اصنع إنسانًا

MakeHuman هو برنامج وسيط مجاني ومفتوح المصدر لرسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد، مصمم لإنشاء نماذج أولية لشخصيات بشرية واقعية للغاية . يتم تطويره بواسطة مجتمع من المبرمجين والفنانين والأكاديميين المهتمين بنمذجة الشخصيات ثلاثية الأبعاد .

تم تطوير MakeHuman باستخدام تقنية التحويل ثلاثي الأبعاد . انطلاقًا من نموذج أساسي بشري قياسي (فريد) محايد جنسيًا ، يمكن تحويله إلى مجموعة واسعة من الشخصيات (ذكورًا وإناثًا)، وذلك بمزجها باستخدام الاستيفاء الخطي . على سبيل المثال، عند تحديد أهداف التحويل الأربعة الرئيسية (طفل، مراهق، شاب، كبير في السن)، يمكن الحصول على جميع الأشكال الوسيطة.

باستخدام هذه التقنية، وقاعدة بيانات ضخمة لأهداف التحويل، يُمكن عمليًا إعادة إنتاج أي شخصية. تعتمد على واجهة مستخدم رسومية بسيطة للغاية للوصول إلى مئات التحويلات والتعامل معها بسهولة. يستخدم برنامج MakeHuman أشرطة تمرير بمعايير شائعة مثل الطول والوزن والجنس والعرق والبنية العضلية. ولجعله متاحًا على جميع أنظمة التشغيل الرئيسية ، بدءًا من الإصدار 1.0 ألفا 8، تم تطويره بلغة بايثون باستخدام OpenGL و Qt ، مع بنية متكاملة تعتمد على الإضافات .

تم تصميم الأداة لنمذجة نماذج ثلاثية الأبعاد افتراضية للبشر، مع نظام وضع كامل يتضمن محاكاة الحركة العضلية، مع إمكانية الوصول إلى العديد من المعلمات المطلوبة في نمذجة الشكل البشري.

يستند تطوير برنامج MakeHuman إلى دراسة تقنية وفنية معمقة للخصائص المورفولوجية لجسم الإنسان. ويتناول البرنامج عملية التحويل الشكلي باستخدام الاستيفاء الخطي لكل من الانتقال والدوران . وباستخدام هاتين الطريقتين، بالإضافة إلى حساب بسيط لعامل الشكل وخوارزمية استرخاء الشبكة، يُمكن تحقيق نتائج مثل محاكاة الحركة العضلية المصاحبة لدوران الأطراف. ^{[ 3 ]}

برنامج MakeHuman مجاني ومفتوح المصدر ، حيث تم نشر شفرة المصدر وقاعدة البيانات بموجب رخصة جنو أفيرو العامة (GPL) . أما النماذج المُصدَّرة من النسخة الرسمية، فتُنشر بموجب استثناء من ذلك، وهو رخصة CC0 ، وذلك بهدف استخدامها على نطاق واسع في المشاريع المجانية وغير المجانية. وقد تكون هذه المشاريع تجارية أو غير تجارية .

في عام 2004، فاز برنامج MakeHuman بجائزة سوزان كأفضل برنامج نصي مكتوب بلغة بايثون لبرنامج Blender . ^{[ 4 ]}

كان برنامج MakeHead هو السلف لبرنامج MakeHuman ، وهو عبارة عن سكربت بايثون لبرنامج Blender، كتبه الفنان والمبرمج مانويل باستيوني عام 1999. بعد عام، تشكل فريق من المطورين، وأصدروا النسخة الأولى من MakeHuman لبرنامج Blender. تطور المشروع، وفي عام 2003، تم الاعتراف به رسميًا من قبل مؤسسة Blender واستضافته على الموقع http://projects.blender.org . ^{[ 5 ]} في عام 2004، توقف التطوير لصعوبة كتابة سكربت بايثون بهذا الحجم باستخدام واجهة برمجة تطبيقات Blender فقط. في عام 2005، نُقل برنامج MakeHuman إلى خارج Blender، واستُضيف على موقع SourceForge، وأُعيدت كتابته من الصفر بلغة C. عند هذه النقطة، بدأ ترقيم الإصدارات من جديد. خلال السنوات اللاحقة، انتقل البرنامج تدريجيًا من لغة C إلى لغة C++ .

على الرغم من أدائه الجيد، كان تطويره وصيانته معقدين للغاية. لذا، قرر الفريق في عام ٢٠٠٩ العودة إلى لغة بايثون (مع نواة C صغيرة) وإصدار MakeHuman كإصدار تجريبي أولي ١.٠. استمر التطوير بمعدل إصدارين سنويًا. تم إصدار النسخة المستقرة ١.٠.٠ رسميًا في ١٤ مارس ٢٠١٤. ثم تم إصدار MakeHuman ١.١.٠ في ١٤ مايو ٢٠١٦، أي بعد عامين تقريبًا. أما أحدث إصدار وسيط فهو ١.١.١، بتاريخ ٥ مارس ٢٠١٧. ^{[ ٦ ]}

تم إنشاء موقع إلكتروني مجتمعي في يونيو 2015 يضم قسمًا للمنتدى ، وويكي، ومستودعًا للمحتوى الذي يساهم به المستخدمون للبرنامج. ^{[ 7 ]}

يهدف المشروع إلى تطوير تطبيق قادر على محاكاة مجموعة واسعة من الأشكال البشرية في جميع وضعياتها الطبيعية باستخدام شبكة واحدة شاملة . ولتحقيق هذا الهدف، تم تصميم شبكة ثلاثية الأبعاد لجسم بشري يمكن تعديلها بسهولة لتمثيل الخصائص التشريحية، وتتضمن هذه الشبكة هيكلاً عظمياً مشتركاً يسمح بتحريك الشخصية. وقد طور فريق MakeHuman نموذجاً يجمع بين معايير تشريحية مختلفة للانتقال بسلاسة من الرضيع إلى المسن، ومن الرجل إلى المرأة، ومن البدين إلى النحيف.

يحتل النموذج الأولي موقعًا وسطًا، فهو ليس ذكوريًا ولا أنثويًا بشكل واضح، ولا شابًا ولا كبيرًا في السن، ويتميز ببنية عضلية متوسطة. كان الهدف هو تصوير شكل أندروجيني ذي بنية متناسقة، أُطلق عليه اسم " هومونكولوس" . وقد تطور نموذج "ميك هيومان" الحالي عبر مراحل متتالية من مشروع "ميك هيومان"، مُدمجًا الدروس المستفادة، وآراء المجتمع، ونتائج دراسات وتجارب عديدة.

تطور الشبكة المستخدمة في النموذج البشري:

• تم تعديل أول نموذج أولي لشبكة عالمية (الرأس فقط)، تم إنجازه في عام 1999 باستخدام برنامج makeHead النصي، ليناسب برنامج MakeHuman المبكر في عام 2000.
• تم إنجاز أول شبكة احترافية (HM01) لنموذج بشري بواسطة إنريكو فالينزا في عام 2002.
• تم تصميم شبكة رائعة ثانية (K-Mesh أو HM02) بواسطة كوشيك بال في عام 2003.
• تم إنشاء النموذج الثالث بواسطة مانويل باستيوني على Z-Mesh أو HM03 في عام 2005.
• استنادًا إلى الخبرة المكتسبة من الإصدارات السابقة، تم إنشاء شبكة رابعة (Y-Mesh أو HM04) بواسطة جيانلوكا ميراجولي (المعروف أيضًا باسم ياشوجان) في عام 2007.
• تم بناء الشبكة الخامسة (HM05) على الشبكة السابقة بواسطة جيانلوكا ميراجولي ومانويل باستيوني في عام 2008.
• كما تم إنشاء شبكة سادسة (HM06) بواسطة جيانلوكا ميراجولي في عام 2010.
• تم إصدار نسخة شبكية أخرى في عام 2010 بواسطة والدمار بيريز جونيور، وأندريه ريتشارد، ومانويل باستيوني.
• تم تصميم أحدث وأرقى نموذج ثلاثي الأبعاد، والذي تم إصداره في عام 2013، بواسطة مانويل باستيوني.

منذ الإصدار الأول لبرنامجي makeHead (1999) وMakeHuman (2000)، تمثل التحدي في بناء بنية شبكية شاملة تحتفظ بجميع الإمكانيات مع إضافة القدرة على تعديل الشبكة بشكل تفاعلي لتناسب التنوع التشريحي الموجود لدى البشر. كان من الممكن معالجة هذا التحدي بزيادة عدد رؤوس الشبكة بشكل كبير، لكن الشبكة الكثيفة الناتجة كانت ستحد من أداء الحواسيب. من الناحية التقنية، النموذج المُطور لبرنامج MakeHuman هو:

• خفيف الوزن ومُحسَّن لنمذجة أسطح التقسيم الفرعي (15128 رأسًا ).
• رباعيات فقط. الشبكة البشرية نفسها خالية من المثلثات ، باستخدام تقسيم كاتمول-كلارك للحصول على دقة إضافية للشبكات الأساسية، انظر أيضًا شبكة المضلعات .
• القطب E(5) فقط والقطب N(3)، بدون ثقوب وبدون أعمدة حافة 6 .

بسبب حرية الترخيص، يستخدم الباحثون برنامج MakeHuman على نطاق واسع لأغراض علمية:

تُستخدم شبكة MakeHuman في التصميم الصناعي للتحقق من القياسات البشرية للمشروع، ^{[ 8 ]} وفي أبحاث الواقع الافتراضي لإنتاج صور رمزية بسرعة من القياسات أو لقطات الكاميرا. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

تُستخدم شخصيات MakeHuman في الميكانيكا الحيوية والهندسة الطبية الحيوية ، لمحاكاة سلوك جسم الإنسان في ظل ظروف أو علاجات معينة. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]} كما تم إنشاء نموذج الشخصية البشرية لمشروع بناء أنظمة الخلايا العصبية المرآتية الاصطناعية ^{[ 20 ]} باستخدام MakeHuman.

استُخدم البرنامج لتطوير نظام تدريب جراحي بصري-لمسي . ^{[ 21 ]} تجمع هذه المحاكاة بين حاسة اللمس والمعلومات البصرية، وتوفر سيناريوهات تدريب واقعية لاكتساب مهارات ومعارف الجراحين المقيمين والخبراء وتحسينها وتقييمها.

تم إجراء عمليات إعادة بناء افتراضية ثلاثية الأبعاد لكامل الجسم باستخدام MakeHuman، ^{[ 22 ]} وتحليل ثلاثي الأبعاد للمدافن المسيحية المبكرة ( علم الآثار الجنائزية ). ^{[ 23 ]}

كما استُخدمت هذه الأداة لإنشاء رموز لأداء حركات لغة الإشارة. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

يمكن أيضًا استخدام MakeHuman لأبحاث السلوك غير اللفظي، مثل تعابير الوجه، والتي تتضمن استخدام نظام ترميز حركة الوجه ^{[ 26 ].}

• نظام ترميز حركات الوجه
• الخلاط
• متصنع
• داز ستوديو
• فيس جين
• ManuelbastioniLAB ، إضافة مجانية ومفتوحة المصدر لبرنامج Blender للنمذجة البارامترية ثلاثية الأبعاد للشخصيات البشرية الواقعية.

• الموقع الرسمي