Disney repense la manière de modéliser des visages réalistes

Les outils comme ZBrush sont particulièrement puissants pour créer des visages humains 3D, mais nécessitent des compétences importantes pour y parvenir, qu’il s’agisse de maîtriser l’anatomie ou le logiciel.

A l’inverse, des outils simple d’accès permettent de créer facilement des visages, mais il s’agit typiquement d’approches très contraintes avec peu de liberté, comme on en croise dans les jeux vidéo pour choisir un avatar.

Face à ce constat, Disney Research dévoile (dans le cadre de l’Eurographics Symposium on Geometry Processing 2020) une voie alternative : une approche intuitive même pour les débutants et qui produit des visages plausibles sur le plan anatomique, tout en proposant une plus grande liberté de création.

La vidéo ci-dessous, qui accompagne la publication (Interactive Sculpting of Digital Faces Using an Anatomical Modeling Paradigm), done une idée des résultats possibles et de la méthode de travail. L’artiste dispose d’une part d’une série de curseurs, d’autre part d’outils permettant de manipuler facilement et directement la géométrie : ajout de points de déformation, de régions d’influence pour modifier physiquement le modèle mais aussi pour appliquer l’influence des curseurs à une zone réduite.
En coulisses, le système s’appuie sur un modèle anatomique local construit à partir de centaines de scans 3D de personnes aux caractéristiques variées (origine, genre, taille, poids, etc). Les modifications de l’artiste sont mises en relation avec ce modèle, qui apporte des contraintes assurant un résultat qui reste plausible. Le tout s’appuie sur le GPU, avec des performances suffisantes pour un usage interactif.

Comme le montre la fin de la vidéo, il est possible de créer en une dizaine de minutes un visage unique et plausible. Un temps similaire à celui pris par des artistes confirmés, mais qui ne nécessite justement pas de disposer de compétences avancées.
Disney explique que cette méthode pourra être utilisée pour des projets de type animation/VFX à budget réduit. Le modèle anatomique pourra aussi être employé dans le secteur du jeu vidéo.

Digitally sculpting 3D human faces is a very challenging task. It typically requires either 1) highly-skilled artists using complex software packages for high quality results, or 2) highly-constrained simple interfaces for consumer-level avatar creation, such as in game engines. We propose a novel interactive method for the creation of digital faces that is simple and intuitive to use, even for novice users, while consistently producing plausible 3D face geometry, and allowing editing freedom beyond traditional video game avatar creation. At the core of our system lies a specialized anatomical local face model (ALM), which is constructed from a dataset of several hundred 3D face scans. User edits are propagated to constraints for an optimization of our data-driven ALM model, ensuring the resulting face remains plausible even for simple edits like clicking and dragging surface points. We show how several natural interaction methods can be implemented in our framework, including direct control of the surface, indirect control of semantic features like age, ethnicity, gender, and BMI, as well as indirect control through manipulating the underlying bony structures. The result is a simple new method for creating digital human faces, for artists and novice users alike. Our method is attractive for low-budget VFX and animation productions, and our anatomical modeling paradigm can complement traditional game engine avatar design packages.

Interactive Sculpting of Digital Faces Using an Anatomical Modeling Paradigm
Auteurs :
Aurel Gruber (DisneyResearch|Studios/ETH Joint M.Sc.) 
Marco Fratarcangeli (Chalmers University of Technology/DisneyResearch|Studios)
Gaspard Zoss (DisneyResearch|Studios/ETH Joint PhD)
Roman Cattaneo (DisneyResearch|Studios)
Thabo Beeler (DisneyResearch|Studios)
Markus Gross (Disney Research/ETH Zurich)
Derek Bradley (DisneyResearch|Studios)

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