TEDxUSC
Paul Debevec: Animating a photo-real digital face
Paul Debevec fotoğraf gerçekliğindeki bir yüzün animasyonunu gerçekleştiriyor.
Filmed:
Readability: 4.8
881,584 views
TEDxUSC'de, bilgisayar grafiklerinde çığır açan Paul Debevec farklı şekle giren oldukça gerçekçi olan dijital olarak oluşturulmuş insan yüzü, Digital Emily'nin arkasındaki sahne aşırma teknolojisini açıklıyor.
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. Full bio
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 biggest challenges in computer graphics
0
0
3000
Bilgisayar grafiklerinin en büyük zorluklarından bir tanesi
00:21
has been being able to create a photo-real,
1
3000
2000
gerçek bir resim yaratabilmek,
00:23
digital human face.
2
5000
2000
dijital insan yüzü.
00:25
And one of the reasons it is so difficult is that, unlike aliens and dinosaurs,
3
7000
3000
Bunun oldukça zor olmasının nedenlerinden biri, uzaylılar ve dinazorlar dışında,
00:28
we look at human faces every day.
4
10000
3000
insan yüzüne her gün bakıyor olmamızdır.
00:31
They are very important to how we communicate with each other.
5
13000
2000
Birbirimizle nasıl iletişim kurduğumuz ile çok önemlidir.
00:33
As a result, we're tuned in to the subtlest things
6
15000
3000
Sonuç olarak, gerçekçi olabileceğine inanmak için
00:36
that could possibly be wrong with a computer rendering,
7
18000
2000
bilgisayarın dönüştürdüğü sırada
00:38
in order to believe whether these things are realistic.
8
20000
3000
olabilecek yanlışlık için hassas ayarlamalar yaptık.
00:41
And what I'm going to do in the next five minutes
9
23000
2000
Önümüzdeki beş dakikada yapacağım şey
00:43
is take you through a process
10
25000
2000
geliştirdiğimiz bilgisayar grafik teknolojisini kullanarak,
00:45
where we tried to create a reasonably photo-realistic computer-generated face,
11
27000
3000
fotoğraf gerçekliğinde bilgisayarla geliştirilmiş bir yüz yapmaya çalıştığımız
00:48
using some computer graphics technology we've developed,
12
30000
3000
ve Image Metrics şirketinde bazı ortaklarımızla beraber yaptığımız
00:51
and also some collaborators at a company called Image Metrics.
13
33000
2000
sürece sizi götüreceğim
00:53
And we're going to try to do a photo-real face
14
35000
2000
Şu an burada bulunan aktris Emily O'Brien'ın
00:55
of an actress named Emily O'Brien, who is right there.
15
37000
3000
fotoğraf gerçekliğindeki yüzünü yapmaya çalışacağız.
00:58
And that's actually a completely computer-generated rendering of her face.
16
40000
3000
Bu aslında onun tamemen bilgisayar tarafından dönüştürülen yüzü.
01:01
By the end of the talk, we're going to see it move.
17
43000
2000
Konuşmanın sonunda, onun hareket ettiğini göreceğiz.
01:03
The way that we did this is we tried to start with Emily herself,
18
45000
3000
İzledğimiz yol Marina Del Rey'deki laboratuarımıza gelip,
01:06
who was gracious enough to come to our laboratory
19
48000
3000
Light Stage 5 oturumun için bekleyen nazik
01:09
in Marina Del Rey, and sit for a session in Light Stage 5.
20
51000
3000
Emily'nin kendisi ile başlamaya çalışmaktı.
01:12
This is a face-scanning sphere, with 156 white LEDs all around
21
54000
4000
Bu yüz tarama küresi, etrafında 156 adet beyaz LED lambaları ile,
01:16
that allow us to photograph her
22
58000
2000
oldukça kontrol edilebilen ışık durumları serisi içerisinde
01:18
in a series of very controlled illumination conditions.
23
60000
3000
onun fotoğrafını çekmemize izin veriyor.
01:21
And the lighting that we use these days looks something like this.
24
63000
3000
Bu günlerde kullandığımız ışıklandırma bunun gibi bir şeye benziyor.
01:24
We shoot all of these photographs in about three seconds.
25
66000
2000
Bütün bu fotoğrafları üç saniye içinde çektik.
01:26
And we basically capture enough information
26
68000
3000
Basitçe yüzün hem detaylarıyla hem de
01:29
with video projector patterns that drape over the contours of her face,
27
71000
4000
kabaca ortaya çıkarmak için onun yüzünün
01:33
and different principle directions of light from the light stage,
28
75000
2000
çevresel hatlarını örten video projektör modelleriyle ve
01:35
to figure out both the coarse-scale
29
77000
2000
ışık safhasındaki ışığın farklı prensipteki yönleriyle
01:37
and the fine-scale detail of her face.
30
79000
2000
yeteri kadar bilgi topladık
01:39
If we zoom in on this photograph right here,
31
81000
2000
Burada fotoğrafa yakınlaşırsak,
01:41
we can see it's a really nice photograph to have of her,
32
83000
2000
onun gerçekten iyi bir fotoğraf olduğunu görebiliriz,
01:43
because she is lit from absolutely everywhere at the same time
33
85000
4000
çünkü yüzünün dokusunun iyi bir resmini elde edebilmek için
01:47
to get a nice image of her facial texture.
34
89000
2000
aynı anda tamamen her yerden ışıklandırılmıştır.
01:49
And in addition, we've actually used polarizers on all the lights --
35
91000
3000
Buna ek olarak, bütün ışık üzerinde polarizör kullandık --
01:52
just like polarized sunglasses can block
36
94000
2000
yoldaki parıldamayı önleyen güneş gözlükleri gibi
01:54
the glare off of the road,
37
96000
2000
polarize edildi,
01:56
polarizers can block the shine off of the skin,
38
98000
2000
polarizatörler deriden yansıyan parlamaları engelleyebilir,
01:58
so we don't get all those specular reflections to take this map.
39
100000
3000
bu yüzden bu yolu izlemek için yansıtıcıları kullanmadık.
02:01
Now, if we turn the polarizers around just a little bit,
40
103000
2000
Şimdi, bir parça polarizatörlere dönersek eğer,
02:03
we can actually bring that specular reflection
41
105000
2000
Yüzün düzgün yansımasını gerçekten
02:05
of the skin back in,
42
107000
2000
geri getirebiliriz ve
02:07
and you can see she looks kind of shiny and oily at this point.
43
109000
3000
bu noktada biraz parlak ve yağlı gözüktüğünü görebilirsiniz.
02:10
If you take the difference between these two images here,
44
112000
3000
İki imaj arasındaki farkı alırsanız burada,
02:13
you can get an image lit from the entire sphere of light
45
115000
2000
Emily'nin teninden yansıyan parıltının ışığın tüm küresinden
02:15
of just the shine off of Emily's skin.
46
117000
3000
resmin aydınlığını elde edebilirsiniz.
02:18
I don't think any photograph like this had ever been taken
47
120000
2000
Bunu biz yapmadan önce böyle bir fotoğrafın
02:20
before we had done this.
48
122000
2000
çekildiğini düşünmüyorum.
02:22
And this is very important light to capture,
49
124000
3000
Bu yakalanması için önemli bir ışık,
02:25
because this is the light that reflects off the first surface of the skin.
50
127000
2000
çünkü bu tenin ilk yüzeyinden yansıyan ışıktır.
02:27
It doesn't get underneath the translucent
51
129000
2000
O tenin altındaki yarı saydam katmana ulaşmaz ve
02:29
layers of the skin and blur out.
52
131000
2000
netlik azalmaz.
02:31
And, as a result, it's a very good cue
53
133000
2000
Ve, sonuç olarak, gözenekli tenin detaylı şekli için
02:33
to the detailed shape of the skin-pore structure
54
135000
3000
önemli bir ipucudur
02:36
and all of the fine wrinkles that all of us have,
55
138000
2000
ve sahip olduğumuz bütün ince kırışıklıklar,
02:38
the things that actually make us look like real humans.
56
140000
2000
bunlar bizi gerçek insanlar gibi görünmemizi sağlıyor.
02:40
So, if we use information that comes off of this specular reflection,
57
142000
4000
Bu yüzden, bu açığa çıkan düzgün yansıma bilgisini kullanırsak eğer
02:44
we can go from a traditional face scan
58
146000
2000
basit şekli ve yüzün bütün çevresel hatlarına sahip olabilen bu düzgün
02:46
that might have the gross contours of the face and the basic shape,
59
148000
4000
yanısmandan meydana çıkan bilgiyi kullanırız,
02:50
and augment it with information
60
152000
2000
ve bütün bu tenin gözenekli yapısını ve ince kırışıklıkların bilgisini
02:52
that puts in all of that skin pore structure and fine wrinkles.
61
154000
3000
arttırabiliriz.
02:55
And, even more importantly,
62
157000
2000
ve daha önemlisi,
02:57
since this is a photometric process that only takes three seconds to capture,
63
159000
3000
yakalamak için üç saniye süren bir fotometrik süreçten itibaren,
03:00
we can shoot Emily
64
162000
2000
öğleden sonra bir ara da bir çok farklı
03:02
in just part of an afternoon,
65
164000
2000
yüz pozları ve yüz ifadeleriyle
03:04
in many different facial poses and facial expressions.
66
166000
3000
Emily'i çekmeye başlayabiliriz.
03:07
So, here you can see her moving her eyes around, moving her mouth around.
67
169000
3000
Burada gözlerini oynattığını, ağzını oynattığını görebilirsiniz.
03:10
And these we're actually going to use to create a photo-real digital character.
68
172000
3000
Ve bunları bir fotoğraf gerçekliğinde dijital karakter yaratmak için kullanacağız.
03:13
If you take a look at these scans that we have of Emily,
69
175000
4000
Emily'e ait olan bu taramalara bir bakarsanız eğer,
03:17
you can see that the human face does an enormous amount of amazing things
70
179000
3000
farklı yüz ifadelerinle birlikte insan yüzünün devasal boyutta ki
03:20
as it goes into different facial expressions.
71
182000
3000
harikulade şeylerini görebilirsiniz.
03:23
You can see things. Not only the face shape changes,
72
185000
3000
Görebilirsiniz. Sadece yüz şeklinin değiştiğini değil,
03:26
but all sorts of different skin buckling and skin wrinkling occurs.
73
188000
4000
aynı zamanda bütün farklı ten buruşmalarını ve ten kırışıklığının oluştuğunu görebilirsiniz.
03:30
You can see that the skin pore structure changes enormously
74
192000
4000
Gerilmiş olan deri gözeneklerinden normal deri dokusuna
03:34
from stretched skin pores
75
196000
2000
deri gözeneklerinin devasal bir şekilde değiştiğini
03:36
to the regular skin texture.
76
198000
2000
görebilirsiniz.
03:38
You can see the furrows in the brow and how the microstructure changes there.
77
200000
3000
Kaşlardaki kırışıklığı görebilirsiniz ve mikro yapının nasıl değiştiğini görebilirsiniz.
03:41
You can see muscles pulling down at flesh to bring her eyebrows down.
78
203000
4000
Kaşları aşağıya getirmek için kaslarının aşağıya çektiğini görebilirsiniz.
03:45
Her muscles bulging in her forehead when she winces like that.
79
207000
3000
Böyle ürktüğü zaman alnındaki kasları şişiyor.
03:48
In addition to this kind of high-resolution geometry,
80
210000
3000
Bu yüksek çözünürlük geometrisine ek olarak,
03:51
since it's all captured with cameras, we've got a great texture map to use for the face.
81
213000
4000
kameralarla çekildiğinden beri, yüz için kullanmak üzere müthiş bir doku haritasına sahibiz.
03:55
And by looking at how the different color channels of the illumination,
82
217000
2000
Işıklandırmanın farklı renk kanallarının,
03:57
the red and the green and the blue,
83
219000
2000
kırmızı, yeşil ve mavinin
03:59
diffuse the light differently,
84
221000
2000
ışığı nasıl farklı dağıttıklarına bakarak
04:01
we can come up with a way of shading the skin on the computer.
85
223000
3000
bilgisayarda tenin gölgelendirmesinin bir yolunu bulabiliriz.
04:04
Then, instead of looking like a plaster mannequin,
86
226000
3000
Sonra, plastik bir manken görünümü yerine,
04:07
it actually looks like it's made out of living human flesh.
87
229000
3000
gerçek canlı insan derisinden yapılmış gibi gözüküyor.
04:10
And this is what we used
88
232000
2000
Emily'nin hileli, dijital versiyonunu yaratmak için
04:12
to give to the company Image Metrics
89
234000
2000
Image Metrics şirketine verdiğimiz
04:14
to create a rigged, digital version of Emily.
90
236000
3000
şey budur.
04:17
We're just seeing the coarse-scale geometry here.
91
239000
2000
Burada geniş ölçekli geometri görüyoruz.
04:19
But they basically created a digital puppet of her,
92
241000
3000
Fakat basitçe farklı çizgiler çekebileceğiniz onun
04:22
where you can pull on these various strings,
93
244000
2000
dijital bir kuklasını yarattılar,
04:24
and it actually moves her face in ways that are
94
246000
2000
ve o aslında onun yüzünü çektiğimiz
04:26
completely consistent with the scans that we took.
95
248000
2000
taramalarla tamamen uygun şekilde hareket ettririyor.
04:28
And, in addition to the coarse-scale geometry,
96
250000
2000
Ve, bu geniş ölçekli geometriye ek olarak,
04:30
they also used all of that detail
97
252000
2000
animasyon da yapılabilen "yeri değiştirilmiş haritalar"
04:32
to create a set of what are called "displacement maps"
98
254000
3000
olarak adlandırılan bir seri yaratmak için
04:35
that animate as well.
99
257000
3000
bütün bu detayları da kullandılar.
04:38
These are the displacement maps here.
100
260000
2000
bunlar yeri değiştirilmiş haritalardır.
04:40
And you can see those different wrinkles actually show up as she animates.
101
262000
3000
Animasyonu yapıldığında farklı kırışıklıkların gerçekten ortaya çıktığını görebilirsiniz.
04:43
So the next process was then to animate her.
102
265000
2000
Bu yüzden bir sonraki süreç onun animasyonuydu.
04:45
We actually used one of her own performances to provide the source data.
103
267000
4000
Aslında kaynak verisini sağlamak için onun kendi performanslarından birini kullandık.
04:49
So, by analyzing this video with computer vision techniques,
104
271000
3000
Bu yüzden, bilgisayar görme teknikleri ile bu videoyu analiz ederek,
04:52
they were able to drive the facial rig
105
274000
2000
Bilgisayarla üretilen performans ile
04:54
with the computer-generated performance.
106
276000
2000
yüz hilesini oluşturabilirdik.
04:56
So what you're going to see now, after this,
107
278000
2000
Bu yüzden bundan sonra göreceğiniz şey,
04:58
is a completely photo-real digital face.
108
280000
2000
tamamen fotoğraf gerçekliğinde dijital bir yüzdür.
05:00
We can turn the volume up a little bit if that's available.
109
282000
2000
mümkünse sesini biraz daha açabiliriz.
05:02
Emily: Image Metrics is a markerless, performance-driven animation company.
110
284000
4000
Emily: Image Metrics işaretsizdir (bir tür uygulama metodu), performans odaklı animasyon şirketidir.
05:06
We specialize in high-quality facial animation
111
288000
3000
Video oyunları ve filmler için
05:09
for video games and films.
112
291000
2000
yüksek kalitede yüz animasyonları yapıyoruz.
05:11
Image Metrics is a markerless, performance-driven animation company.
113
293000
4000
Image Metric işaretsizdir, performans odaklı animasyon şirketidir.
05:15
We specialize in high quality facial animation
114
297000
3000
Video oyunları ve filmler için
05:18
for video games and films.
115
300000
3000
yüksek kalitede yüz animasyonları yapıyoruz.
05:21
Paul Debevec: So, if we break that down into layers, here's that diffuse component
116
303000
2000
Paul Debevec: Bu yüzden bunu katmanlara ayırırsak, ilk katmanda gördüğünüz
05:23
we saw in the first slide.
117
305000
2000
bileşeni yayıyor.
05:25
Here is the specular component animating.
118
307000
2000
Burada yansıtıcı bileşen animasyonudur.
05:27
You can see all the wrinkles happening there.
119
309000
2000
Orada oluşan kırışıkların hepsini görebilirsiniz.
05:29
And there is the underlying wireframe mesh.
120
311000
5000
Ve altında yatan bir tel kafes örgüsüdür.
05:34
And that is Emily herself.
121
316000
2000
Ve Emily'nin kendisi.
05:36
Now, where are we going with this here?
122
318000
2000
Şimdi, bununla nereye gideceğiz?
05:38
We've gone a little bit beyond Light Stage 5. This is Light Stage 6,
123
320000
4000
Bir parça Light Stage 5'in ötesine gideceğiz. Bu Light Stage 6.
05:42
and we're looking at taking this technology
124
324000
2000
Bu teknolojiyi almayı ve bütün insan vücuduna
05:44
and applying it to whole human bodies.
125
326000
2000
uyguluyoruz.
05:46
This is Bruce Lawmen, one of our researchers in the group,
126
328000
2000
Bu Bruce Lawmen, grubumuzdaki araştırmacılarından biri,
05:48
who graciously agreed to get captured running in the Light Stage.
127
330000
3000
kibarlıkla Light Stage'te görüntüsünün çekilmesini kabul etti.
05:51
And let's take a look at a computer-generated version
128
333000
2000
Yeni bir platformda çalışan Bruce'un bilgisayarda
05:53
of Bruce, running in a new environment.
129
335000
2000
üretilmiş bir versiyonunu bakalım.
06:01
And thank you very much.
130
343000
2000
Ve çok teşekkür ederim.
06:03
(Applause)
131
345000
1000
(Alkış)
ABOUT THE SPEAKER
Paul Debevec - Computer graphics pioneerPaul 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.
Paul Debevec | Speaker | TED.com