متحرک سازی یک چهره دیجیتالی واقعی-نما

یکی از بزرگترین چالشها در گرافیک رایانه ای امکان خلق یک تصویر واقع-نمای دیجیتالی، از چهره انسان بوده است. و یکی از دلایل مشکل بودنش اینه کهبرخلاف آدم فضایی ها و دایناسورها، ما هر روز چهره انسان ها رو می بینیم. و این در کیفیت برقراری رابطه بین ماخیلی مهمه. در نتیجه،ما به ظریف ترین چیزهایی که ممکن هست در رندرینگ رایانه ای اشتباه بشه حساسیم، تا واقعی بودن شان باورپذیر شوند.
و کاری که در پنج دقیقه آینده میخواهم بکنم اینه که شما رو با فرایندی آشنا کنم که طی اون ما تلاش کردیم توسط رایانهیک چهره نسبتا واقعی نما بسازیم، با استفاده از یک فناوری گرافیک رایانه ایساخت خودمون، و همکاری چند نفر از شرکتیبه اسم Image Metrics و میخواهیم یک تصویر واقعی نمااز چهره یک بازیگر به اسم «امیلی او. برایان» بسازیمکه اینجا می بینید. و این در واقع یک رندرینگ از چهره اوستکه تماماً با رایانه ساخته شده در پایان سخنرانی، حرکت اون رو خواهیم دید.
روش ما این طور بود کهسعی کردیم از خود امیلی شروع کنیم، که اونقدر لطف داشت که به آزمایشگاه ما در مارینا دل ری بیادو به عنوان مدل در اتاق نور ۵ بنشینه. این یک کره پویشگر چهره استبا 156 ال.ئی.دی در اطرافش که به ما امکان تصویر برداری از او را در یک سری از وضعیت های روشنایی کنترل شده میدهد. و نورپردازی که ما امروزه استفاده میکنیمچیزی شبیه به این هست. ما تمام این تصاویر رو در مدتحدودا سه ثانیه می گیریم.
و به میزان کافیتوسط الگوهای ویدئو پروژکتوری که خطوط تراز چهره ی او را پوشش می دهد و جهات اصلی نوری از اتاق نوراطلاعات ثبت می کنیم تا در هر دو مقیاس درشت و ریز جزئیات چهره او را تصویر سازی کنیم. اگر این بخش از تصویر را بزرگنمایی کنیم، می بینیم که این یک عکس واقعا خوب از اوست، چون همزمان از تمام جهاتبه صورتش نور تابیده شده تا از بافت صورت او تصویری خوب گرفته شود.
و بعلاوه، ما در تمام چراغ ها از قطبنده ی نور استفاده کرده ایم؛ درست مثل عینک های پلاریزه که میتوانند درخشش جاده را حذف کنند، قطبنده ها میتواننددرخشش پوست را حذف کنند، تا ما همه ی آن نورهای منعکس شده رابرای گرفتن این نقشه نبینیم. حالا، اگر قطبنده ها را کمی بچرخانیم، میتوانیم آن انعکاس های نوری پوست را دوباره برگردانیم، و می بینید که او در این حالتبراق و روغنی به نظر می رسه. اگر تفاوت بین این دو تصویر را بگیرید، میتوانید تصویری روشن ازکل کره نورانی داشته باشید که تنها از درخشش پوست امیلی است.
فکر نمی کنم تا قبل از اینکه مااین کار را انجام بدهیم هیچ تصویری مانند این گرفته شده باشد و این نور بسیار مهمی استکه باید ضبط شود، چون این نوری است که از اولین سطح پوستبازتابیده می شود و به زیر لایه های مات پوست نمی رسد و محو نمی شود و در نتیجه، نشانی خیلی خوبی است برای شکل پرجزئیات از ساختار منافذ پوست و تمام چین و چروک های ظریفیکه همه ما داریم، چیزهایی که ما را شبیه یک انسان واقعی میکند
پس، اگر از اطلاعاتی که از اینانعکاس های نور می رسد استفاده کنیم میتوانیم از یک پویش چهره معمولی که شامل خطوط تراز کلی چهرهو شکل بنیادی است فراتر برویم و به آن اطلاعاتی اضافه کنیم که همه آن ساختار منافذ و چروکیدکی هایظریف را نشان میدهد و مهمتر از آن از آنجا که این یک فرآیند نورسنجی است کهتنها سه ثانیه زمان نیاز دارد میتوانیم در طول یک بعد از ظهر از موقعیت های مختلف و حالت های گوناگون چهره امیلیتصویربرداری کنیم.
مثلا اینجا می توانید ببینید که چشمهاو دهانش را تکان میدهد. وما با استفاده از اینها قرار است که یک شخصیت دیجیتالی واقعی نما خلق کنیم اگر به این اسکن ها که از امیلی داریمنگاه کنید می بینید که چهره انسانوقتی حالت های مختلف به خودش می گیره کارهای خیلی شگفت انگیزی انجام میده. مثلا می توانید ببینید کهنه تنها شکل چهره تغییر میکند، بلکه کلی کج و کولگی و چروک همروی پوست اتفاق می افتد. می بینید که ساختار منافذ پوست،از منافذ پوستی کش آمده تا بافت معمولی پوست خیلی زیاد تغییر میکند می توانید شیارهای ابرو را ببینیدو اینکه چطور ریز-ساختار آنجا تغییر میکند. می بینید که عضلات، گوشت را پایین می کشندتا ابروهای او را به سمت پایین خم کنند. وقتی چهره اش را در هم میکشدعضلات او در پیشانی اش برآمده می شود.
چونکه اینها همگی با دوربین ضبط شده،علاوه بر این نوع از هندسه با رزلوشن بالا ما نقشه‌ ای عالی از بافت داریمکه برای صورت به کار ببریم و با در نظر گرفتن اینکه چطور کانالهای مختلف رنگ در روشنایی، قرمز و سبز و آبی، نور را متفاوت پراکنده می کنند، می توانیم راهی برای سایه پردازی پوستدر رایانه خلق کنیم. آن وقت، به جای اینکه شبیه یکمجسمه ی مانکن شود واقعا به این می ماند کهاز گوشت انسان زنده ساخته شده.
و این چیزی است که استفاده کردیم تا به شرکت Image Metrics ارائه دهیم که یک نسخه دیجیتالی کاملاز امیلی خلق کنند. ما اینجا فقط هندسه بزرگ-مقیاس رو میبینیم. اما اونها دراصل یک عروسک خیمه شب بازیدیجیتالی از او ساخته اند، که می‌توانید اینرشته‌های گوناگون را بکشید، و اون هم صورتش رو به شکلی کاملا یکسان با اسکنهایی که ما گرفتیم تغییر میدهد. و علاوه بر هندسه بزرگ-مقیاس، اونها از همه ی آن جزئیات استفاده کردند تا چیزی به نام «نقشه های جابجایی» خلق کنند که متحرک سازی هم میکند. اینها نقشه های جابجایی هستند و میبینید که آن چروک های گوناگون بامتحرک کردن او نمایان میشوند.
فرایند بعدی متحرک سازی او بود. ما اتفاقا یکی از بازی های خود او را به کار بردیم تا منبع اطلاعات مان را بسازیم. با تحلیل کردن این ویدئو توسطتکنیک های دید رایانه‌ای توانستند ظاهر چهره را با بازی تولید شده توسط رایانهبه حرکت در بیاورند. چیزی که الان، بعد از این قرار است ببینید یک چهره دیجیتالی کاملا واقعی-نما است. اگر بشود میتوانیمصدا را کمی زیاد کنیم.
امیلی: Image Metrics یک شرکت پویانماییبی نشان و کارآمد است. ما متخصص پویانمایی چهره با کیفیت بالا برای فیلم‌ها و بازی‌های ویدئویی هستیم. Image Metrics یک شرکت پویانماییبی نشان و کارآمد است. ما متخصص پویانمایی چهره با کیفیت بالا برای فیلم‌ها و بازی‌های ویدئویی هستیم.
پل دِبِوک: اگر آنرابه چند لایه تقسیم کنیم این همان مولفه ی پراکنده استکه در اسلاید اول دیدیم. این مولفه بازتاب نور متحرک است. شکل گیری همه چروک‌ها را می بینید. و این هم زیرلایه ی شبکه ی سیمی هست. و این خود امیلی است.
حالا هدف ما از این کار چیه؟ ما کمی از اتاق نور ۵ فراتر رفته‌ایم.این اتاق نور ۶ هست وهدف ما استفاده از این فناوری و به کار بردن اون برای کل بدن انسان هست این «بروس لامن» یکی از پژوهشگران گروه ماست کسی که با سخاوت قبول کرد از اوحین کار در اتاق نور تصویربرداری شود و بیایید نگاهی بندازیم به نسخه تولید شدهبا رایانه از بروس که در محیطی جدید در حال دویدن هست بسیار ممنونم. (تشویق تماشاگران)