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生成式 AI

AI 情感偵測:從聲音到表情的多模態智能應用系列 第 9

【情感計算 × TouchDesigner | 把「情緒」可視化之旅】

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前言:為什麼要把情緒變成互動?

在互動媒體、藝術裝置與新媒體設計界,TouchDesigner 是創作常用的引擎,因為它善於做即時視覺、音效合成與互動控制。而情感計算(Affective AI / Emotion AI)則是把人的「內在情緒狀態」──像是臉部表情、聲音語調、心跳、生理信號──轉成可量化數值。

當你把這兩者結合,就能做到:人的情緒 → 直接驅動視覺 / 聲音 /裝置效應,讓互動不只是「外部輸入控制畫面」,而是「人內在狀態 ↔ 系統回應」形成對話。

接下來,我會從理論架構出發,帶你走進技術落地、常見挑戰,以及可操作的範例構想。

理論架構:情緒到互動的四層流程

在做情感互動系統時,常見可分成這四個階段:
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20250929/20178322WlNZw0KQ5I.jpg
這樣的架構能讓你的作品變成「情緒感知裝置」,而不只是死板的互動媒體。

技術實作:在 TouchDesigner 中怎麼做

下面是具體操作步驟 + 技術建議,幫助你把情緒模型跟視覺系統串起來。

1. 臉部追蹤 / 表情輸入

TouchDesigner 內建 Face Track CHOP 可以直接偵測人臉與追蹤關鍵點(landmarks)。

你可以把攝影機輸入做為 TOP,再接到 Face Track CHOP,從中拿到嘴角、眉毛、眼睛開合等訊號。

若想更靈活或跨平台,也可以在外部用 MediaPipe / OpenCV 辨識 landmark,然後透過 OSC / WebSocket 傳給 TD。

有使用者在論壇提到,他曾用 FaceOSC 或 DeepFace + Python library 整合到 TouchDesigner 做情緒濾鏡。
Reddit

提醒:光線不均、側臉、遮擋(口罩、髮絲)都是人臉偵測常見盲點,實作時要設 fallback 或警示機制。

2. 在 Python / Script TOP / Script CHOP 中跑情緒模型

TouchDesigner 支援在 Script TOP / Script CHOP 模組中寫 Python,載入模型、進行推論,再把結果輸出為 CHOP 或 DAT。

若情緒模型運算成本高,可以把模型跑在另一個進程(外部 Python 程式 / API server),然後用 OSC / TCP 傳回數值。

在 Interactive & Immersive HQ 的文章中,就有介紹如何把 AI 模型整合到 TouchDesigner 裡(像 StreamDiffusion / Stable Diffusion)做即時輸出。

有教學專案 “Real time Stable Diffusion in TouchDesigner” 示範如何在 TD 中整合生成模型做即時互動。

3. 將情緒數據映射到視覺 / 聲音效果

一旦你在 TD 拿到情緒通道(如 happy, sad, surprise 等),下一步就是把這些數字變成有趣的互動效應:

用 Math CHOP / Range CHOP 做數值正規化、線性映射 → 驅動畫面參數(亮度、色彩、粒子速率、模糊量、位移強度等)

用 Logic CHOP / Trigger CHOP 做條件判斷:例如當某情緒分數超過 0.8 時觸發一次閃光或顆粒爆炸

用粒子系統 / GLSL Shader / TOP 特效 結合這些參數創造視覺變化

使用緩動、低通濾波、插值方法(lerp)讓畫面變化更平滑、不突兀

4. 範例點子:情緒共振牆

這是我為你設計的互動構想,可以用來實驗整個流程:

  • 感測端:Webcam + Face Track CHOP
  • 表情模型:外部 Python / ONNX 輸出 happy / sad / excitement 分數
  • 傳輸:OSC 傳入 TD
  • 視覺輸出:牆面做粒子 / 漩渦 /光暈效果,隨不同情緒通道做動態切換
  • 互動:觀眾的情緒變化會反過來影響畫面與音效氛圍

這樣的展示,比傳統的人臉辨識更具共鳴感。

挑戰與注意事項

在實作過程中,常會遇到下列困難:

延遲 / 同步性問題
情緒辨識如果太慢、畫面更新滯後,使用者會感覺畫面「跟不上我」。要設計合理 buffering、同步機制。
情緒分類偏差與不穩定性
表情/聲音不一定代表真實情緒。建議在模型輸出時保留機率 / 信心水平,而不是硬分類。
光線 / 姿態 /遮擋干擾
若臉部在逆光、側臉、部分遮擋(如口罩)時辨識常失敗。要設 fallback 機制或提示使用者調整位置。
隱私 / 法規 /倫理
如果在公開場合或展覽使用,要明確告知使用者有臉部辨識、影像擷取等,盡可能做本地處理、不保存原始臉部影像。
效能與資源瓶頸
高解析度影像 + 複雜模型會吃 GPU / CPU 資源。要注意效能優化、模型輕量化或分工設計。

結語

在這個版本裡,我們把「人情緒」從抽象、隱形的內在感受,轉化為能看見、能互動的視覺語彙。情感計算 + TouchDesigner 的結合能讓作品更溫度、更具回饋感。


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