ABOUT THE SPEAKER
Paul Debevec - Computer graphics pioneer
Paul Debevec's digital inventions have powered the breathtaking visual effects in films like The Matrix, Superman Returns, King Kong and The Curious Case of Benjamin Button.

Why you should listen

Called "Hollywood's Master of Light" by MIT's Technology Review, Paul Debevec leads the Graphics Laboratory at USC's Institute for Creative Technologies, where he directs the development of the Light Stage systems, which capture and simulate how people and objects appear in real-world illumination.

His work on lighting digital objects has been used in films like X-Men, The Golden Compass and Terminator: Salvation. He leads the design of HDR Shop, the first high-dynamic-range image editing program. He has collaborated with TEDster Golan Levin on an interactive art installation called Rouen Revisited.

More profile about the speaker
Paul Debevec | Speaker | TED.com
TEDxUSC

Paul Debevec: Animating a photo-real digital face

Paul Debevec animira foto-realistično digitalno lice

Filmed:
881,584 views

Na događaju TEDxUSC, utirač puteva u računalnoj grafici Paul Debevec objašnjava tehnologiju snimanja scene koja je u pozadini digitalne Emily, digitalno sklopljenog ljudskog lica tako realističnog da podnosi i višestruke provjere.
- Computer graphics pioneer
Paul Debevec's digital inventions have powered the breathtaking visual effects in films like The Matrix, Superman Returns, King Kong and The Curious Case of Benjamin Button. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:18
One of the biggestnajveći challengesizazovi in computerračunalo graphicsgrafika
0
0
3000
Jedan od najvećih izazova u računalnoj grafici
00:21
has been beingbiće ableu stanju to createstvoriti a photo-realfotografija-realnom,
1
3000
2000
je biti u stanju stvoriti foto-realistično,
00:23
digitaldigitalni humanljudski facelice.
2
5000
2000
digitalno ljudsko lice.
00:25
And one of the reasonsrazlozi it is so difficulttežak is that, unlikeza razliku od aliensvanzemaljci and dinosaursdinosauri,
3
7000
3000
A jedan od razloga zašto je to teško je taj što, za razliku od dinosaura,
00:28
we look at humanljudski faceslica everysvaki day.
4
10000
3000
ljudska lica promatramo svakodnevno.
00:31
They are very importantvažno to how we communicatekomunicirati with eachsvaki other.
5
13000
2000
Vrlo su važna za našu međusobnu komunikaciju.
00:33
As a resultproizlaziti, we're tunedtuned in to the subtlestsuptilna things
6
15000
3000
Kao rezultat, primjećujemo najtananije stvari
00:36
that could possiblymožda be wrongpogrešno with a computerračunalo renderingvraćanje,
7
18000
2000
koje bi uopće mogle biti pogrešne u računalnom renderiranju,
00:38
in ordernarudžba to believe whetherda li these things are realisticrealno.
8
20000
3000
kako bismo vjerovali jesu li te stvari realistične.
00:41
And what I'm going to do in the nextSljedeći fivepet minutesminuta
9
23000
2000
Ono što ću učiniti u sljedećih pet minuta
00:43
is take you throughkroz a processpostupak
10
25000
2000
je da ću vas provesti kroz proces
00:45
where we triedpokušala to createstvoriti a reasonablyrazumno photo-realisticFoto-realističan computer-generatedračunalo-generiran facelice,
11
27000
3000
kojim smo pokušali stvoriti razumno foto-realistično računalno generirano lice,
00:48
usingkoristeći some computerračunalo graphicsgrafika technologytehnologija we'veimamo developedrazvijen,
12
30000
3000
koristeći tehnologiju računalne grafike koju smo sami razvili,
00:51
and alsotakođer some collaboratorssuradnici at a companydruštvo calledzvao ImageSlika MetricsMetrika.
13
33000
2000
kao i suradnike u kompaniji po imenu Image Metrics.
00:53
And we're going to try to do a photo-realfotografija-realnom facelice
14
35000
2000
Pokušat ćemo napraviti foto-realistično lice
00:55
of an actressglumica namedpod nazivom EmilyEmily O'BrienO'Brien, who is right there.
15
37000
3000
glumice po imenu Emily O'Brien, koja je ovdje.
00:58
And that's actuallyzapravo a completelypotpuno computer-generatedračunalo-generiran renderingvraćanje of her facelice.
16
40000
3000
A to je zapravo potpuno računalno renderiranje njezinog lica.
01:01
By the endkraj of the talk, we're going to see it movepotez.
17
43000
2000
Do kraja ovog govora, vidjet ćemo ga u pokretu.
01:03
The way that we did this is we triedpokušala to startpočetak with EmilyEmily herselfona sama,
18
45000
3000
Način na koji smo to napravili je tako da smo pokušali početi sa samom Emily,
01:06
who was graciousmilostiv enoughdovoljno to come to our laboratorylaboratorija
19
48000
3000
koja je bila dovoljno draga i došla do našeg laboratorija
01:09
in MarinaMarina DelDel ReyRey, and sitsjediti for a sessionsjednica in LightSvjetlo StageFazi 5.
20
51000
3000
u marini Del Rey, i sjela na seansu na svjetlosnoj pozornici 5.
01:12
This is a face-scanninglice-skeniranje spheresfera, with 156 whitebijela LEDsLED lampice all around
21
54000
4000
Ovo je kugla za skeniranje lica koja ima 156 bijelih LED-ova uokolo,
01:16
that allowdopustiti us to photographfotografirati her
22
58000
2000
koji nam omogućuju da je fotografiramo
01:18
in a seriesniz of very controlleddirigovan illuminationosvjetljenje conditionsUvjeti.
23
60000
3000
u nizu kontroliranih uvjeta osvjetljenja.
01:21
And the lightingrasvjeta that we use these daysdana looksizgled something like this.
24
63000
3000
A svjetlost koju koristimo ovih dana izgleda poput ovoga.
01:24
We shootpucati all of these photographsfotografije in about threetri secondssekundi.
25
66000
2000
Slikamo sve ove fotografije u neke tri sekunde.
01:26
And we basicallyu osnovi captureuhvatiti enoughdovoljno informationinformacija
26
68000
3000
I praktički dobivamo dovoljno informacija
01:29
with videovideo projectorprojektor patternsobrasci that drapeogrnuti over the contourskonture of her facelice,
27
71000
4000
s uzorcima video projekcije koji se prevlače preko njezinog lica,
01:33
and differentdrugačiji principlenačelo directionssmjerovi of lightsvjetlo from the lightsvjetlo stagefaza,
28
75000
2000
i različitim glavnim pravcima svjetla u svjetlosnoj pozornici,
01:35
to figurelik out bothoba the coarse-scalegrubo razmjera
29
77000
2000
da raščlanimo i grube crte
01:37
and the fine-scaleDobro-skale detaildetalj of her facelice.
30
79000
2000
kao i fine sitne detalje njezinog lica.
01:39
If we zoomzum in on this photographfotografirati right here,
31
81000
2000
Ako zumiramo ovu fotografiju ovdje,
01:41
we can see it's a really nicelijepo photographfotografirati to have of her,
32
83000
2000
vidimo da je to zaista lijepa fotografija nje,
01:43
because she is litlit from absolutelyapsolutno everywheresvugdje, posvuda at the sameisti time
33
85000
4000
jer je osvijetljena s apsolutno svih strana u isto vrijeme
01:47
to get a nicelijepo imageslika of her faciallica texturetekstura.
34
89000
2000
čime dobivamo lijepu sliku površine njezinog lica.
01:49
And in additiondodatak, we'veimamo actuallyzapravo used polarizersPolarizers on all the lightssvjetla --
35
91000
3000
Dodatno, koristili smo polarizatore na svim svjetlima --
01:52
just like polarizedpolarizirane sunglassessunčane naočale can blockblok
36
94000
2000
baš kao što polarizirane sunčane naočale blokiraju
01:54
the glarebljesak off of the roadcesta,
37
96000
2000
sjaj koji se reflektira od ceste,
01:56
polarizersPolarizers can blockblok the shinesjaj off of the skinkoža,
38
98000
2000
polarizatori mogu blokirati sjaj kože,
01:58
so we don't get all those specularreflektirajuća reflectionsrazmišljanja to take this mapkarta.
39
100000
3000
pa ne dobivamo refleksije na ovoj mapi.
02:01
Now, if we turnskretanje the polarizersPolarizers around just a little bitbit,
40
103000
2000
No, ako okrenemo polarizatore samo malo,
02:03
we can actuallyzapravo bringdonijeti that specularreflektirajuća reflectionodraz
41
105000
2000
možemo zapravo tu refleksiju
02:05
of the skinkoža back in,
42
107000
2000
vratiti na lice,
02:07
and you can see she looksizgled kindljubazan of shinysjajna and oilymasnu at this pointtočka.
43
109000
3000
i vidite da ona sada izgleda nekako sjajno i nauljeno.
02:10
If you take the differencerazlika betweenizmeđu these two imagesslika here,
44
112000
3000
Ako uzmete razliku između ove dvije slike,
02:13
you can get an imageslika litlit from the entirečitav spheresfera of lightsvjetlo
45
115000
2000
možete dobiti sliku osvijetljenu s cjelokupnom svjetlosnom kuglom
02:15
of just the shinesjaj off of Emily'sEmily je skinkoža.
46
117000
3000
ili samo sjaj s Emilyne kože.
02:18
I don't think any photographfotografirati like this had ever been takenpoduzete
47
120000
2000
Mislim da fotografija poput ove nikada nije bila fotografirana
02:20
before we had doneučinio this.
48
122000
2000
prije nego što smo mi ovo učinili.
02:22
And this is very importantvažno lightsvjetlo to captureuhvatiti,
49
124000
3000
A ovo je vrlo važno svjetlo za uhvatiti,
02:25
because this is the lightsvjetlo that reflectsodražava off the first surfacepovršinski of the skinkoža.
50
127000
2000
jer je to svjetlo koje se reflektira s prve površine kože.
02:27
It doesn't get underneathispod the translucentprozračan
51
129000
2000
Ono ne ulazi pod prozirne
02:29
layersslojevi of the skinkoža and blurzamagliti out.
52
131000
2000
slojeve kože i tu se muti.
02:31
And, as a resultproizlaziti, it's a very good cuetak
53
133000
2000
Rezultat je taj da imamo vrlo dobar pokazatelj
02:33
to the detaileddetaljne shapeoblik of the skin-porekoža-pora structurestruktura
54
135000
3000
detaljnog oblika strukture kože i pora
02:36
and all of the fine wrinklesbora that all of us have,
55
138000
2000
i svih finih bora koje svi imamo,
02:38
the things that actuallyzapravo make us look like realstvaran humansljudi.
56
140000
2000
stvari zbog kojih zapravo i izgledamo kao pravi ljudi.
02:40
So, if we use informationinformacija that comesdolazi off of this specularreflektirajuća reflectionodraz,
57
142000
4000
Dakle, ako koristimo informacije koje dobivamo od te točkaste refleksije
02:44
we can go from a traditionaltradicionalan facelice scanskenirati
58
146000
2000
možemo ići od tradicionalnog skena lica
02:46
that mightmoć have the grossbruto contourskonture of the facelice and the basicosnovni shapeoblik,
59
148000
4000
koji nam daje grube konture lica i glavni oblik,
02:50
and augmentpovećati it with informationinformacija
60
152000
2000
i pojačati ga s informacijama
02:52
that putsstavlja in all of that skinkoža porepora structurestruktura and fine wrinklesbora.
61
154000
3000
koje dodaju čitavu strukturu pora i fine bore.
02:55
And, even more importantlyvažnije,
62
157000
2000
I još važnije,
02:57
sinceod this is a photometricFotometrijsko processpostupak that only takes threetri secondssekundi to captureuhvatiti,
63
159000
3000
otkad je to fotometrijski proces koji zahtijeva samo 3 sekunde,
03:00
we can shootpucati EmilyEmily
64
162000
2000
možemo fotografirati Emily
03:02
in just partdio of an afternoonposlijepodne,
65
164000
2000
tijekom samo dijela popodneva,
03:04
in manymnogi differentdrugačiji faciallica posespoze and faciallica expressionsizrazi.
66
166000
3000
u mnogo različitih položaja lica i mnogo izraza.
03:07
So, here you can see her movingkreće her eyesoči around, movingkreće her mouthusta around.
67
169000
3000
Ovdje je vidite kako okreće očima, pomiče usta.
03:10
And these we're actuallyzapravo going to use to createstvoriti a photo-realfotografija-realnom digitaldigitalni characterlik.
68
172000
3000
A ove ćemo zaista koristiti da stvorimo foto-realističan digitalni karakter.
03:13
If you take a look at these scansskenira that we have of EmilyEmily,
69
175000
4000
Ako pogledate ove skenove koje imamo od Emily,
03:17
you can see that the humanljudski facelice does an enormousogroman amountiznos of amazingnevjerojatan things
70
179000
3000
vidite da ljudsko lice čini ogroman broj zapanjujućih stvari
03:20
as it goeside into differentdrugačiji faciallica expressionsizrazi.
71
182000
3000
kad pravi različite izraze.
03:23
You can see things. Not only the facelice shapeoblik changespromjene,
72
185000
3000
Možete to vidjeti. Ne samo da se oblik lica mijenja,
03:26
but all sortsvrste of differentdrugačiji skinkoža bucklingizvijanja and skinkoža wrinklingbora occursjavlja.
73
188000
4000
već se događa i različito savijanje i nabiranje kože.
03:30
You can see that the skinkoža porepora structurestruktura changespromjene enormouslyogromno
74
192000
4000
Vidite da se struktura pora kože drastično mijenja
03:34
from stretchedrastegnut skinkoža porespore
75
196000
2000
od rastegnutih pora,
03:36
to the regularredovan skinkoža texturetekstura.
76
198000
2000
do normalne teksture kože.
03:38
You can see the furrowsbrazdama in the browobrve and how the microstructuremikrostruktura changespromjene there.
77
200000
3000
Možete vidjeti brazde na čelu i kako se mikrostruktura ovdje mijenja.
03:41
You can see musclesmišići pullingpovlačenjem down at fleshmeso to bringdonijeti her eyebrowsobrve down.
78
203000
4000
Vidite kako mišići povlače kožu nadolje kako bi spustili njezine obrve.
03:45
Her musclesmišići bulgingizbočen in her foreheadčelo when she wincesNađi gazu like that.
79
207000
3000
Mišići iskaču na njezinom čelu kad pravi ovu grimasu.
03:48
In additiondodatak to this kindljubazan of high-resolutionvisoka rezolucija geometrygeometrija,
80
210000
3000
Osim ove geometrije visoke rezolucije,
03:51
sinceod it's all captureduhvaćen with cameraskamere, we'veimamo got a great texturetekstura mapkarta to use for the facelice.
81
213000
4000
budući da je sve snimljeno fotoaparatom, imamo odličnu mapu teksture za upotrijebiti na licu.
03:55
And by looking at how the differentdrugačiji colorboja channelskanali of the illuminationosvjetljenje,
82
217000
2000
A gledajući kako različiti kanali boja u svjetlosti,
03:57
the redcrvena and the greenzelena and the blueplava,
83
219000
2000
crveni i zeleni i plavi,
03:59
diffusedifuzno the lightsvjetlo differentlyrazličito,
84
221000
2000
različito raspršuju svjetlo,
04:01
we can come up with a way of shadingsjenčanje the skinkoža on the computerračunalo.
85
223000
3000
možemo odrediti način na koji ćemo osjenčati kožu računalom.
04:04
Then, insteadumjesto of looking like a plastergips mannequinlutka,
86
226000
3000
I tada, umjesto da izgleda kao gipsana lutka,
04:07
it actuallyzapravo looksizgled like it's madenapravljen out of livingživot humanljudski fleshmeso.
87
229000
3000
ovo zapravo izgleda kao da je izrađeno od živog ljudskog tkiva.
04:10
And this is what we used
88
232000
2000
I to je ono što smo davali
04:12
to give to the companydruštvo ImageSlika MetricsMetrika
89
234000
2000
kompaniji Image Metrics
04:14
to createstvoriti a riggednamještena, digitaldigitalni versionverzija of EmilyEmily.
90
236000
3000
da naprave prilagođenu digitalnu verziju Emily.
04:17
We're just seeingvidim the coarse-scalegrubo razmjera geometrygeometrija here.
91
239000
2000
Ovdje vidimo samo geometriju u grubom planu.
04:19
But they basicallyu osnovi createdstvorio a digitaldigitalni puppetlutka of her,
92
241000
3000
Ali oni su napravili digitalnu marionetu nje,
04:22
where you can pullVuci on these variousraznovrstan stringsžice,
93
244000
2000
kod koje možete povući ove različite uzice,
04:24
and it actuallyzapravo movespotezi her facelice in waysnačine that are
94
246000
2000
i one pomiču njezino lice na način
04:26
completelypotpuno consistentdosljedan with the scansskenira that we tookuzeo.
95
248000
2000
sasvim konzistentan sa skenovima koje smo napravili.
04:28
And, in additiondodatak to the coarse-scalegrubo razmjera geometrygeometrija,
96
250000
2000
Osim grube geometrije,
04:30
they alsotakođer used all of that detaildetalj
97
252000
2000
Iskoristili su i sve te detalje
04:32
to createstvoriti a setset of what are calledzvao "displacementpremještanje mapskarata"
98
254000
3000
da naprave skup onoga što se zove "karte pomaka"
04:35
that animateanimirati as well.
99
257000
3000
koje se također mogu animirati.
04:38
These are the displacementpremještanje mapskarata here.
100
260000
2000
Ovo su karte pomaka.
04:40
And you can see those differentdrugačiji wrinklesbora actuallyzapravo showpokazati up as she animatesoživljava.
101
262000
3000
I vidite da se različite bore doista vide kad je animirana.
04:43
So the nextSljedeći processpostupak was then to animateanimirati her.
102
265000
2000
Sljedeći je postupak, dakle, bila animacija.
04:45
We actuallyzapravo used one of her ownvlastiti performancespredstava to providepružiti the sourceizvor datapodaci.
103
267000
4000
Koristili smo jednu njenu pravu izvedbu kao izvor podataka.
04:49
So, by analyzingAnalizirajući this videovideo with computerračunalo visionvizija techniquesTehnike,
104
271000
3000
Analizirajući ovaj video tehnikama računalnog gledanja,
04:52
they were ableu stanju to drivepogon the faciallica rigopremiti
105
274000
2000
bili su u stanju pokrenuti kostur lica
04:54
with the computer-generatedračunalo-generiran performanceizvođenje.
106
276000
2000
izvedbom generiranom u računalu.
04:56
So what you're going to see now, after this,
107
278000
2000
Ono što ćete sada vidjeti, nakon ovoga,
04:58
is a completelypotpuno photo-realfotografija-realnom digitaldigitalni facelice.
108
280000
2000
je posve foto-realistično lice.
05:00
We can turnskretanje the volumevolumen up a little bitbit if that's availabledostupno.
109
282000
2000
Možemo malo pojačati glasnoću ako može.
05:02
EmilyEmily: ImageSlika MetricsMetrika is a markerlessmarkerless, performance-driventemelju izvedbe animationanimacija companydruštvo.
110
284000
4000
Emily: Image Metrics je kompanija za animaciju bez markera, temeljenu na izvedbi.
05:06
We specializeSpecijalizirani in high-qualityvisoke kvalitete faciallica animationanimacija
111
288000
3000
Specijaliziramo se za animaciju lica visoke kvalitete
05:09
for videovideo gamesigre and filmsfilmovi.
112
291000
2000
za video igre i filmove.
05:11
ImageSlika MetricsMetrika is a markerlessmarkerless, performance-driventemelju izvedbe animationanimacija companydruštvo.
113
293000
4000
Image Metrics je kompanija za animaciju bez markera, temeljenu na izvedbi.
05:15
We specializeSpecijalizirani in highvisok qualitykvaliteta faciallica animationanimacija
114
297000
3000
Specijaliziramo se za animaciju lica visoke kvalitete
05:18
for videovideo gamesigre and filmsfilmovi.
115
300000
3000
za video igre i filmove.
05:21
PaulPavao DebevecDebevec: So, if we breakpauza that down into layersslojevi, here'sevo that diffusedifuzno componentsastavni dio
116
303000
2000
Paul Debevec: Pa, ako to raščlanimo na slojeve, evo te difuzne komponente
05:23
we saw in the first slideklizanje.
117
305000
2000
koju smo vidjeli na prvom slajdu.
05:25
Here is the specularreflektirajuća componentsastavni dio animatingAnimiranje.
118
307000
2000
Ovdje je refleksivna komponenta u animaciji.
05:27
You can see all the wrinklesbora happeningdogađa there.
119
309000
2000
Vidite da se ovdje pojavljuju i sve bore.
05:29
And there is the underlyingtemeljne wireframežičani okvir meshmreža.
120
311000
5000
A ovdje je žičana mreža u podlozi.
05:34
And that is EmilyEmily herselfona sama.
121
316000
2000
A ovo je sama Emily.
05:36
Now, where are we going with this here?
122
318000
2000
Pa, kamo dalje s ovime?
05:38
We'veMoramo goneotišao a little bitbit beyondIznad LightSvjetlo StageFazi 5. This is LightSvjetlo StageFazi 6,
123
320000
4000
Pomaknuli smo se nešto dalje od svjetlosne pozornice 5. Ovo je svjetlosna pozornica 6.
05:42
and we're looking at takinguzimanje this technologytehnologija
124
324000
2000
I gledamo kako iskoristiti ovu tehnologiju
05:44
and applyingprimjenom it to wholečitav humanljudski bodiestjelesa.
125
326000
2000
i primijeniti je na čitava tijela.
05:46
This is BruceBruce LawmenSuca., one of our researchersistraživači in the groupskupina,
126
328000
2000
Ovo je Bruce Lawmen, jedan od istraživača u skupini,
05:48
who graciouslymilostivo agreeddogovoren to get captureduhvaćen runningtrčanje in the LightSvjetlo StageFazi.
127
330000
3000
koji se velikodušno složio da ga snimimo dok trči na svjetlosnoj pozornici.
05:51
And let's take a look at a computer-generatedračunalo-generiran versionverzija
128
333000
2000
Pogledajmo verziju Brucea generiranu računalom,
05:53
of BruceBruce, runningtrčanje in a newnovi environmentokolina.
129
335000
2000
dok trči u novom okruženju.
06:01
And thank you very much.
130
343000
2000
Hvala vam lijepa.
06:03
(ApplausePljesak)
131
345000
1000
(Pljesak)

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Paul Debevec - Computer graphics pioneer
Paul Debevec's digital inventions have powered the breathtaking visual effects in films like The Matrix, Superman Returns, King Kong and The Curious Case of Benjamin Button.

Why you should listen

Called "Hollywood's Master of Light" by MIT's Technology Review, Paul Debevec leads the Graphics Laboratory at USC's Institute for Creative Technologies, where he directs the development of the Light Stage systems, which capture and simulate how people and objects appear in real-world illumination.

His work on lighting digital objects has been used in films like X-Men, The Golden Compass and Terminator: Salvation. He leads the design of HDR Shop, the first high-dynamic-range image editing program. He has collaborated with TEDster Golan Levin on an interactive art installation called Rouen Revisited.

More profile about the speaker
Paul Debevec | Speaker | TED.com