3d моделирование лица человека по фотографиям.

В последнее время очень популярна услуга создания 3D-модели человека по фотографиям для её последующей печати в виде гипсополимерной 3D-статуэтки. Самым непростым и высокохудожественным этапом в этой услуге является моделирование лица. В данной статье мы вам поэтапно расскажем, на что стоит обращать внимание 3D-моделлерам при создании 3D-лиц, какие при этом бывают сложности и как их избежать.

1. Конструкция черепа

При создании портрета очень важно учитывать конструкцию черепа, так как кость является единственной недеформируемой частью головы (за исключением движения нижней челюсти).

Мышечные ткани, жир и кожа, деформируются в зависимости от эмоций на лице.

Очень важно при создании экстремальных (в плане деформации) эмоций не потерять наличие конструкции черепа. При «потере черепа» лицо может выглядеть неестественно, хотя при этом и может быть согласовано клиентом.

Для начала определим такое понятие как Лицевой индекс.

Лицевой индекс помогает более точно установить пропорции соотношений между шириной скул и длины лица, чтобы избежать ошибки узких лиц.

В среднем высоту головы от подбородка до макушки можно взять за 22-23 сантиметра (оно может меняться в зависимости от формы черепа). А за среднюю ширину головы 16 см (расстояние измеряемое между точками эурион). Как правило, расстояние между точками эурион является самым широким на черепе.

Неверную конструкции головы выдает ощущение диспропорций лица, дисгармония масс, излишняя карикатурность. Наиболее это заметным становится при просмотре головы с экстремальных ракурсов, с углов с которых обычно никто никогда не фотографирует.

Как пример, с нижнего ракурса, голова кажется вытянутой и узкой. Лобные массы кажутся сильно выставленными вперед, контур нижней челюсти пропадает. Подбородок кажется непропорциональным по отношению к низу лица.

Однако ощущения некорректной анатомии и фактические нарушения конструкции лица могут совершенно некоррелировать между собой.

Например, на ниже приведённом примере, может казаться, что лоб сильно выставлен вперед, однако ошибка не во лбу, а в некорректной постановке скул и в ширине головы.

Лицо может казаться яйцеобразным не из-за ширины щек, а из-за отсутствия конструкций нижней челюсти и неверной постановки ширины точек черепа эурион (точек над ухом).

Изменение угла источников света и добавление перспективы, очень помогают определить нарушения в конструкции лица.

2. Портрет.

Создание верной конструкции черепа - это половина дела. Без портретных сходств лицо не получится узнаваемым, хоть конструкция лица и несет в себе большинство портретно-узнаваемых особенностей головы и лица в целом. Например, выступающий подбородок или выпирающие губные массы, что является следствием выступающих вперед зубов или же массивность надбровных дуг. Но речь идет больше о чертах лица, как об особенной совокупности костных масс, мышечных масс, процента жировых масс, качества и количества кожных масс. В нашем мире огромное количество людей, но людей с одинаковыми лицами практически единицы. Каждое лицо по-своему уникально и отличается от другого лица своим набором уникальных черт и форм. Это и есть ключевой момент для создания портрета, понять особенности моделируемого лица.

Рассматривание других лиц и их сравнение со «средним» лицом помогает быстрее выделить конкретные уникальные отличия моделируемого лица от среднестатистического лица.

3. Объективное лицо и искажения объективного лица.

Предположим, есть некое объективное лицо, характерное конкретному периоду жизни человека, с конкретной эмоцией, которое необходимо создать. Объективное лицо, это то самое «истинное лицо» или же, то лицо которое мы получим при трехмерном сканировании. Но художник воспринимает это лицо только через фотографии. И это восприятие может быть в разной степени коррелировать с объективным лицом. Заказчик же, видел владельца лица воочию, и воспринимает лицо с этих же фотографий совершенно по-другому, в его голове возникает совершенно другая база образов отличная от базы образов художника. Мы думаем, что это и является проблемой между ожиданиями клиента и поисками проделанными художником. Поэтому для создания наиболее объективного портрета нужно отбросить как можно больше субъективных или искажающих факторов.

Вот примерный перечень искажающих восприятие факторов.

• Угол обзора камеры или «сила» перспективы.
• Низкое разрешение изображения, его явная пикселизация или же расфокусировка лица.
• Качество освещения на фотографии.
• Наличие заграждающих факторов (очки, маски, кепки, падающие тени на лице)
• Отсутствие достаточного количества ракурсов и плохие углы съемки.
• Посторонние эмоции и разный возраст на фотографиях.
• Качество кожи, наличие пост эффектов и фильтров.
• Метод наложения фотографии на модель.
• Привыкание к лицу.

Начнем по порядку.

3.1. Угол обзора камеры очень сильно влияет на воспринимаемую форму лица.

Чем больше угол обзора, тем сильнее вытягивается лицо. Все что ближе к камере становится крупнее, все что дальше от камеры, меньше и уходит как бы во внутрь. Такие фотографии чаще всего получаются при съёмке лица вблизи камеры и при создании селфи. Чем дальше сфотографирован человек, тем меньше в его лице перспективных искажений и тем сильнее перспектива стремится к фотографии.

3.2. Сжатие изображения.

Чем сильнее сжато фото, тем недостовернее воспринимается форма лица. Как правило, фотографии большого разрешения читаются лучше, и мозгу не нужно прилагать дополнительные усилия для распознавания черт лица. С клиентом же ситуация состоит по-другому. Клиент даже в сильно сжатой фотографии низкого разрешения увидит своего друга, любимого, коллегу. Все это связано с механизмом распознавания образов. При просмотре «пиксельного» фото, у клиента в голове, уже есть библиотека образов связанная с этим конкретным человеком и он с легкостью по некачественному фото может описать его конкретные черты. Однако настоящим источником информации клиента является не фото, а его голова. Желательно меньше ориентироваться на некачественные фото, так как они могут в голове 3D-художника посеять сомнения об объективном лице.

3.3. Качество и углы освещения, ракурс.

Это те самые искажения, которые применяются профессиональными фотографами для преображения фотографируемой модели. Не все лица, красивы со всех ракурсов и не на все лица хорошо падает свет. Именно этого и стараются избежать, когда фотографируют. Фотографии человека, присланные клиентом, всегда чуть более привлекательные, чем объективная реальность и менее привлекательные, чем профессиональная фотосессия. Но для создания верной формы головы, для отображения всех черт лица, нужно увидеть все стороны лица. Поэтому наличие как можно большего количества фотографий и их анализ, создание подобных фотосклеек, помогут построить в голове образ объективной головы.

Наличие разных ракурсов позволит соотнести позиции тех или иных черт и масс лица в пространстве.

3.4. Заграждающие факторы.

Тут все просто. Очки, падающие тени на лице, портят восприятие лица. В глазах клиента, лицо с заграждающими факторами воспринимается абсолютно так же как и объективное лицо, а в глазах художника это полная неопределенность.

3.5. Отсутствие профиля.

Тот случай, когда все присланные фото только в фас и анфас. Наш мозг заточен под распознавание образов. Поэтому сделав поиск лица лишь только по анфасам, мы можем сказать, похоже, лицо или нет, и то не с полной уверенностью, так как присутствуют другие виды искажений. Клиент же знает, как выглядит объективное лицо, и несхожесть сразу распознает. Единственный вариант решения проблемы — это сделать как можно больше поисков и отправить клиенту, в надежде, что он сможет описать профиль либо найти дополнительные материалы по лицу.

3.6. Эмоции и возраст.

Эмоции очень сильно могут изменить восприятие объективного лица. Особенно в тех случаях, когда требуется конкретная эмоция, а на присланных фото она совершенно другая. В таких случаях лучше опираться на конструкцию лица, на костные структуры. Например, при открытой улыбке, мягкие массы лица очень сильно меняются и меняют восприятие лица, нежели чем на лице без эмоций. Однако костные массы, при этом остаются неизменными. Для создания улыбок надо опираться на анатомические материалы, сканы и экорше лиц с улыбками. И соотносить динамику деформаций лиц в примере с динамикой на конкретном объективном лице. Особенно в тех случаях, когда улыбка есть только в анфас.

Зачастую присылаемые фотографии сделаны в разные периоды жизни человека. Надо учитывать, что форма головы, лица, его черт меняется из года в год. Кроме того, помимо изменения мягких мышечных и кожных масс, меняются также и костные массы. А значит, с возрастом меняется и конструкция черепа. В итоге, более молодые лица воспринимаются иначе, чем более возрастные и тут нужен общий анализ фотографий. Какие черты сильнее сохраняются с возрастом, по какому принципу меняется лицо с возрастом. Зачастую, молодые лица могут сбивать художника с толку при моделировании состарившегося лица.

3.7. Макияж, фотошоп.

Использование фильтров и макияжа, еще один способ уйти от объективной реальности и исказить визуальное восприятие лица. Как правило, лица девушек на фото и в жизни две совершенно разные стихии. Девушки хотят выглядеть привлекательнее, чем они есть на самом деле. В таких случаях похожая конструкция лица и гладкая упругая кожа уже сделают большой вклад в портретное сходство. Однако порой бывает тяжело определить конструкцию лица на «зафотошопленных» фото. Также надо учитывать и то, что объективные формы могут не такими, какими они кажутся на фотографии, и придётся искать любые зацепки в других ракурсах. Сильно бликующая кожа тоже портит восприятие формы лица, в этом случае с фотографией можно поработать в фотошопе и заглушить мешающие блики.

3.8. Метод наложения фотографии на модель.

Этот метод используется для быстрого поиска формы лица, однако при неправильном использовании этого метода, можно сильно исказить лицо. Для того чтобы избежать подобных искажений, нужно правильно выставить перспективу и ракурс. Найти точки опоры и оси лица. Одна из таких вспомогательных осей, это линия между основанием носа и мочкой уха. Угол поворота анфас-профиль можно ровнять по линии глаз. При этом нужно обязательно учитывать перспективные искажения. Так как два фото при разных полях зрения и углах обзора (например, профиль и полуанфас) при наложении никогда не сведут модель в единый объективный образ.

Негативная сторона такого метода ещё и в том, что лицо может сойтись с фото, даже может быть в некотором проценте случаев согласовано, но фактически в печати будет выглядеть совершенно иначе и расходиться с объективным лицом. Например, в печати лицо может быть более узким. Такие ошибки возникают при недостаточном количестве сведений фотографий с моделью, либо при неверном соотнесение углов лица на фото и угла модели. В идеале лицо должно сходиться с фото как минимум в 4-5 разных ракурсах.

3.9. Привыкание к лицу.

В процессе создания портрета художник привыкает к лицу. Из-за этого, некоторые уникальные особенности лица, воспринимаются им уже не так уникально, либо художник начинает принижать значение некоторые особенностей лица, дабы подчеркнуть его незначительные особенности. Проблема заключается в том, что когда мы первый раз видим лицо какого-то человека, то мы его воспринимаем, основываясь на своем опыте увиденных нами лиц. Наш мозг устроен так, что он склонен подчеркивать и запоминать различия или особенности лица, по сравнению с ранее увиденными лицами. Это требует минимум энергии для запоминания. При долгой же работе с лицом, мы принимаем все особенности этого лица как само собой разумеющееся и не отходящее от среднего лица. Это накладывает искажения на восприятие лица. Несмотря на все это, лицо увиденное в первый раз на фотографии, также может быть изначально неправильно прочитано и воспринято, но это уже совокупность всех вышеописанных проблем восприятия. Желательно делать перерывы при моделировании лица, отвлекаться, рассматривать другие лица. Этот простой метод помогает начать заново, свежо воспринимать создаваемое лицо.

С уважением, студия 3DKLON.