Paul Debevec animates a photo-real digital face

Paul Debevec anima uma face foto-realística

Tradutor: Marcos Vinícius Petri Revisor: Rafael Eufrasio

One of the biggest challenges in computer graphics

Um dos maiores problemas em computação gráfica

has been being able to create a photo-real,

tem sido criar uma imagem realística

digital human face.

de um rosto humano digitalizado.

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

Um dos motivos de ser tão difícil é que, diferente de alieníginas e dinossauros,

we look at human faces every day.

nós vemos faces humanas todos os dias.

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

Elas são muito importantes para como nos comunicamos.

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

Como um resultado, estamos sintonizados com as coisas mais sutis

that could possibly be wrong with a computer rendering,

que poderia possivelmente estarem erradas com uma renderização

in order to believe whether these things are realistic.

a fim de acreditar se as imagens são realísticas.

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

E o que irei fazer nos próximos cinco minutos

is take you through a process

é guiar vocês por um processo

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

no qual tentamos criar uma face computadorizada razoavelmente realística,

using some computer graphics technology we've developed,

usando algumas tecnologias de computação gráfica desenvolvidas por nós,

and also some collaborators at a company called Image Metrics.

junto com colaboradores de uma empresa chamada Image Metrics.

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

Nós tentaremos criar uma imagem real da face

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

de uma atriz chamada Emily O'Brien, esta aqui.

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

Esta é uma renderização computadorizada de seu rosto.

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

No fim da palestra, veremos ele se mover.

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

A maneira que fizemos isso foi: tentamos começar com a própria Emily,

who was gracious enough to come to our laboratory

que foi tão gentil a ponto de vir ao nosso laboratório

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

em Marina Del Rey, para uma sessão no Light Stage 5.

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

Uma esfera de scaneamento de face, com 156 LEDs brancas por todos os lados,

that allow us to photograph her

nos permitindo fotografá-la

in a series of very controlled illumination conditions.

em uma série de condições de iluminação controlada.

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

E a iluminação que usamos atualmente é próxima disto.

We shoot all of these photographs in about three seconds.

Nós tiramos todas estas fotografias em cerca três segundos.

And we basically capture enough information

E nós basicamente capturamos informação suficiente

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

com padrões de projeção que se encaixa nas formas e contornos da face dela,

and different principle directions of light from the light stage,

em direções de luz diferentes,

to figure out both the coarse-scale

para obter os detalhes da face

and the fine-scale detail of her face.

em escala pequena e grande.

If we zoom in on this photograph right here,

Se nós aproximarmos esta fotografia,

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

podemos ver que é uma bela fotografia dela,

because she is lit from absolutely everywhere at the same time

porque ela foi iluminada totalmente o tempo todo

to get a nice image of her facial texture.

para produzir esta bela imagem de textura facial dela.

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

Além disso, nós usamos polarizadores em todas as luzes --

just like polarized sunglasses can block

da mesma forma que óculos polarizados podem bloquear

the glare off of the road,

o brilho no para-brisa,

polarizers can block the shine off of the skin,

polarizadores podem bloquear o brilho na pele,

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

assim não temos os reflexos de brilho para obter a foto.

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

Agora, se girarmos o polarizador só um pouco,

we can actually bring that specular reflection

nós conseguimos trazer o reflexo

of the skin back in,

da pele de volta

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

e você pode ver que ela se parece um pouco brilhante e oleosa.

If you take the difference between these two images here,

Se você tirar a diferença entre estas duas imagens

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

você consegue uma imagem iluminada por toda a esfera,

of just the shine off of Emily's skin.

mas somente do brilho da pele da Emily.

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

Não acho que uma foto como esta

before we had done this.

tenha sido tirada anteriormente.

And this is very important light to capture,

Esta é uma luz muito importante para capturar,

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

porque esta é a luz que reflete a superfície da pele.

It doesn't get underneath the translucent

Não chega às camadas translúcidas

layers of the skin and blur out.

da pele que iriam borrar a imagem.

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

Como resultado, temos uma boa pista

to the detailed shape of the skin-pore structure

dos detalhes da estrutura dos poros

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

e das rugas que todos nós temos,

the things that actually make us look like real humans.

estas coisas que nos fazem parecer humanos reais.

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

Se usarmos a informação dos reflexos

we can go from a traditional face scan

nós ir de um scaneamento tradicional da face

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

que contém os contornos grosseiros da face e o formato básico,

and augment it with information

e aumentá-lo com informação

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

que adiciona toda aquela estrutura de poros e rugas.

And, even more importantly,

E, até mais importante,

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

já que este é um processo fotométrico que demora apenas três segundos para capturar,

we can shoot Emily

nós podemos fotografar a Emily,

in just part of an afternoon,

durante parte de uma tarde,

in many different facial poses and facial expressions.

em várias poses e expressões faciais diferentes.

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

Aqui podemos ver os olhos dela se movendo, a boca se mexendo.

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

Com isso nós iremos criar uma personagem digital realística.

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

Se prestarem atenção nestes scans da Emily,

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

poderá ver que a face humana faz um monte de coisas incríveis

as it goes into different facial expressions.

enquanto varia de expressão facial.

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

Você pode ver as coisas. Não apenas o formado que muda,

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

mas pode ver todo o tipo de curva e rugas que aparecem.

You can see that the skin pore structure changes enormously

Pode ver que a estrutura de poros muda bastante

from stretched skin pores

quando estica os poros da pele,

to the regular skin texture.

até voltar a textura normal.

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

Podem ver sulcos na sobrancelha e como a microestrutura muda.

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

Os músculos puxando a pele, abaixando as sobrancelhas.

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

Os músculos se curvando na testa quando ela faz isso.

In addition to this kind of high-resolution geometry,

Com esse tipo de geometria de alta resolução,

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

já que capturamos com várias câmeras, temos um ótimo mapeamento da face.

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

E observando como os canais de iluminação,

the red and the green and the blue,

o vermelho, verde e azul,

diffuse the light differently,

difundem diferentemente a luz,

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

nós podemos sombrear a pele no computador.

Then, instead of looking like a plaster mannequin,

Então, ao invés de parecer um boneco de plástico,

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

parece que foi feito de verdadeira pele humana.

And this is what we used

E foi isto o que usamos,

to give to the company Image Metrics

junto com a companhia Image Metrics,

to create a rigged, digital version of Emily.

para criar uma versão digital da Emily.

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

Aqui estamos vendo a escala maior da geometria.

But they basically created a digital puppet of her,

Eles basicamente criaram um boneco digital dela,

where you can pull on these various strings,

onde você pode colocar vários fios

and it actually moves her face in ways that are

que servem para mover sua face em formas

completely consistent with the scans that we took.

que sejam consistentes com as fotos que tiramos.

And, in addition to the coarse-scale geometry,

E, junto com a escala grosseira,

they also used all of that detail

eles também usaram todos os detalhes

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

para criar um conjunto chamado de "mapa de deslocamento"

that animate as well.

que também é animado.

These are the displacement maps here.

Aqui estão os mapas de deslocamento.

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

E vocês podem ver as diferentes rugas aparecendo enquanto se move.

So the next process was then to animate her.

O último processo foi, então, animá-la.

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

Nós usamos uma filmagem dela real como fonte de dados.

So, by analyzing this video with computer vision techniques,

Então, analizando este filme com técnicas computadorizadas,

they were able to drive the facial rig

eles foram capazes de mexer na face

with the computer-generated performance.

usando a fonte gerada por computador.

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

O que vocês irão ver, depois disso,

is a completely photo-real digital face.

é uma imagem real da face digital.

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

Podemos aumentar o volume um pouco, se possível.

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

Emily: Image Metrics é uma companhia de animação baseada no desempenho, que não requer vestimentas especiais para rastreamento.

We specialize in high-quality facial animation

Somos especialistas em alta qualidade de animação facial

for video games and films.

para video games e filmes.

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

Emily: Image Metrics é uma companhia de animação baseada no desempenho, que não requer vestimentas especiais para rastreamento.

We specialize in high quality facial animation

Somos especialistas em animação facial de alta qualidade

for video games and films.

para video games e filmes.

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

P. D.: Então, se separarmos as camadas, este é o componente difuso

we saw in the first slide.

que vimos no primeiro slide.

Here is the specular component animating.

Este é a animação do componente especular.

You can see all the wrinkles happening there.

Aqui podem ver todas as rugas.

And there is the underlying wireframe mesh.

E há a camada adjacente de malha de rede.

And that is Emily herself.

E esta é a própria Emily.

Now, where are we going with this here?

Agora, onde estamos indo com isto?

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

Nós fomos um poico além do Light Stage 5. Este é o Light Stage 6.

and we're looking at taking this technology

E estamos tentando usar esta tecnologia

and applying it to whole human bodies.

e aplicá-la a corpos humanos inteiros.

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

Este é Bruce Lawmen, um dos pesquisadores do projeto,

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

que gentilmente aceitou ser capturado correndo no Light Stage.

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

Vamos ver uma versão gerada por computador

of Bruce, running in a new environment.

de Bruce, correndo em um novo ambiente.

And thank you very much.

Muito obrigado.

(Applause)

(aplausos)