Обзор

Runtime MetaHuman Lip Sync — это плагин, который обеспечивает синхронизацию губ в реальном времени, офлайн и на разных платформах как для MetaHuman, так и для пользовательских персонажей. Он позволяет анимировать губы персонажа в ответ на аудиовход из различных источников, включая:
- Ввод с микрофона через capturable sound wave из Runtime Audio Importer's
- Синтезированная речь из Runtime Text To Speech или Runtime AI Chatbot Integrator
- Потоковые или импортированные аудиоданные в multiple formats через Runtime Audio Importer
- Любые аудиоданные в формате float PCM (массив сэмплов с плавающей точкой)
Плагин внутренне генерирует виземы (визуальные представления фонем) на основе входного аудио. Поскольку он работает напрямую с аудиоданными, а не с текстом, плагин поддерживает многоязычный ввод, включая, помимо прочего, английский, испанский, французский, немецкий, японский, китайский, корейский, русский, итальянский, португальский, арабский и хинди. Поддерживается буквально любой язык, так как лип синк генерируется из аудиофонем, а не из языковой обработки текста.
Стандартная модель создаёт 14 визем и выполняет анимацию синхронизации губ с помощью предопределённого ассета поз. В отличие от неё, Реалистичные модели (эксклюзивные для MetaHuman и персонажей на основе ARKit) генерируют 81 изменение лицевых контроллеров без использования предопределённого ассета поз, что обеспечивает значительно более реалистичную лицевую анимацию.
Совместимость персонажей
Несмотря на своё название, Runtime MetaHuman Lip Sync работает с широким спектром персонажей, а не только с MetaHuman:
Популярные коммерческие системы персонажей
- Персонажи Daz Genesis 8/9
- Персонажи Reallusion Character Creator 3/4/5 (CC3/CC4/CC5)
- Персонажи Mixamo
Поддержка стандартов анимации
- Системы blendshape на основе FACS
- Стандарт blendshape Apple ARKit
- Наборы фонем Престона Блэра
- Системы фонем 3ds Max
- Любой персонаж с пользовательскими morph target для мимики
Многие популярные системы, включая Reallusion CC4/CC5 и Daz Genesis 8.1/9, также можно преобразовать для использования стандартных имён blendshape-ов ARKit. Это позволяет применять Realistic Model для таких персонажей с её более качественной лицевой анимацией в качестве альтернативы ручному сопоставлению виземов в Standard Model. Подробности см. в разделе Преобразование персонажей в ARKit Blendshapes.
Для персонажей, не являющихся MetaHuman и использующих Standard Model, см. руководство по настройке пользовательского персонажа. Для других персонажей, использующих Realistic Models, таких как ARKit, CC5/CC4 и аналогичные риги на основе morph target, см. выбор набора morph target.
Предпросмотр анимации
Ознакомьтесь с этими короткими анимациями, чтобы увидеть качество анимации lip sync, создаваемой плагином для разных типов персонажей и моделей:
Ключевые особенности
- Синхронизация губ в реальном времени с входом с микрофона
- Поддержка офлайн-обработки аудио
- Кроссплатформенная совместимость с поддержкой платформ для конкретных моделей
- Поддержка нескольких систем персонажей и стандартов анимации
- Гибкое сопоставление визем для пользовательских персонажей
- Универсальная языковая поддержка — работает с любым разговорным языком благодаря анализу аудио
- Анимация лица с учётом настроения для повышенной выразительности
- Настраиваемые типы вывода (управление всем лицом или только ртом)
- Опциональные помощники для анимации глаз для моргания и отслеживания взгляда
Модели Lip Sync
Плагин предлагает несколько моделей синхронизации губ, подходящих для разных задач проекта:
- Стандартная модель
- Реалистичная модель
- Реалистичная модель с поддержкой настроения
Стандартная модель lip sync обеспечивает эффективную кроссплатформенную производительность и широкую совместимость с персонажами:
- Работает с MetaHuman и всеми пользовательскими типами персонажей
- Оптимизировано для производительности в реальном времени
- Более низкие требования к ресурсам
- Поддержка платформ: Windows, Android, платформы на базе Android (включая Meta Quest)
Чтобы использовать Standard Model, необходимо установить дополнительный плагин-расширение. Инструкции по установке см. в разделе Prerequisites section.
Реалистичная модель синхронизации губ обеспечивает повышенную визуальную точность специально для персонажей MetaHuman:
- Совместимо с MetaHuman и персонажами на основе ARKit с продвинутой лицевой анимацией (81 элемент управления мимикой)
- Более высокое визуальное качество с более естественными движениями рта
- Немного более высокие требования к производительности
- Потоковая обработка аудио для приложений реального времени
- Идеально подходит для кинематографических впечатлений и взаимодействий с персонажами крупным планом
- Три уровня оптимизации: Original, Semi-Optimized и Highly Optimized
- Настраиваемые наборы morph target (см. Morph Target Set Selection)
- Поддержка платформ: Windows, Mac, iOS, Linux, Android, платформы на базе Android (включая Meta Quest)
Реалистичная модель включена в основной плагин и не требует каких-либо дополнительных расширений для использования.
Модель с поддержкой настроения обеспечивает реалистичную лицевую анимацию с учётом эмоций для персонажей MetaHuman:
- Совместимость с MetaHuman и персонажами на основе ARKit с мимической анимацией, реагирующей на настроение (81 элемент управления мимикой)
- 12 различных типов настроения (Neutral, Happy, Sad, Confident и т. д.)
- Настраиваемая интенсивность настроения (от 0.0 до 1.0)
- Регулируемое время упреждения для улучшенной синхронизации (от 20 мс до 200 мс)
- Выбираемые типы вывода: элементы управления Full Face или Mouth Only
- Потоковая обработка аудио для приложений реального времени
- Настраиваемые наборы morph target (см. Morph Target Set Selection)
- Поддержка платформ: Windows, Mac, iOS, Linux, Android, платформы на базе Android (включая Meta Quest)
Реалистичная модель с поддержкой настроений включена в основной плагин и не требует дополнительных расширений для использования.
Вы можете выбрать подходящую модель в зависимости от требований вашего проекта к производительности, совместимости с персонажами, визуальному качеству, целевой платформе и необходимым функциям.
Как это работает
Плагин обрабатывает аудиовход следующим образом:
- Аудиоданные принимаются в виде float PCM-формата с указанными каналами и частотой дискретизации
- Плагин обрабатывает аудио для генерации данных управления мимикой или визем в зависимости от модели
- Для моделей с поддержкой настроения к лицевой анимации применяется эмоциональный контекст
- Данные анимации управляют движениями лица персонажа в реальном времени
Архитектура производительности
Runtime MetaHuman Lip Sync использует вывод только на CPU, обеспечивая стабильные результаты синхронизации губ с низкой задержкой, подходящие для приложений реального времени. По умолчанию плагин выполняет обработку синхронизации губ каждые 10 миллисекунд (настраивается — см. Конфигурация плагина для всех доступных параметров, включая Размер обрабатываемого фрагмента, количество потоков и другие параметры производительности).
Обзор архитектуры модели
Модели lip sync используют компактную нейронную сеть на основе трансформера, которая обрабатывает аудио посредством анализа мел-спектрограммы. Эта облегчённая архитектура специально разработана для работы в реальном времени с эффективным выводом на CPU и минимальным объёмом занимаемой памяти.
Почему вывод на CPU?
Для небольших частых операций инференса, таких как lip sync в реальном времени, обработка на CPU обеспечивает лучшие характеристики задержки, чем на GPU. При размере батча 1 с интервалами инференса 10–100 мс накладные расходы GPU на передачу данных по PCIe и запуск ядер часто превышают фактическое время вычислений. Кроме того, в игровых движках GPU уже насыщен рендерингом, шейдерами и физикой, что создаёт конкуренцию за ресурсы и приводит к непредсказуемым всплескам задержки.
Совместимость с оборудованием
Плагин эффективно работает на большинстве CPU среднего и высшего уровня без необходимости в выделенном графическом оборудовании, обеспечивая производительность в реальном времени на настольных, мобильных и VR-платформах. Для более слабого оборудования вы можете изменить Model Type на Semi-Optimized или Highly Optimized, либо увеличить Processing Chunk Size, чтобы поддерживать производительность в реальном времени с немного сниженной отзывчивостью.
Быстрый старт
Вот базовая настройка для включения lip sync на вашем персонаже:
- Для персонажей MetaHuman следуйте руководству по настройке
- Для пользовательских персонажей следуйте руководству по настройке пользовательского персонажа
- Выберите и настройте предпочитаемую модель lip sync
- Настройте обработку аудиовхода в вашем Blueprint
- Подключите соответствующий узел lip sync в Animation Blueprint
- Воспроизведите аудио и увидите, как ваш персонаж анимируется синхронно
Необязательная анимация глаз
Плагин также включает опциональные вспомогательные средства для автоматического моргания и отслеживания взгляда на MetaHuman. Они не зависят от lip sync и могут использоваться отдельно или в дополнение к нему. См. Вспомогательные средства анимации глаз.
Дополнительные ресурсы
📦 Загрузки и ссылки
Демонстрационные проекты:
Доступны два готовых к использованию демонстрационных проекта — полные сведения, загрузки и пошаговые руководства см. на отдельной странице Демонстрационные проекты:
- Полный рабочий процесс разговорного NPC на базе AI — распознавание речи + чат-бот на LLM + TTS + lip sync
- Базовое демо lip sync — ввод с микрофона, аудиофайлы, TTS
Оба демо являются кроссплатформенными (Windows, Mac, Linux, iOS, Android, Meta Quest) и поставляются в виде упакованных сборок и полных исходных проектов UE 5.6+.
🎥 Видеоуроки
Избранные демо:
Учебные материалы по реалистичной модели (высокое качество):
- Высококачественный Lip Sync из аудиофайла/буфера
- Высококачественный Lip Sync с управлением настроением и локальным TTS
- Высококачественный Lip Sync с ElevenLabs и OpenAI TTS
- Высококачественный Lip Sync в реальном времени с микрофона
- Высококачественный Lip Sync для персонажей ARKit
- Высококачественный Lip Sync для персонажей Character Creator (CC5)
- Высококачественный Lip Sync с удалённого сервера
Стандартные руководства по моделям:
- Стандартный Lip Sync с живого микрофона
- Стандартный Lip Sync с локальным синтезом речи
- Стандартный Lip Sync с ElevenLabs и OpenAI TTS
Общая настройка:
- Добавление пользовательского персонажа MetaHuman в демонстрационный проект
- Видеоурок по настройке
- Моргание глаз MetaHuman и отслеживание камеры
- Совмещение с анимациями лица и тела
💬 Поддержка
- Индивидуальная разработка: solutions@georgy.dev (решения, адаптированные для команд и организаций)