Ο Πωλ Ντιμπέβεκ, δίνει ζωή σε ένα φωτο-ρεαλιστικό ψηφιακό πρόσωπο

Μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στα γραφικά υπολογιστών είναι η δυνατότητα να δημιουργηθεί ένα φώτο-ρεαλιστικό ψηφιακό ανθρώπινο πρόσωπο. Και ένας από τους λόγους που είναι τόσο δύσκολο είναι ότι, αντιθέτως με τους εξωγήινους και τους δεινόσαυρους, βλέπουμε ανθρώπινα πρόσωπα κάθε μέρα. Είναι πολύ σημαντικά στο πώς επικοινωνούμε μεταξύ μας. Σαν αποτέλεσμα, προσέχουμε τις παραμικρές λεπτομέρειες που θα μπορούσαν να είναι λάθος σε μια ψηφιακή εικόνα, για να πιστέψουμε εάν τα πράγματα είναι ρεαλιστικά.

Και αυτό που θα κάνω στα επόμενα πέντε λεπτά είναι να σας εξηγήσω μία διαδικασία στην οποία προσπαθήσαμε να δημιουργήσουμε ένα σχετικά φωτο-ρεαλιστικό ψηφιακό πρόσωπο με την χρήση τεχνολογίας γραφικών υπολογιστών που δημιουργήσαμε με κάποιους συνεργάτες στην εταιρεία Image Metrics. Θα προσπαθήσουμε να δημιουργήσουμε ένα φωτο-ρεαλιστικό πρόσωπο της ηθοποιού Έμιλι Ο’Μπράιαν, την οποία βλέπετε εδώ Πρόκειται για μία εικόνα του προσώπου της, η οποία δημιουργήθηκε εξ ολοκλήρου στον υπολογιστή. Στο τέλος αυτής της ομιλίας, θα την δούμε να κινείται.

Για να το κάνουμε, προσπαθήσαμε να ξεκινήσουμε με την Έμιλι η οποία πολύ ευγενικά ήρθε στο εργαστήριο μας στο Μαρίνα Ντελ Ρέι, και κάθησε στο Light Stage 5. Αυτή είναι μία σφαίρα σάρωσης προσώπου, με 156 άσπρα LED τριγύρω, που μας επιτρέπουν να την φωτογραφήσουμε σε μια σειρά από πολύ ελεγχόμενες συνθήκες φωτισμού. Ο φωτισμός που χρησιμοποιούμε σήμερα μοιάζει κάπως έτσι. Παίρνουμε όλες αυτές τις φωτογραφίες σε περίπου τρία δευτερόλεπτα

Και βασικά αποθηκεύουμε αρκετή πληροφορία με σχήματα από τον προβολέα βίντεο τα οποία προβάλλονται στο περίγραμμα του προσώπου της και διαφορετικές κύριες κατευθύνσεις φωτός από την εξέδρα φωτισμού, για την εξακρίβωση των μεγάλων αλλά και μικρών λεπτομερειών του προσώπου της. Αν μεγεθύνουμε αυτή τη φωτογραφία βλέπουμε ότι είναι μία πολύ καλή φωτογραφία, επειδή φωτίζεται από παντού ταυτόχρονα ώστε να έχουμε μία ωραία εικόνα της υφής του προσώπου της.

Επιπλέον, χρησιμοποιήσαμε πολωτές σε όλα τα φώτα -- όπως τα πολωτικά γυαλιά ήλιου σταματούν την αντηλιά από τον δρόμο, οι πολωτές μπορούν να εμποδίσουν την γυαλάδα στο το δέρμα, ώστε να μην έχουμε όλες αυτές τις κατοπτρικές ανακλάσεις. Τώρα, αν περιστρέψουμε λίγο τους πολωτές, μπορούμε να επαναφέρουμε τις κατοπτρικές ανακλάσεις του δέρματος, και έτσι μπορείτε να δείτε πως φαίνεται κάπως γυαλιστερή και λιπαρή σε αυτό το σημείο. Αν πάρουμε τη διαφορά μεταξύ αυτών των δύο εικόνων, έχουμε μία εικόνα φωτιζόμενη από ολόκληρη την σφαίρα φωτός μόνο της γυαλάδας του δέρματος της Έμιλι.

Δεν πιστεύω να έχει ληφθεί ποτέ τέτοια φωτογραφία πριν να το κάνουμε εμείς. Και αυτό το φως είναι πολύ σημαντικό να το καταγράψουμε καθώς είναι το φως που ανακλάται από την πρώτη στοιβάδα του δέρματος. Δεν εισέρχεται μέσα στις ημιδιαφανείς στοιβάδες του δέρματος ώστε να θολώσει. Και, σαν αποτέλεσμα, είναι ένα πολύ καλό στοιχείο για την λεπτομερή δομή των πόρων του δέρματος και όλων των λεπτών ρυτίδων που όλοι έχουμε, πράγματα τα οποία μας κάνουν να φαινόμαστε πραγματικοί άνθρωποι

Αν λοιπόν χρησιμοποιήσουμε την πληροφορία που προέρχεται από την κατοπτρική ανάκλαση περνάμε από την παραδοσιακή σάρωση προσώπου που μπορεί να έχει τα γενικά περιγράμματα του προσώπου και το βασικό σχήμα, και να το επεκτείνουμε με πληροφορία η οποία προσθέτει την δομή των πόρων και τις λεπτές ρυτίδες. Και ακόμα πιο σημαντικό, καθώς αυτή είναι μια φωτομετρική διαδικασία η οποία διαρκεί μόνο 3 δευτερόλεπτα μπορούμε να φωτογραφίσουμε την Έμιλι σε λιγότερο από ένα απογεύμα, σε πολλαπλές διαφορετικές θέσεις προσώπου και εκφράσεις.

Εδώ μπορείτε να την δείτε να μετακινεί τα μάτια της, το στόμα της. Και αυτά πρόκειται να τα χρησιμοποιήσουμε για να δημιουργήσουμε ένα φωτο-ρεαλιστικό ψηφιακό χαρακτήρα Αν προσέξετε τις σαρώσεις που έχουμε από την Έμιλι μπορείτε να δείτε ότι το ανθρώπινο πρόσωπο κάνει πάρα πολλά καταπληκτικά πράγματα όταν αλλάζουν οι διάφορες εκφράσεις του προσώπου. Μπορείτε να δείτε πράγματα. Όχι μόνο αλλαγές στο σχήμα του προσώπου, αλλά και διάφορες συσφίξεις του δέρματος και ρυτίδων. Μπορείτε να δείτε ότι η δομή των πόρων του δέρματος αλλάζει δραματικά από τεντωμένους πόρους του δέρματος, στην κανονική υφή του δέρματος. Μπορείτε να δείτε τα αυλακώματα στο μέτωπο και πώς η μικρό-δομή αλλάζει εκεί. Μπορείτε να δείτε τους μύες να τραβούν κάτω στη σάρκα για να κατεβάσουν τα φρύδια. Οι μύες της φουσκώνουν στο μέτωπο όταν συγχύζεται.

Πέρα από αυτού του είδους την υψηλής ανάλυσης γεωμετρία, καθώς όλα έχουν καταγραφεί με φωτογραφικές, έχουμε μία καλή καταγραφή υφής για να χρησιμοποιήσουμε για το πρόσωπο και βλέποντας πώς τα διαφορετικά χρωματικά κανάλια του φωτισμού το κόκκινο το πράσινο και το μπλε, διαχέουν το φως διαφορετικά, μπορούμε να επινοήσουμε ένα τρόπο σκίασης του δέρματος στον υπολογιστή. Μετά, αντί να μοιάζει με μανεκέν φτιαγμένο από γύψο, θα μοιάζει σαν να είναι φτιαγμένη από ζωντανή ανθρώπινη σάρκα.

Και αυτό είναι που χρησιμοποιήσαμε για να δώσουμε στην εταιρεία Image Metrics να δημιουργήσει μια ψηφιακή εκδοχή της Έμιλι. Εδώ απλά βλέπουμε την βασική γεωμετρία. Αλλά βασικά δημιούργησαν μία ψηφιακή μαριονέτα, στην οποία μπορείς να τραβήξεις τα διάφορα σχοινιά, και το πρόσωπο της μετακινείται με τρόπους που συνάδουν απολύτως με τις σαρώσεις που κάναμε. Και, μαζί με την χοντροκομμένη γεωμετρία, Χρησιμοποίησαν και όλες τις λεπτομέρειες για να δημιουργήσουν ένα σύνολο αυτών που λέμε "χάρτες μετατόπισης" που κινούνται επίσης. Αυτοί είναι οι χάρτες μετατόπισης. Και μπορείτε να δείτε τις διάφορες ρυτίδες που εμφανίζονται καθώς κινείται.

Έτσι η επόμενη διαδικασία ήταν να δώσουμε κίνηση. Χρησιμοποιήσαμε υλικό από την ίδια για να πάρουμε τα δεδομένα. Έτσι, αναλύοντας αυτό το βίντεο με τεχνικές υπολογιστικής όρασης, κατάφεραν να κινήσουν το τεχνητό πρόσωπο με υλικό που δημιουργήθηκε από τον υπολογιστή. Έτσι αυτό που θα δούμε τώρα, μετά από αυτό, είναι ένα απόλυτα φωτο-ρεαλιστικό ψηφιακό πρόσωπο. Μπορούμε να δυναμώσουμε την φωνή λίγο αν είναι δυνατό.

Έμιλι: Η Image Metrics είναι μία εταιρία κινούμενης εικόνας με γνώμονα τις υψηλές επιδόσεις. Ειδικευόμαστε στην υψηλής ανάλυσης κινούμενη εικόνα προσώπου για ηλεκτρονικά παιχνίδια και ταινίες. Έμιλι: Η Image Metrics είναι μία εταιρία κινούμενης εικόνας με γνώμονα τις υψηλές επιδόσεις. Ειδικευόμαστε στην υψηλής ανάλυσης κινούμενη εικόνα προσώπου για ηλεκτρονικά παιχνίδια και ταινίες.

Πωλ Ντιμπέβεκ: Έτσι, αν το αναλύσουμε σε επιστρώσεις, εδώ είναι η επίστρωση διάχυτου φωτισμού που είδαμε στην πρώτη διαφάνεια. Εδώ είναι ο κατευθυνόμενος συντελεστής που μετακινείται Μπορείτε να δείτε όλες τις ρυτίδες που δημιουργούνται. Και αυτό είναι το υποκείμενο πλέγμα. Και αυτή είναι η ίδια η Έμιλι.

Τώρα, ποιος είναι ο στόχος μας; Έχουμε προχωρήσει λίγο από το Light Stage 5. Αυτό είναι το Light Stage 6 Και σκοπεύουμε να πάρουμε αυτή την τεχνολογία και να την εφαρμόσουμε σε ολόκληρα ανθρώπινα σώματα. Αυτός είναι ο Μπρους Λάμεν, ένας από τους ερευνητές της ομάδας, ο οποίος ευγενικά συμφώνησε να κινηματογραφηθεί τρέχοντας στο Light Stage. Ας δούμε μία εκδοχή από ηλεκτρονικό υπολογιστή του Μπρους, να τρέχει σε ένα νέο περιβάλλον. Και σας ευχαριστώ πολύ. (Χειροκρότημα)