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摘要
阅读：SMPL: A Skinned Multi-Person Linear Model。ACM TOG。选他是因为基础需要同时现在正热门的smpl以这一篇文章为基础。
abstract
Reading: SMPL: A Skinned Multi-Person Linear Model. ACM TOG. I chose it because I need the fundamentals and right now the popular SMPL is based on this paper.
一、学习论文：
核心：
1.人体参数化：
"身高、体重、肩宽"10 个数字就能描述一个人的身材，用 "头转多少度、胳膊弯多少度" 几十个数字就能描述一个人的动作。
核心就是：把一个复杂的 3D 人体网格（6890 个顶点），压缩成两组低维数字，只要修改这两组数字，就能生成任意身材、任意动作的人体。直接操作 6890 个顶点太麻烦，参数化后才能被动画师控制、被算法优化。
2.姿态pose：身体所有关节的旋转角度。
SMPL 里有 23 个关节（头、脖子、肩膀、手肘、腰、膝盖等），每个关节用 3 个数字表示旋转（轴角表示），再加根节点的 3 个全局朝向，总共72 维参数。pose 只改变动作，不改变身材；同一个 pose，胖人和瘦人做出来的动作姿态一样，只是身材不同
3.shape（体型 / 身份）：天生的身材特征：高矮、胖瘦、肩宽、腿长、头身比等
SMPL 里用10-300 维参数（通常用前 10 维就够），是从几千个人的扫描数据里用 PCA 提取出来的 "人体主成分"。shape 只改变身材，不改变动作；同一个 shape，不管做什么动作，都是同一个人的身材。
总结就是：SMPL 用 shape 参数控制身材、pose 参数控制动作，然后生成对应的 3D 人体网格，解决之前模型要么不真实、要么不能用在游戏引擎里的问题。
1.1流程
SMPL 整体生成流程：a) 基准网格：所有人的基础模板，是一个标准的裸体人体。(b) 加 shape 变形：把 shape 参数对应的 "身材变化" 叠加到基准网格上，变成某个人的身材。© 加 pose 变形：把 pose 参数对应的 "姿态变化" 叠加到上面，变成这个人在这个姿态下的 "预变形网格"(d) 蒙皮旋转：用骨骼把整个网格 "拉" 成最终的姿态
顺序：基准 → 变身材 → 变姿态 → 蒙皮旋转，这就是 SMPL 的全部核心。
人体骨架与蒙皮权重： a图左：SMPL 的 23 个关节和人体部件分割，对应 pose 参数控制的部位。b图右：看蒙皮权重的颜色，颜色越接近红色，说明这个顶点受对应骨骼的影响越大
shape 变形：3 个主成分（PC1/PC2/PC3）从 - 2 到 + 2 的变化：不同的 shape 参数，对应什么样的身材变化（胖瘦、高矮、肌肉量等）。红色的关节点：关节位置会跟着 shape 自动变化，这就是关节回归器的作用。
pose 变形：对比最左边的 LBS（纯蒙皮）和最右边的 SMPL
看肘部、膝盖、臀部：纯蒙皮会出现 "拉伸"" 变细 ""蝴蝶结" 的畸形，SMPL 加了 pose 变形后就正常了
直观理解 pose 变形的作用：专门用来修补纯蒙皮的 bug，同时模拟肌肉隆起、皮肤褶皱。
pose 变形的中间过程：前4列：基准+shape → 加pose变形 → 最终SMPL → 真实扫描。加pose变形后：臀部、肩膀、肘部都变鼓了，这就是肌肉隆起的效果
shape 和 pose 的解耦效果：
横向看：同一个 pose，不同的 shape → 动作一样，身材不同
纵向看：同一个 shape，不同的 pose → 身材一样，动作不同
验证 SMPL 的核心优势：身材和动作完全独立，可以任意组合
图 1：最终效果
左图：SMPL 拟合真实扫描的效果
右图：在 Unity 引擎里实时渲染的效果，证明了工业兼容性。
总结
代码方面话没有开始跑，只下载了原来老版的实现，以及最新神经网络的代码实现。
再就是数学部分还没懂：如旋转矩阵，线性混合蒙皮（LBS）的公式如何变成smpl的混合蒙皮（Blend Skinning），SMPL 的核心就是用融合形变弥补 LBS 的缺陷。