Paul Debevec animates a photo-real digital face

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TED


Fare doppio clic sui sottotitoli in inglese per riprodurre il video.

Traduttore: Andrea Tangredi Revisore: Andrea La tessa
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One of the biggest challenges in computer graphics
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Una delle più grandi sfide nella computer grafica
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has been being able to create a photo-real,
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è essere in grado di creare una faccia umana digitale
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digital human face.
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fotorealistica.
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And one of the reasons it is so difficult is that, unlike aliens and dinosaurs,
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E una delle ragioni per cui è così difficile è che, a differenza degli alieni e dei dinosauri,
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we look at human faces every day.
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vediamo facce umane ogni giorno.
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They are very important to how we communicate with each other.
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Sono molto importanti per esprimere ciò che comunichiamo agli altri.
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As a result, we're tuned in to the subtlest things
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Come risultato, siamo attenti ai dettagli
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that could possibly be wrong with a computer rendering,
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che possono essere sbagliati in un rendering computerizzato,
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in order to believe whether these things are realistic.
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per credere se queste cose sono realistiche.
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And what I'm going to do in the next five minutes
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E quello che sto per fare nei prossimi cinque minuti
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is take you through a process
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è portarvi attraverso il processo
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where we tried to create a reasonably photo-realistic computer-generated face,
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con il quale abbiamo provato a creare una faccia computerizzata foto realistica
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using some computer graphics technology we've developed,
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usando qualche tecnologia di computer-grafica che abbiamo sviluppato,
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and also some collaborators at a company called Image Metrics.
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e anche qualche collaboratore di una compagnia chiamata Image Metrics.
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And we're going to try to do a photo-real face
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E proveremo a ricreare,foto realisticamente, la faccia
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of an actress named Emily O'Brien, who is right there.
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di un'attrice chiamata Emily O'Brien, che è proprio lì.
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And that's actually a completely computer-generated rendering of her face.
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E in effetti quello è un rendering generato completamente al computer della sua faccia.
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By the end of the talk, we're going to see it move.
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Per la fine del nostro discorso, lo vedermo muoversi.
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The way that we did this is we tried to start with Emily herself,
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Abbiamo fatto ciò provando a iniziare con la stessa Emily,
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who was gracious enough to come to our laboratory
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che è stata così gentile da venire ai nostri laboratori
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in Marina Del Rey, and sit for a session in Light Stage 5.
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a Marina Del Rey, e sedersi per una sessione nel Light Stage 5.
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This is a face-scanning sphere, with 156 white LEDs all around
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Questa è una sfera per analizzare i volti, con 156 LED bianchi tutti intorno,
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that allow us to photograph her
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che ci permettono di fotografarla.
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in a series of very controlled illumination conditions.
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in una serie di condizioni luminose ben controllate.
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And the lighting that we use these days looks something like this.
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E la luce che usiamo questi giorni assomiglia a questa.
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We shoot all of these photographs in about three seconds.
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Abbiamo scattato tutte queste foto in circa tre secondi.
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And we basically capture enough information
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E riusciamo a catturare abbastanza informazioni
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with video projector patterns that drape over the contours of her face,
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con la tracce del video poriettore che coprono i contorni della sua faccia,
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and different principle directions of light from the light stage,
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e diverse direzioni principali della luce dall'ambiente luminoso,
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to figure out both the coarse-scale
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per capire contemporaneamente il livello di dettagli
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and the fine-scale detail of her face.
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grezzo ed elaborato della sua faccia.
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If we zoom in on this photograph right here,
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Se ingrandiamo questa foto qui,
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we can see it's a really nice photograph to have of her,
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vediamo che è un'ottima foto di Emily da avere,
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because she is lit from absolutely everywhere at the same time
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perchè è illuminata da tutte le parti contemporaneamente
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to get a nice image of her facial texture.
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permettendo di avere una buona immagine della sua texture facciale.
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And in addition, we've actually used polarizers on all the lights --
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E in più, abbiamo usato dei polarizzatori su tutte le luci --
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just like polarized sunglasses can block
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2000
proprio come gli occhiali da sole polarizzati riescono a bloccare
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the glare off of the road,
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il bagliore della strada,
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polarizers can block the shine off of the skin,
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116330
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i polarizzatori riescono a bloccare la lucidità della pelle,
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so we don't get all those specular reflections to take this map.
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così non otterremo tutti quei riflessi speculari nell'ottenere questa mappa.
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Now, if we turn the polarizers around just a little bit,
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Ora, se giriamo i polarizzatori solo un pò,
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we can actually bring that specular reflection
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possiamo riportare indietro quel riflesso speculare
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of the skin back in,
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della pelle indietro,
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and you can see she looks kind of shiny and oily at this point.
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3000
e potete vedere come ora appare lucida e unta ora.
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If you take the difference between these two images here,
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Se prendete le differenze tra queste due immagini,
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you can get an image lit from the entire sphere of light
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potete ottenere un'immagine illuminata da tutta la sfera di luce
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of just the shine off of Emily's skin.
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esclusivamente della lucidità della pelle di Emily.
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I don't think any photograph like this had ever been taken
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Non penso che una foto come questa sia mai stata scattata,
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before we had done this.
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prima che noi facessimo questo.
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And this is very important light to capture,
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E questo è un tipo di luce molto importante da prendere,
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because this is the light that reflects off the first surface of the skin.
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perchè è la prima luce riflessa dal primo strato della pelle
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It doesn't get underneath the translucent
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Non va sotto gli strati traslucidi
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layers of the skin and blur out.
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della pelle e offusca il resto.
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And, as a result, it's a very good cue
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E, come risultato, è un buon inizio
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to the detailed shape of the skin-pore structure
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per la forma dettagliata della struttura dei pori
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and all of the fine wrinkles that all of us have,
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156330
2000
e tutte quelle sottitli rughe che tutti abbiamo,
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the things that actually make us look like real humans.
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le cose che in effetti ci fanno sembrare davvero umani
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So, if we use information that comes off of this specular reflection,
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Quindi, se usiamo le informazioni che ci arrivano da questo riflesso speculare
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we can go from a traditional face scan
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164330
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possiamo passare da un tradizionale volto
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that might have the gross contours of the face and the basic shape,
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166330
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che può avere contorni irregolari e la sua struttura base,
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and augment it with information
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e perfezionarlo con informazioni
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that puts in all of that skin pore structure and fine wrinkles.
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172330
3000
che racchiudono la struttura di tutti i pori e di quelle rughe sottili.
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And, even more importantly,
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2000
E, ancora più importante,
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since this is a photometric process that only takes three seconds to capture,
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177330
3000
dato che questo è un processo fotometrico che impega solo tre secondi,
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we can shoot Emily
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180330
2000
possiamo riprendere Emily
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in just part of an afternoon,
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182330
2000
solo in una parte del pomeriggio,
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in many different facial poses and facial expressions.
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184330
3000
in molte pose ed espressioni facciali differenti.
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So, here you can see her moving her eyes around, moving her mouth around.
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187330
3000
Quindi, qui potete vedere come muove gli occhi, muovendo anche la bocca.
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And these we're actually going to use to create a photo-real digital character.
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3000
E useremo tutto ciò per creare il personaggio digitale.
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If you take a look at these scans that we have of Emily,
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Se guardate questi scan che abbiamo di Emily,
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you can see that the human face does an enormous amount of amazing things
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potete notare che il viso umano può fare molte cose sorprendenti
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as it goes into different facial expressions.
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assumendo diverese espressioni.
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You can see things. Not only the face shape changes,
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203330
3000
Potete vedere. Non cambia solo la forma del viso,
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but all sorts of different skin buckling and skin wrinkling occurs.
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ma anche tutte quelle pieghe e quelle rughe della pelle.
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You can see that the skin pore structure changes enormously
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Potete vedere che la struttura dei pori cambia tantissimo
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from stretched skin pores
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214330
2000
dai pori distesi,
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to the regular skin texture.
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2000
alla consistenza normale della pelle.
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You can see the furrows in the brow and how the microstructure changes there.
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218330
3000
Potete vedere i solchi sulla fronte e come cambi la microstruttura lì.
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You can see muscles pulling down at flesh to bring her eyebrows down.
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Vedete i muscoli tirare la carne per portare le sopracciglia giù.
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Her muscles bulging in her forehead when she winces like that.
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225330
3000
I muscoli che si rigonfiano sulla fronte quando fa quella smorfia.
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In addition to this kind of high-resolution geometry,
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228330
3000
In aggiunta a questo tipo di geometria ad alta risoluzione,
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since it's all captured with cameras, we've got a great texture map to use for the face.
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231330
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dal momento che è tutto ripreso dalle camere, otteniamo un'ottima mappa di texture da usare per il viso.
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And by looking at how the different color channels of the illumination,
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235330
2000
E guardando come i differenti canali di colore della luce,
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the red and the green and the blue,
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237330
2000
il rosso, il verde e il blu,
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diffuse the light differently,
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239330
2000
diffondono la luce in modo diverso,
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we can come up with a way of shading the skin on the computer.
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241330
3000
possiamo ricavare un modo per creare le ombre della pelle al computer.
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Then, instead of looking like a plaster mannequin,
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244330
3000
Quindi, invece di sembrare un manichino di plastica,
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it actually looks like it's made out of living human flesh.
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247330
3000
sembra fatto di vera carne umana.
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And this is what we used
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250330
2000
Questo è ciò che abbiamo dato
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to give to the company Image Metrics
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252330
2000
alla Image Metrics
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to create a rigged, digital version of Emily.
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254330
3000
per creare una versione digitale di Emily.
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We're just seeing the coarse-scale geometry here.
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257330
2000
Stiamo vedendo solo la scala geometrica grossolana qui.
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But they basically created a digital puppet of her,
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259330
3000
Ma hanno praticamente creato un suo pupazzo digitale,
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where you can pull on these various strings,
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262330
2000
modificabile con queste variabili,
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and it actually moves her face in ways that are
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264330
2000
e far muovere il viso coerentemente
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completely consistent with the scans that we took.
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266330
2000
alle analisi che abbiamo preso.
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And, in addition to the coarse-scale geometry,
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268330
2000
E, in aggiunta alla scala geometrica grossolana,
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they also used all of that detail
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270330
2000
hanno usato anche tutti quei dettagli
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to create a set of what are called "displacement maps"
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272330
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per creare una raccolta di quelle che chiamiamo "displacement maps"
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that animate as well.
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275330
3000
che anche possono essere animate.
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These are the displacement maps here.
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278330
2000
Queste sono le "displacement maps".
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And you can see those different wrinkles actually show up as she animates.
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280330
3000
E vedete come quelle rughe si mostrano davvero quando si muove.
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So the next process was then to animate her.
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283330
2000
Quindi il prossimo processo e riuscire ad animarla.
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We actually used one of her own performances to provide the source data.
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285330
4000
Abbiamo usato una delle sue performance come fonte di dati.
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So, by analyzing this video with computer vision techniques,
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289330
3000
Così, analizzando il video con tecniche computerizzate,
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they were able to drive the facial rig
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292330
2000
sono riusciti a guidare la struttura facciale
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with the computer-generated performance.
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294330
2000
con la performance generata al computer.
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So what you're going to see now, after this,
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296330
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Quindi, ciò che vedrete dopo questo
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is a completely photo-real digital face.
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298330
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è un volto foto reale completamente digitale.
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We can turn the volume up a little bit if that's available.
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300330
2000
Possiamo aumentare un pò il volume se è possibile.
05:02
Emily: Image Metrics is a markerless, performance-driven animation company.
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302330
4000
Emily: Image Metrics è una compagnia d'animazione attenta ai rendimenti.
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We specialize in high-quality facial animation
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306330
3000
Siamo specializzati in animazioni facciali ad alta qualità
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for video games and films.
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309330
2000
per videogiochi e film.
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Image Metrics is a markerless, performance-driven animation company.
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311330
4000
Image Metrics è una compagnia d'animazione attenta ai rendimenti.
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We specialize in high quality facial animation
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315330
3000
Siamo specializzati in animazioni facciali ad alta qualità
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for video games and films.
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318330
3000
per videogiochi e film.
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Paul Debevec: So, if we break that down into layers, here's that diffuse component
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321330
2000
Paul Debevec: Quindi, se lo scomponiamo in livelli, qui c'è quella componente diffusa
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we saw in the first slide.
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323330
2000
che abbiamo visto nelle prime slide.
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Here is the specular component animating.
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325330
2000
Qui c'è la componente speculare in movimento.
05:27
You can see all the wrinkles happening there.
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327330
2000
Potete vedere le rughe muoversi lì.
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And there is the underlying wireframe mesh.
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329330
5000
E lì c'è la maglia wireframe che è alla base.
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And that is Emily herself.
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334330
2000
E quella è la vera Emily.
05:36
Now, where are we going with this here?
122
336330
2000
Ora, dove stiamo andando con tutto ciò?
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We've gone a little bit beyond Light Stage 5. This is Light Stage 6,
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338330
4000
Siamo andati un pò oltre al Light Stage 5. Questo è il Light stage 6.
05:42
and we're looking at taking this technology
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342330
2000
E stiamo cercando di applicare questa tecnologia
05:44
and applying it to whole human bodies.
125
344330
2000
a tutto il corpo umano.
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This is Bruce Lawmen, one of our researchers in the group,
126
346330
2000
Questo è Bruce Lawmen, uno dei nostri ricercatori,
05:48
who graciously agreed to get captured running in the Light Stage.
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348330
3000
che ha cortesemente accettato a essere ripreso mentre corre nel Light Stage.
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And let's take a look at a computer-generated version
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351330
2000
E vediamo la versione computerizzata
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of Bruce, running in a new environment.
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353330
2000
di Bruce, correre in un ambiente differente.
06:01
And thank you very much.
130
361330
2000
E grazie mille.
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(Applause)
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363330
1000
(Applausi)
A proposito di questo sito web

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