anatomia/data-pipeline/scripts/mannequin-asset/repose_and_export.py

"""Reposiciona o 'GEO-body_male_realistic' (bundle Human Base Meshes da
Blender Studio, CC0) da pose relaxada original para posicao anatomica
(bracos retos ao lado do corpo, palma virada bem mais pra frente), e
exporta pra GLB.

Rodar de dentro do Blender, sem interface:

    blender --background human_base_meshes_bundle.blend \
        --python repose_and_export.py

A malha nao tem armature, entao tudo aqui e feito girando vertices
diretamente. Ordem importa:

1. Aplica o modificador Multires (nivel 1, ~42k triangulos) ANTES de
   editar qualquer vertice -- fazer isso depois faz o Blender reinterpretar
   o deslocamento esculpido em cima de uma malha-base que mudou de posicao,
   o que pode gerar bolhas/deformacoes que nao existem se a ordem for essa.
2. Supinacao (mao+punho, z entre ~0.70 e ~0.82 nesta escala): gira em
   torno do proprio eixo vertical, com peso suave nas duas pontas (nao
   pega nada de coxa por baixo, nao "rasga" o antebraco por cima). Parar
   em exatamente 90 graus (mao IDEAL, palma 100% anterior) faz a secao
   nao-circular do pulso criar uma aba/leque tosco na transicao -- sem
   rig/pele pra suavizar isso direito, 45 graus e o ponto onde a palma ja
   vira visivelmente pra frente sem esse artefato. Documentado aqui como
   limitacao conhecida, nao erro.
3. Abducao do ombro: derruba o braco (que vinha afastado do corpo, pose
   original tipo "A") ate quase vertical, com uma pequena abducao residual
   (a malha nao tem rig, entao trazer pra EXATAMENTE vertical faz a mao
   encostar/atravessar a coxa).

Os angulos e faixas de altura usados abaixo foram medidos na propria
malha (amostrando vertices por fatias de altura), nao chutados -- ver o
historico da sessao que criou este script se precisar re-derivar os
valores pra uma versao futura do bundle com proporcoes diferentes.
"""

import math

import bpy

BODY_OBJECT = "GEO-body_male_realistic"
EYE_OBJECTS = ["GEO-body_male_realistic.eye.L", "GEO-body_male_realistic.eye.R"]
MULTIRES_LEVEL = 1  # ~42k triangulos: mantem a definicao muscular visivel a distancia normal de camera
OUTPUT_PATH = "/tmp/mannequin-realistic.glb"
SKIN_COLOR = (0.56, 0.64, 0.78, 1.0)


def smoothstep(edge0, edge1, x):
    t = max(0.0, min(1.0, (x - edge0) / (edge1 - edge0)))
    return t * t * (3 - 2 * t)


def apply_multires(obj):
    bpy.context.view_layer.objects.active = obj
    bpy.ops.object.select_all(action="DESELECT")
    obj.select_set(True)
    for mod in obj.modifiers:
        if mod.type == "MULTIRES":
            mod.levels = MULTIRES_LEVEL
    bpy.ops.object.modifier_apply(modifier="Multires")


def supinate_hand(mesh, centerline_x, torso_half_width):
    # Mao termina de forma abrupta em z=~0.705 nesta malha (medido); a
    # coxa nao passa de dx~0.19-0.20 ate z=~0.70, entao a rampa de subida
    # (0.65->0.70) fica sempre acima do alcance da coxa. A rampa de
    # descida (0.76->0.82) para antes do meio do antebraco.
    for side in (1, -1):
        core = [
            v for v in mesh.vertices
            if side * (v.co.x - centerline_x) > torso_half_width * 1.15
            and 0.70 < v.co.z < 0.76
        ]
        pivot_x = sum(v.co.x for v in core) / len(core)
        pivot_y = sum(v.co.y for v in core) / len(core)

        for v in mesh.vertices:
            dx = v.co.x - centerline_x
            if side * dx <= 0:
                continue
            weight_x = smoothstep(torso_half_width * 0.7, torso_half_width * 1.15, abs(dx))
            weight_z = smoothstep(0.65, 0.70, v.co.z) * (1 - smoothstep(0.76, 0.82, v.co.z))
            weight = weight_x * weight_z
            if weight <= 0.001:
                continue
            rot = side * weight * math.radians(45.0)
            cos_a, sin_a = math.cos(rot), math.sin(rot)
            px, py = v.co.x - pivot_x, v.co.y - pivot_y
            v.co.x = pivot_x + (px * cos_a - py * sin_a)
            v.co.y = pivot_y + (px * sin_a + py * cos_a)


def drop_arms(mesh, centerline_x, torso_half_width, z_min, height):
    shoulder_z = z_min + 0.84 * height
    arm_hand_low_z = z_min + 0.417 * height  # ~0.705
    residual = math.radians(8.0)

    for side in (1, -1):
        pivot_x = centerline_x + side * torso_half_width * 1.05

        candidates = [
            v for v in mesh.vertices
            if side * (v.co.x - centerline_x) > torso_half_width
            and arm_hand_low_z < v.co.z < shoulder_z - 0.02
        ]
        far = max(
            candidates,
            key=lambda v: (v.co.x - pivot_x) ** 2 + (v.co.z - shoulder_z) ** 2,
        )
        measured_angle = math.atan2(far.co.x - pivot_x, -(far.co.z - shoulder_z))
        angle = measured_angle - side * residual

        for v in mesh.vertices:
            dx = v.co.x - centerline_x
            if side * dx <= 0 or v.co.z >= shoulder_z + 0.03:
                continue
            weight_x = smoothstep(torso_half_width * 0.7, torso_half_width * 1.15, abs(dx))
            weight_z = smoothstep(arm_hand_low_z - 0.002, arm_hand_low_z + 0.006, v.co.z)
            weight = weight_x * weight_z
            if weight <= 0.001:
                continue
            rot = -weight * angle
            cos_a, sin_a = math.cos(rot), math.sin(rot)
            px, pz = v.co.x - pivot_x, v.co.z - shoulder_z
            v.co.x = pivot_x + (px * cos_a - pz * sin_a)
            v.co.z = shoulder_z + (px * sin_a + pz * cos_a)


def main():
    body = bpy.data.objects[BODY_OBJECT]
    apply_multires(body)

    mesh = body.data
    zs = [v.co.z for v in mesh.vertices]
    z_min, z_max = min(zs), max(zs)
    height = z_max - z_min
    centerline_x = sum(v.co.x for v in mesh.vertices) / len(mesh.vertices)
    torso_half_width = 0.20  # metade da largura biacromial aproximada, nesta escala

    supinate_hand(mesh, centerline_x, torso_half_width)
    drop_arms(mesh, centerline_x, torso_half_width, z_min, height)
    mesh.update()

    mat = bpy.data.materials.new("MannequinSkin")
    mat.use_nodes = True
    mat.node_tree.nodes["Principled BSDF"].inputs["Base Color"].default_value = SKIN_COLOR
    mat.node_tree.nodes["Principled BSDF"].inputs["Roughness"].default_value = 0.6

    targets = [body] + [bpy.data.objects[n] for n in EYE_OBJECTS if n in bpy.data.objects]
    for obj in targets:
        obj.data.materials.clear()
        obj.data.materials.append(mat)

    bpy.ops.object.select_all(action="DESELECT")
    for obj in targets:
        obj.select_set(True)
    bpy.context.view_layer.objects.active = body

    bpy.ops.export_scene.gltf(
        filepath=OUTPUT_PATH,
        export_format="GLB",
        use_selection=True,
        export_apply=True,
        export_yup=True,
    )
    print(f"Exportado para {OUTPUT_PATH}")


main()