Paul Debevec animates a photo-real digital face

Paul Devec tạo hiệu ứng cho 1 khuôn mặt số ảnh thực.

Translator: Ha Tran Reviewer: Anh Tran

One of the biggest challenges in computer graphics

Một trong các thách thức lớn nhất trong ngành đồ họa vi tính

has been being able to create a photo-real,

là khả năng tạo ra 1 bức ảnh số

digital human face.

khuôn mặt người thực.

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

Và 1 trong các lý do khiến nhiệm vụ đó khó thực hiện là, không giống người ngoài hành tinh và khủng long

we look at human faces every day.

ngày nào chúng ta cũng nhìn thấy mặt người khác.

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

Điều đó rất quan trọng vì đó là cách con người giao tiếp.

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

Kết quả là, chúng ta được điều chỉnh với những thứ tinh vi nhất

that could possibly be wrong with a computer rendering,

có thể xảy ra với 1 hiển thị máy tính,

in order to believe whether these things are realistic.

nhằm tin chúng có thật.

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

Và trong 5 phút tới

is take you through a process

tôi sẽ dẫn các bạn qua 1 quy trình

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

chúng tôi cố gắng tạo ra 1 khuôn mặt giống thật tạo ra trên máy tính,

using some computer graphics technology we've developed,

sử dụng công nghệ đồ họa vi tính mà chúng tôi đã phát triển

and also some collaborators at a company called Image Metrics.

và với sự cộng tác của 1 số đồng nghiệp tại công ty Image Metrics.

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

Và chúng tôi sẽ cố gắng làm 1 khuôn mặt ảnh thực

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

của diễn viên Emily O'Brien ở ngay kia.

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

Và đó là khuôn mặt của cô ấy hiện lên trên máy tính.

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

Sau cuộc diễn thuyết này, chúng ta sẽ thấy khuôn mặt đó cử động.

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

Chúng tôi cố gắng bắt đầu với Emily,

who was gracious enough to come to our laboratory

cô ấy rất tốt bụng khi đồng ý đến phòng thí nghiệm của chúng tôi

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

ở Marina Del Rey, và ngồi cả buổi trong Light Stage 5.

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

Đây là 1 quả cầu quét khuôn mặt với 156 đèn LED trắng xung quanh

that allow us to photograph her

cho phép chúng tôi chụp ảnh cô ấy

in a series of very controlled illumination conditions.

trong 1 chuỗi các điều kiện chiếu sáng được kiểm soát.

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

Và hệ thống ánh sáng chúng tôi sử dụng trông giống như thế này.

We shoot all of these photographs in about three seconds.

Chúng tôi chụp các bức ảnh này trong khoảng 3 giây.

And we basically capture enough information

Và chúng tôi lấy được đủ thông tin

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

bằng các mẫu máy chiếu video bao quát toàn bộ đường viên khuôn mặt cô ấy,

and different principle directions of light from the light stage,

và các hướng khác nhau theo nguyên lý của chiếu sáng sân khấu,

to figure out both the coarse-scale

để xác định cả chi tiết vi mô

and the fine-scale detail of her face.

và vĩ mô trên khuôn mặt.

If we zoom in on this photograph right here,

Nếu zoom vào bức ảnh này

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

chúng ta có thể thấy 1 bức ảnh rất đẹp của cô,

because she is lit from absolutely everywhere at the same time

vì cô ấy được chiếu sáng đồng thời từ mọi nơi

to get a nice image of her facial texture.

để có 1 hình ảnh đẹp chụp được vân của khuôn mặt.

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

Bên cạnh đó, chúng tôi đã sử dụng thiết bị phân cực trên các ngọn đèn

just like polarized sunglasses can block

giống như kính râm phân cực có thể chắn

the glare off of the road,

độ lóa sáng của mặt đường,

polarizers can block the shine off of the skin,

thiết bị phân cực có thể chắn độ sáng bóng của da

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

nên chúng tôi không lấy tất cả các phản chiếu sáng loáng vào bản đồ này.

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

Nào, nếu xoay các thiết bị phân cực 1 chút

we can actually bring that specular reflection

chúng ta có thể mang lại sự phản chiếu sáng loáng

of the skin back in,

của làn da,

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

và bạn có thể thấy cô ấy trông sáng và hơi bóng dầu.

If you take the difference between these two images here,

Nếu so sánh sự khác biệt giữa 1 hình ảnh này,

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

bạn có 1 hình ảnh sáng lên từ toàn bộ quả cầu đèn

of just the shine off of Emily's skin.

phản chiếu ánh sáng lên làn da của Emily.

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

Tôi không nghĩ đã từng có bất kỳ bức ảnh nào giống thế này được chụp

before we had done this.

trước chúng tôi.

And this is very important light to capture,

Và đây là ánh sáng rất quan trọng cần phải lấy

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

vì nó phản chiếu bề mặt đầu tiên của làn da.

It doesn't get underneath the translucent

Nó không đi xuống các lớp da trong mờ

layers of the skin and blur out.

rồi mờ dần.

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

Kết quả là, nó là 1 ám hiệu rất tốt

to the detailed shape of the skin-pore structure

cho hình dạng chi tiết của kết cấu lỗ chân lông

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

và các nếp nhăn mờ mà ai cũng có,

the things that actually make us look like real humans.

những cái đó khiến chúng ta trông giống người thật.

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

Thế nên nếu chúng ta sử dụng thông tin từ sự phản chiếu sáng bóng này

we can go from a traditional face scan

chúng ta có thể đi từ 1 lần quét khuôn mặt truyền thống

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

bao gồm toàn bộ đường viền khuôn mặt và hình dáng cơ bản,

and augment it with information

và bổ sung thêm thông tin

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

bao gồm kết cấu lỗ chân lông và các nếp nhăn mờ.

And, even more importantly,

Và quan trọng hơn,

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

vì đây là quy trình trắc quang chụp ảnh trong 3 giây,

we can shoot Emily

chúng tôi có thể chụp Emily

in just part of an afternoon,

trong 1 lúc buổi chiều,

in many different facial poses and facial expressions.

ở nhiều biểu hiện và tạo dáng khuôn mặt khác nhau.

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

Bạn có thể thấy đôi mắt cô ấy chuyển động và cử động miệng.

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

Và chúng tôi sẽ dùng những cái này để tạo ra 1 nhân vật số ảnh thực.

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

Nếu nhìn vào các bức ảnh quét của Emily,

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

bạn có thể thấy khuôn mặt người làm rất nhiều điều đáng ngạc nhiên

as it goes into different facial expressions.

khi nó biểu hiện các cử động khuôn mặt khác nhau.

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

Bạn có thể thấy mọi thứ. Không chỉ các thay đổi trên hình dạng khuôn mặt,

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

mà cả khi lớp da lõm xuống hay nhăn lại.

You can see that the skin pore structure changes enormously

Bạn có thể thấy kết cấu lỗ chân lông thay đổi rõ ràng

from stretched skin pores

từ các lỗ chân lông bị kéo căng

to the regular skin texture.

tới tình trạng bình thường của làn da.

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

Bạn có thể thấy các luống rãnh trên lông mày và cấu trúc vi mô thay đổi ở đó.

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

Có thể thấy các cơ kéo lớp da xuống để nhíu mày.

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

Các cơ trên trán cô ấy giãn ra khi cô ấy nhăn mặt như thế này.

In addition to this kind of high-resolution geometry,

Bên cạnh loại hình học độ phân giải cao này,

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

vì nó toàn được chụp bằng camera, chúng tôi có 1 mẫu vân tuyệt vời để dùng cho khuôn mặt.

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

Bằng cách nhìn vào các kênh màu sắc chiếu sáng,

the red and the green and the blue,

đỏ, xanh lá cây và xanh da trời,

diffuse the light differently,

khuếch tán ánh sáng khác nhau,

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

chúng tôi có thể nghĩ ra cách điều chỉnh đậm nhạt cho làn da trên máy tính.

Then, instead of looking like a plaster mannequin,

Sau đó, thay vì trông giống 1 ma-nơ-canh thạch cao

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

nó trông như cơ thể người bằng xương bằng thịt.

And this is what we used

Và chúng tôi đã đưa cái này

to give to the company Image Metrics

cho công ty Image Metrics

to create a rigged, digital version of Emily.

để tạo ra 1 phiên bản số của Emily.

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

Chúng ta đang thấy hình học dạng thô ở đây.

But they basically created a digital puppet of her,

Nhưng họ đã tạo9 ra 1 con rối số của Emily,

where you can pull on these various strings,

bạn có thể thêm vào đó nhiều dây khác nhau,

and it actually moves her face in ways that are

và nó làm khuôn mặt cô ấy cử động theo cách

completely consistent with the scans that we took.

hoàn toàn thống nhất với các bức ảnh chúng tôi đã quét.

And, in addition to the coarse-scale geometry,

Và bên cạnh hình học dạng thô,

they also used all of that detail

họ cũng dùng toàn bộ chi tiết đó

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

để thiết lập "các bản đồ dịch chuyển"

that animate as well.

tạo hiệu ứng sinh động.

These are the displacement maps here.

Đây là các bản đồ dịch chuyển.

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

Và bạn có thể thấy các nếp nhăn khác nhau hiện ra.

So the next process was then to animate her.

Quy trình tiếp theo là làm cô ấy trông sinh động hơn.

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

Chúng tôi đã lấy 1 trong các cử động của cô để cung cấp dữ liệu nguồn.

So, by analyzing this video with computer vision techniques,

Nhờ phân tích video này bằng kỹ thuật thị giác vi tính,

they were able to drive the facial rig

họ có thể điều khiển thiết lập khuôn mặt

with the computer-generated performance.

bằng cử động do máy tính tạo ra.

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

Bây giờ các bạn sẽ thấy

is a completely photo-real digital face.

1 khuôn mặt số ảnh thực hoàn toàn.

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

Chúng ta có thể tăng âm lượng lên 1 chút nếu có thể.

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

Emily: Image Metric là 1 công ty hoạt họa không sử dụng các điểm đánh dấu.

We specialize in high-quality facial animation

Chúng tôi chuyên về hoạt họa khuôn mặt chất lượng cao

for video games and films.

cho các game video và phim.

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

Emily: Image Metric là 1 công ty hoạt họa không sử dụng các điểm đánh dấu.

We specialize in high quality facial animation

Chúng tôi chuyên về hoạt họa khuôn mặt chất lượng cao

for video games and films.

cho các game video và phim.

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

Paul Devec: nếu chúng ta phá vỡ nó thành các lớp, thì đây là thành phần khuếch tán

we saw in the first slide.

chúng ta đã thấy trong slide đầu tiên.

Here is the specular component animating.

Đây là thành phần phản chiếu đang tạo hiệu ứng.

You can see all the wrinkles happening there.

Bạn có thể thấy các nếp nhăn đang hoạt động ở đây.

And there is the underlying wireframe mesh.

Và có 1 lưới khung dây bên dưới.

And that is Emily herself.

Và đó là Emily.

Now, where are we going with this here?

nào, với cái này, chúng tôi sẽ đi tới đâu?

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

Chúng tôi đã tiến xa hơn Light Stage 5 1 chút. Đây là Light Stage 6.

and we're looking at taking this technology

Và chúng ta đang dùng công nghệ này

and applying it to whole human bodies.

ứng dụng nó vào toàn bộ cơ thể con người.

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

Đây là Bruce Lawmen, 1 trong các nhà nghiên cứu của chúng tôi trong nhóm,

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

anh đã rất tốt bụng đồng ý chụp ảnh khi đang chạy dưới hệ thống đèn.

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

Chúng ta hãy nhìn phiên bản máy tính của Bruce,

of Bruce, running in a new environment.

anh đang chạy trong môi trường mới.

And thank you very much.

Và cảm ơn các bạn.

(Applause)

(Vỗ tay)