Paul Debevec animates a photo-real digital face

Tłumaczenie: Przemysaw Baka Korekta: Seweryn Jakubiec

One of the biggest challenges in computer graphics

Jednym z największych wyzwań grafiki komputerowej

has been being able to create a photo-real,

jest stworzenie fotorealistycznej,

digital human face.

cyfrowej wersji ludzkiej twarzy.

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

Stworzenie jej jest ciężkie, gdyż w przeciwieństwie do obcych i dinozaurów,

we look at human faces every day.

ludzkie twarze oglądamy na codzień.

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

Są one naprawdę istotne dla naszej komunikacji.

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

W rezultacie, jesteśmy wyczuleni na najsubtelniejsze detale,

that could possibly be wrong with a computer rendering,

które mogą zostać źle wyrenderowane,

in order to believe whether these things are realistic.

by uwierzyć, że te obrazy są prawdziwe.

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

W przeciągu następnych 5 minut

is take you through a process

pokażę Wam proces, w którym próbowaliśmy

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

stworzyć fotorealistyczną twarz wygenerowaną komputerowo,

using some computer graphics technology we've developed,

używając technik grafiki komputerowej opracowanych

and also some collaborators at a company called Image Metrics.

przez nas i współpracowników z firmy Image Metrics.

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

Chcieliśmy stworzyć fotorealistyczną twarz

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

aktorki Emily O'Brien, którą tu widzicie.

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

A to w pełni komputerowo wygenerowany obraz jej twarzy.

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

Nim skończę prezentację, zobaczycie ją w ruchu.

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

Nasz sposób polegał na zajęciu się na początku Emily,

who was gracious enough to come to our laboratory

która była na tyle wspaniała, że pojawiła się w naszym laboratorium

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

w Marina Del Rey by wziąć udział w sesji w Light Stage 5.

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

Jest to skanująca sfera, z 156 białymi LEDami dookoła,

that allow us to photograph her

która pozwala fotografować twarze

in a series of very controlled illumination conditions.

w precyzyjnie kontrolowanych warunkach oświetlenia.

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

Oświetlenie, którego użyliśmy wyglądało podobnie do tego.

We shoot all of these photographs in about three seconds.

Zrobienie wszystkich zdjęć trwa około trzy sekundy.

And we basically capture enough information

Gromadzimy wystarczającą ilość informacji używając

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

wzorów z projektora, pokrywających kontury jej twarzy,

and different principle directions of light from the light stage,

i różnych kierunków padania światła z lamp,

to figure out both the coarse-scale

aby uzyskać zarówno ogólny zarys,

and the fine-scale detail of her face.

jak i detale jej twarzy.

If we zoom in on this photograph right here,

Gdy powiększymy tą fotografię,

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

zobaczymy, że całkiem miło jest mieć takie ujęcie,

because she is lit from absolutely everywhere at the same time

gdyż jest ona oświetlona w tym momencie z każdego kierunku,

to get a nice image of her facial texture.

co daje ładny obraz faktury jej twarzy.

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

W dodatku ze wszystkimi światłami używaliśmy polaryzatorów --

just like polarized sunglasses can block

tak jak okulary polaryzacyjne mogą blokować

the glare off of the road,

odblaski na drodze,

polarizers can block the shine off of the skin,

tak nasze polaryzatory mogą blokować lśnienie skóry,

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

także nie mamy tych wszystkich odblasków na tej mapie twarzy.

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

Teraz, jeżeli obrócimy polaryzatory nawet odrobinę,

we can actually bring that specular reflection

możemy znów przywrócić odblaski

of the skin back in,

na skórze,

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

i jak widzicie wygląda ona teraz błyszcząco i gładko.

If you take the difference between these two images here,

Gdyby wziąć różnicę pomiędzy tymi dwoma obrazami,

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

można otrzymać obraz światła, pochodzącego z pełnej sfery,

of just the shine off of Emily's skin.

będącego jedynie blaskiem skóry Emily.

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

Nie sądzę, aby taka fotografia została

before we had done this.

zrobiona kiedykolwiek przed naszą.

And this is very important light to capture,

To bardzo ważne światło do uchwycenia,

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

gdyż odbija się od naskórka.

It doesn't get underneath the translucent

Nie przenika przez półprzezroczyste

layers of the skin and blur out.

jego warstwy i nie zanika.

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

W rezultacie, jest to bardzo dobra sygnatura

to the detailed shape of the skin-pore structure

wymyślnego kształtu porowatej struktury skóry,

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

i wszystkich pięknych zmarszczek jakie posiadamy,

the things that actually make us look like real humans.

rzeczy, które czynią nasz wygląd ludzkim.

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

Jeśli więc użyjemy informacji pochodzących z tych odblasków

we can go from a traditional face scan

możemy przejść od tradycyjnego skanowania twarzy,

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

które może wychwycić rysy twarzy i podstawowy kształt,

and augment it with information

i dodać do niego informacje,

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

które wniosą całą strukturę porowatą i zmarszczki.

And, even more importantly,

I co ważniejsze,

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

ponieważ jest to proces fotometryczny trwający jedynie trzy sekundy,

we can shoot Emily

możemy sfotografować Emily

in just part of an afternoon,

w zaledwie kilka godzin,

in many different facial poses and facial expressions.

w wielu różnych pozach i wyrazach twarzy.

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

Możecie tu zobaczyć jak wodzi oczami czy rusza ustami.

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

Te ruchy pozwolą nam stworzyć fotorealistyczną, cyfrową postać.

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

Jeżeli przyjrzycie się tym skanom Emilii, które posiadamy,

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

możecie dostrzec, że ludzka twarz wykonuje niewiarygodną ilość wspaniałych rzeczy

as it goes into different facial expressions.

przyjmując różne wyrazy twarzy.

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

Zmienia się nie tylko kształt twarzy,

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

ale pojawia się cały szereg różnych zniekształceń skóry czy zmarszczek.

You can see that the skin pore structure changes enormously

Widać, że struktura porów skóry zmienia się kolosalnie

from stretched skin pores

od rozciągniętej,

to the regular skin texture.

aż do regularnej jej faktury.

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

Widać, jak zmienia się mikrostruktura zmarszczek na czole.

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

Widać mięśnie ściągające tkanki w celu obniżenia jej brwi.

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

Wybrzuszające się mięśnie na jej czole, gdy krzywi się w ten sposób.

In addition to this kind of high-resolution geometry,

W dodatku do tej geometrii wysokiej rozdzielczości,

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

ponieważ wszystko rejestrujemy aparatami, otrzymujemy świetne tekstury jej twarzy.

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

A poprzez analizę jak różne kolory iluminacji,

the red and the green and the blue,

czerwony, zielony i niebieski,

diffuse the light differently,

rozpraszają światło w różny sposób,

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

możemy wprowadzić nowy system komputerowego cieniowania skóry.

Then, instead of looking like a plaster mannequin,

Wtedy, zamiast wyglądać jak gipsowy manekin,

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

twarz wygląda jakby była zrobiona z żyjącej, ludzkiej tkanki.

And this is what we used

Wszystkiego tego użyliśmy

to give to the company Image Metrics

do przekazania danych firmie Image Metrics

to create a rigged, digital version of Emily.

by stworzyła kompleksową, cyfrową wersję Emily.

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

Widać tu ogólną geometrię,

But they basically created a digital puppet of her,

stworzyli oni jej cyfrową kukiełkę,

where you can pull on these various strings,

w której można pociągać za różne sznurki,

and it actually moves her face in ways that are

poruszające jej twarzą w sposób

completely consistent with the scans that we took.

całkowicie zgodny ze skanami, które wykonaliśmy.

And, in addition to the coarse-scale geometry,

I w dodatku do tej ogólnej geometrii

they also used all of that detail

użyto wszystkich detali aby stworzyć

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

zestaw czegoś co nazywano "mapami przemieszczeń",

that animate as well.

które również animowali.

These are the displacement maps here.

Tutaj mamy wspomniane mapy przemieszczeń.

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

Możecie zobaczyć zmarszczki, które pokazują się w trakcie jej ruchów.

So the next process was then to animate her.

Następnym krokiem było wykonanie animacji twarzy.

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

Użyliśmy jednego z jej własnych występów jako danych źródłowych.

So, by analyzing this video with computer vision techniques,

Przez analizę zapisu przy użyciu komputerowych technik obróbki obrazu,

they were able to drive the facial rig

zdołano odtworzyć ruchy twarzy

with the computer-generated performance.

w generowanym przez komputer występie.

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

To co zaraz zobaczycie

is a completely photo-real digital face.

jest całkowicie fotorealistyczną, cyfrową twarzą.

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

Proszę pogłośnić dźwięk, jeżeli jest to możliwe.

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

Emily: Image Metrics jest wiedzioną zapotrzebowaniem firmą tworzącą animacje, nie korzystającą z markerów.

We specialize in high-quality facial animation

Specjalizujemy się w wysokiej jakości animacji twarzy

for video games and films.

dla potrzeb gier video oraz filmów.

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

Emily: Image Metrics jest wiedzioną zapotrzebowaniem firmą tworzącą animacje, nie korzystającą z markerów.

We specialize in high quality facial animation

Specjalizujemy się w wysokiej jakości animacji twarzy

for video games and films.

dla potrzeb gier video oraz filmów.

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

Paul Debevec: Jeżeli rozdzielimy to na warstwy, tu mamy część rozproszeniową,

we saw in the first slide.

którą widzieliśmy na pierwszym slajdzie.

Here is the specular component animating.

To animacja części z odblaskami.

You can see all the wrinkles happening there.

Możecie zobaczyć wszystkie zmarszczki.

And there is the underlying wireframe mesh.

A oto jest podstawowa siatka krawędzi.

And that is Emily herself.

A to jest Emily we własnej osobie.

Now, where are we going with this here?

Teraz, dokąd to wszystko nas prowadzi?

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

Zrobiliśmy już nieco więcej niż Light Stage 5. Oto Light Stage 6.

and we're looking at taking this technology

Myślimy o przeniesieniu tej technologii

and applying it to whole human bodies.

i zastosowaniu jej do całego ludzkiego ciała.

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

Oto Bruce Lawmen, jeden z badaczy w naszej grupie,

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

który zgodził się być uchwyconym w biegu wewnątrz Light Stage.

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

A teraz spójrzmy na komputerowo wygenerowaną wersję

of Bruce, running in a new environment.

Bruce`a, biegnącego w nowym środowisku.

And thank you very much.

Dziękuję bardzo.

(Applause)

(Aplauz)