毕----欢迎交流：下期更加精彩