Paul Debevec animates a photo-real digital face

ポール・デベヴェック 「メイキング・オブ・デジタルエミリー」

翻訳: Yasushi Aoki 校正: Masahiro Kyushima

One of the biggest challenges in computer graphics

コンピュータグラフィックスにおける 最大の難問の1 つは

has been being able to create a photo-real,

本物のように見える 人の顔を

digital human face.

デジタル合成することでした

And one of the reasons it is so difficult is that, unlike aliens and dinosaurs,

これが難しい理由は エイリアンや恐竜とは違って

we look at human faces every day.

私達が人の顔を 毎日見ているからです

They are very important to how we communicate with each other.

私達がコミュニケーションを 取る上で

As a result, we're tuned in to the subtlest things

顔は重要な役割を果たしているので レンダリングされた顔が

that could possibly be wrong with a computer rendering,

微細な部分まで 再現していないと

in order to believe whether these things are realistic.

本物らしく 見えないのです

And what I'm going to do in the next five minutes

これからの５分間で

is take you through a process

写実的な顔を 合成しようと

where we tried to create a reasonably photo-realistic computer-generated face,

私達が試みたプロセスを 辿っていこうと思います

using some computer graphics technology we've developed,

これには私達が Image Metrics社と開発した

and also some collaborators at a company called Image Metrics.

CGの技術を使っています

And we're going to try to do a photo-real face

対象としたのは ここに出ている

of an actress named Emily O'Brien, who is right there.

エミリー・オブライエンという 女優の顔です

And that's actually a completely computer-generated rendering of her face.

これは実際にレンダリングで 生成された 彼女の顔です

By the end of the talk, we're going to see it move.

動いているところを 後でお見せします

The way that we did this is we tried to start with Emily herself,

出発点となるのは エミリー本人です

who was gracious enough to come to our laboratory

彼女はマリーナデルレイにある 私達のラボまで来て

in Marina Del Rey, and sit for a session in Light Stage 5.

このLight Stage 5での撮影を 快く引き受けてくれました

This is a face-scanning sphere, with 156 white LEDs all around

この球面は顔をスキャンする装置で 156 個のLED が取り付けられており

that allow us to photograph her

照明の状況を自由に コントロールしながら

in a series of very controlled illumination conditions.

撮影ができるように なっています

And the lighting that we use these days looks something like this.

私達が最近使う照明の種類は このようなものです

We shoot all of these photographs in about three seconds.

この全部を ３秒ほどで撮れます

And we basically capture enough information

これで基本的に 十分な情報を得られます

with video projector patterns that drape over the contours of her face,

彼女の顔の等高線を描き出す ビデオプロジェクタのパターンと

Light Stageによる 様々な方向からの光で

and different principle directions of light from the light stage,

to figure out both the coarse-scale

彼女の顔を 粗いスケールと

and the fine-scale detail of her face.

微細なスケールで 把握します

If we zoom in on this photograph right here,

この写真を 拡大してみましょう

we can see it's a really nice photograph to have of her,

彼女を捉えた とても良い写真です

because she is lit from absolutely everywhere at the same time

あらゆる方向から 同時に照らされていて

顔のテクスチャが よく現れています

to get a nice image of her facial texture.

And in addition, we've actually used polarizers on all the lights --

私達はすべての照明に 偏向フィルタを付けています

just like polarized sunglasses can block

偏向サングラスが

the glare off of the road,

路面のぎらつきを 抑えるように

polarizers can block the shine off of the skin,

偏光フィルタは 肌のてかりを押えます

so we don't get all those specular reflections to take this map.

これにより正反射なしに テクスチャマップが得られます

Now, if we turn the polarizers around just a little bit,

偏光フィルタを 少し回すと

we can actually bring that specular reflection

肌の正反射が

of the skin back in,

再び現れ

and you can see she looks kind of shiny and oily at this point.

光って脂ぎって見えます

If you take the difference between these two images here,

この２つの画像の 差分を取ると

you can get an image lit from the entire sphere of light

球面全体に 照らされた肌の

of just the shine off of Emily's skin.

反射だけを 取り出すことができます

I don't think any photograph like this had ever been taken

私達がここで やったような写真は

before we had done this.

今まで撮られたことは ないと思います

And this is very important light to capture,

これは捉えるべき 非常に重要な光です

because this is the light that reflects off the first surface of the skin.

顔の一番表面で 反射された光で

It doesn't get underneath the translucent

肌の透明な層を通った

layers of the skin and blur out.

ぼやけた光は 除かれています

And, as a result, it's a very good cue

そのため

私達みんなが持っていて 本物の人らしく見せている

to the detailed shape of the skin-pore structure

and all of the fine wrinkles that all of us have,

肌のキメや 細かい皺の

the things that actually make us look like real humans.

とても良い情報が 得られます

So, if we use information that comes off of this specular reflection,

この正反射から得られた 情報を使うと

従来の顔のスキャンによる

we can go from a traditional face scan

that might have the gross contours of the face and the basic shape,

顔の全体的な輪郭や 基本的な形状に

and augment it with information

肌のキメや 細かい皺の

that puts in all of that skin pore structure and fine wrinkles.

情報を付け加える ことができます

And, even more importantly,

ここで重要なのは

since this is a photometric process that only takes three seconds to capture,

この測光プロセスには ３秒しかかからないということです

we can shoot Emily

私達はエミリーのたくさんの

in just part of an afternoon,

顔の表情の写真を

in many different facial poses and facial expressions.

ある日の午後だけで 撮影することができました

So, here you can see her moving her eyes around, moving her mouth around.

彼女が目や口を動かしている 写真が並んでいます

And these we're actually going to use to create a photo-real digital character.

これらを使って写実的な キャラクタを作り出します

If you take a look at these scans that we have of Emily,

このエミリーの スキャン画像を見ていると

you can see that the human face does an enormous amount of amazing things

人の顔というのが

驚くほど多彩な表情を 作れるのがわかります

as it goes into different facial expressions.

You can see things. Not only the face shape changes,

ここでは顔の形状の 変化だけではなく

but all sorts of different skin buckling and skin wrinkling occurs.

あらゆる肌の 屈曲や皺のパターン

You can see that the skin pore structure changes enormously

肌のキメの変化を 見ることができます

from stretched skin pores

引き延ばされた ところから

to the regular skin texture.

通常の肌の テクスチャまで

You can see the furrows in the brow and how the microstructure changes there.

眉の畝と その微細構造の変化

You can see muscles pulling down at flesh to bring her eyebrows down.

筋肉に引っ張られて 眉毛が下がり

Her muscles bulging in her forehead when she winces like that.

しかめ面のときは 額の肉が盛り上がります

In addition to this kind of high-resolution geometry,

このような高解像度の 形状に加え

since it's all captured with cameras, we've got a great texture map to use for the face.

カメラが捉えた 顔に使える すばらしいテクスチャマップがあります

And by looking at how the different color channels of the illumination,

赤、緑、青という照明の

the red and the green and the blue,

異なる色の成分は

diffuse the light differently,

拡散の仕方が違い

we can come up with a way of shading the skin on the computer.

それを考慮して 肌のシェーディングを行います

Then, instead of looking like a plaster mannequin,

そうすると 石膏で出来た マネキンみたいだったのが

it actually looks like it's made out of living human flesh.

生きた人間の肉体に 見えるようになります

And this is what we used

これはImage Metrics社が

to give to the company Image Metrics

デジタル版のエミリーの

to create a rigged, digital version of Emily.

作成に使ったもので

We're just seeing the coarse-scale geometry here.

粗いスケールの 形状による

But they basically created a digital puppet of her,

彼女のデジタル操り人形です

where you can pull on these various strings,

これらの糸を引くと

and it actually moves her face in ways that are

私達が撮った スキャン画像に

completely consistent with the scans that we took.

合った形で動きます

And, in addition to the coarse-scale geometry,

粗いスケールの形状に加え

they also used all of that detail

ディスプレイスメントマップを使って

to create a set of what are called "displacement maps"

微細な部分を作ります

that animate as well.

これは動かすこともできます

These are the displacement maps here.

これがディスプレイスメントマップ

And you can see those different wrinkles actually show up as she animates.

彼女の動きに応じて 違った皺が現れています

So the next process was then to animate her.

次にアニメーションを付けます

We actually used one of her own performances to provide the source data.

データの元として エミリー本人が演じた映像を使いました

So, by analyzing this video with computer vision techniques,

そのビデオを コンピュータビジョンの テクニックを使って解析し

they were able to drive the facial rig

コンピュータが生成した 動きを持った

with the computer-generated performance.

顔を作り出しました

So what you're going to see now, after this,

この後見ていただくのは

is a completely photo-real digital face.

完成したデジタルの顔です

We can turn the volume up a little bit if that's available.

ボリュームを 少し上げましょう

Emily: Image Metrics is a markerless, performance-driven animation company.

Image Metrics はマーカーなし パフォーマンス駆動アニメーションの会社です

We specialize in high-quality facial animation

テレビゲームや映画のための ハイクオリティな

for video games and films.

顔のアニメーションを 専門としています

Image Metrics is a markerless, performance-driven animation company.

Image Metrics はマーカーなし パフォーマンス駆動アニメーションの会社です

We specialize in high quality facial animation

テレビゲームや映画のための ハイクオリティな

for video games and films.

顔のアニメーションを 専門としています

Paul Debevec: So, if we break that down into layers, here's that diffuse component

レイヤに分解してみましょう

we saw in the first slide.

これは光の拡散の部分です

Here is the specular component animating.

これは正反射部分の アニメーション

You can see all the wrinkles happening there.

皺が現れているのがわかります

And there is the underlying wireframe mesh.

これは下にある ワイヤフレームのメッシュ

And that is Emily herself.

そしてエミリー本人

Now, where are we going with this here?

今後どうするかですが

We've gone a little bit beyond Light Stage 5. This is Light Stage 6,

Light Stage 5を一歩先へ進めた Light Stage 6を作りました

and we're looking at taking this technology

このテクノロジーを

and applying it to whole human bodies.

人の体全体に 適用しています

This is Bruce Lawmen, one of our researchers in the group,

彼は研究メンバーの ブルース・ローメンで

who graciously agreed to get captured running in the Light Stage.

走っているところをキャプチャする モデルになってくれました

And let's take a look at a computer-generated version

コンピュータで 生成した彼が

of Bruce, running in a new environment.

新たな環境の中で 走っているのをご覧ください

And thank you very much.

どうもありがとうございました

(Applause)

(拍手)