[논문]특수분장 아티스트를 위한 노역분장용 얼굴 주름 생성 기술

김현중; 신일규; 강대영; 최수미

특수분장 아티스트를 위한 노역분장용 얼굴 주름 생성 기술 원문보기

방송공학회지 = Korea society broadcast engineers magazine, v.19 no.3, 2014년, pp.76 - 87

김현중 , 신일규 (세종대학교) , 강대영 ((주)한국분장) , 최수미 (세종대학교)

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문제 정의

본 방법에서는 포인트의 위치정보를 수정하는 대신 얼굴의 세부정보와 특징들을 정확하게 표현하는 노말맵을 사용하여 주름을 생성한다. 각기 다른 깊이와 스케일을 가지는 주름의 정보를 획득하기 위해서[3], 본 연구에서는 주름 통계 추출과 주름 증강 방법에 맞춤된 다중 스케일 디테일 맵을 디자인하였다. 또한 스무딩 과정은 얼굴 모델의 실제 물리적으로 정확한 항노화 버전을 만들지 못하지만, 이 과정으로 계산된 디테일 맵은 강인한 주름통계 측정값을 만들기에 충분할 만큼 정확한 주름의 형상을 가지고 있다.
이 방법은 사용자의 의도를 충분히 반영한 개략적인 2차원 스케치를 이용하여 사실적인 3차원 주름을 자동으로 생성한다. 또한 상호작용 가능한 인터페이스를 통해 사용자에게 실시간으로 합성결과를 제공한다. 이를 위해서 표본 얼굴의 주름 기하정보 분석과 입력 얼굴에 그려진 스케치 해석 프로세스를 연결하기 위한 새로운 통계적 방법을 설계하였다.
본 논문에서는 3차원 디지털 얼굴을 이용하여 노역분장의 피부주름을 생성하기 위한 기술들에 대해 소개하고자 한다. 먼저 Ⅱ장에서는 3차원 디지털 얼굴에 노인의 얼굴 주름을 생성하기 위한 기술들을 소개한다.
본 논문에서는 사실적인 노역분장용 실리콘 인공피부를 만들기 위한 디지털 얼굴의 주름 생성 방법을 소개하였다. 이 방법은 사용자의 의도를 충분히 반영한 개략적인 2차원 스케치를 이용하여 사실적인 3차원 주름을 자동으로 생성한다.
얼굴의 세밀한 기하정보의 합성을 위한 통계모델 연구[13]에서 다루어진 것과 같이 3차원 얼굴모델의 노화정도는 원 얼굴모델의 스무딩 방법을 적용한 결과를 항노화된 결과로 가정하고 두 얼굴간의 기하적 차이를 계산함으로써 획득할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 관점에서 시작하여 얼굴의 세부정보를 표현하였다. 본 방법에서는 포인트의 위치정보를 수정하는 대신 얼굴의 세부정보와 특징들을 정확하게 표현하는 노말맵을 사용하여 주름을 생성한다.

가설 설정

이때 스타일러스로부터 입력된 필압을 레코딩하여 스트로크의 두께를 정의한다. 본 연구에서는 클리닝 과정처럼 스케치의 형상을 제한함으로써 표현의 정도를 축소하거나 아티스트의 예술적 의도를 왜곡할 수 있는 어떠한 가정도 세우지 않고 있다. 다만, 이전 절에서 설명한 방법으로 유도한 주름 통계를 활용하여 I의 표면 법선벡터가 주름 방향으로 향하는 정도를 조절한다.
필압값은 {1, m }( m 은 스케일의 크기) 범위 안으로 선형적으로 맵핑된다. 이때 각 스트로크는 간단한 조각 단위의 선형적 커브로 구성되어 있다고 가정한다. 렌더링 과정에서는 필압값을 스크로크의 각기 다른 부분별 두께를 정의하기 위해 사용한다.

제안 방법

각 픽셀별로 계산된 주름 형상 함수 ΘS(x,d,r)를 패치 단위로 종합하고 얼굴 토폴로지에 의한 시맨틱 분할을 사용하여 주름 통계를 계산한다.
그리고 주름의 디테일들이 저장된 노말맵들은 주름들의 횡단면 프로파일을 묘사하는 함수를 계산하기 위해 사용된다. 마지막으로 합성 단계에서 사용하기 위한 전처리 과정으로, 각 토폴로지 템플릿의 영역과 각 스케일 별로 주름 통계정보를 추출한다. 실제 실행단계에서는 사용자 스케치의 각 스트로크가 위치한 얼굴영역과 방향, 각 스트로크 부분의 두께에 대해 주름 통계들을 적용하여 I의 노말맵을 변경한다.
본 연구에서는 이러한 관점에서 시작하여 얼굴의 세부정보를 표현하였다. 본 방법에서는 포인트의 위치정보를 수정하는 대신 얼굴의 세부정보와 특징들을 정확하게 표현하는 노말맵을 사용하여 주름을 생성한다. 각기 다른 깊이와 스케일을 가지는 주름의 정보를 획득하기 위해서[3], 본 연구에서는 주름 통계 추출과 주름 증강 방법에 맞춤된 다중 스케일 디테일 맵을 디자인하였다.
이렇게 주름과 굴곡이 추가된 배역의 조소작업이 완성되면 그 위에 다시 석고를 이용하여 음각틀을 만들고 음각틀이 완성되면 실리콘을 부은 뒤 유토작업 하기 전의 원래 흉상을 겹쳐서 배우의 얼굴에 붙일 수 있는 인공피부 패치를 뽑아낼 수 있다. 실제 촬영에 들어가면 특수분장 아티스트는 배우의 얼굴에 텔레시스(TELESIS) 등의 접착제를 바른 뒤에 실리콘 패치를 붙이고 그 위에 실리콘 컬러링을 이용하여 얼굴패치에 피부색을 컬러링하고 세세한 음영들을 추가하여 더욱 사실적인 노인의 피부를 표현한다. 이상의 일련의 과정을 통해 완성된 노역분장은 최근의 UHD급 고해상도의 영상물에서도 관객들에게 배우가 정말 노인이 된듯한 사실적인 느낌을 전달할 수 있다.
얼굴 기하정보에 대한 효율적이고 강인한 처리과정을 위해서 3차원 얼굴모델의 일관된 매개변수화를 통해 생성된 2차원 맵을 사용한다. 이를 위해서 먼저 <그림 4>의 (a)와 같은 모델 I와 E를 <그림 4>의 (b)와 같은 타원체 위에 매개변수화 한다.
사용자가 자유롭게 스케치한 주름의 형상들은 3D 스캐닝 기술을 통해 분석된 주름의 통계 정보를 활용하여 사실적인 주름을 생성한다. 이를 위해서 주름의 기하정보에 대해 통일화된 통계적 측정 방법과 사용자 스케치의 해석 방법을 설계하였다. 다중 스케일 주름 통계와 연계된 스케치 해석 방법을 개발한 결과, 기존 연구들과는 달리 사용자 스케치를 해석하기 쉬운 형상으로 클리닝하는 과정을 수행할 필요가 없어졌다.
또한 상호작용 가능한 인터페이스를 통해 사용자에게 실시간으로 합성결과를 제공한다. 이를 위해서 표본 얼굴의 주름 기하정보 분석과 입력 얼굴에 그려진 스케치 해석 프로세스를 연결하기 위한 새로운 통계적 방법을 설계하였다. 그 결과 스케치를 클리닝하는 일반적인 방법과는 달리 모든 스트로크를 주름 생성 과정에서 사용하여 아티스트의 의도를 온전히 유지하고 사실적으로 재구성할 수 있다.

성능/효과

이를 위해서 표본 얼굴의 주름 기하정보 분석과 입력 얼굴에 그려진 스케치 해석 프로세스를 연결하기 위한 새로운 통계적 방법을 설계하였다. 그 결과 스케치를 클리닝하는 일반적인 방법과는 달리 모든 스트로크를 주름 생성 과정에서 사용하여 아티스트의 의도를 온전히 유지하고 사실적으로 재구성할 수 있다.
이를 위해서 주름의 기하정보에 대해 통일화된 통계적 측정 방법과 사용자 스케치의 해석 방법을 설계하였다. 다중 스케일 주름 통계와 연계된 스케치 해석 방법을 개발한 결과, 기존 연구들과는 달리 사용자 스케치를 해석하기 쉬운 형상으로 클리닝하는 과정을 수행할 필요가 없어졌다. 주름 통계는 먼저 합성하고자 하는 얼굴 디테일을 가진 표본 얼굴 모델들을 이용해 학습한다.
메이크업 시뮬레이션은 디지털콘텐츠를 실생활에 적용시킨 좋은 예이다. 이를 통해 사용자는 가상의 환경에서 자신 또는 타인의 얼굴에 다양한 화장품을 이용한 화장법을 시험하고 결과를 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 노화로 인해 생기는 주름의 형상을 색조 화장으로 표현할 수 있다. 기존의 메이크업 시뮬레이터는 PC나 스마트폰에서 동작하는 상용 제품들이 주를 이루었다[19, 20].
실제 촬영에 들어가면 특수분장 아티스트는 배우의 얼굴에 텔레시스(TELESIS) 등의 접착제를 바른 뒤에 실리콘 패치를 붙이고 그 위에 실리콘 컬러링을 이용하여 얼굴패치에 피부색을 컬러링하고 세세한 음영들을 추가하여 더욱 사실적인 노인의 피부를 표현한다. 이상의 일련의 과정을 통해 완성된 노역분장은 최근의 UHD급 고해상도의 영상물에서도 관객들에게 배우가 정말 노인이 된듯한 사실적인 느낌을 전달할 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	노역분장은 무엇인가?	노역분장은 젊은 배우들이 카메라 앞이나 무대 위에서 노인의 얼굴로 실감나게 연기할 수 있도록 돕는 특수효과로써 ‘미션 임파서블’과 ‘벤자민버튼의 시간은 거꾸로 간다’, ‘은교’, ‘이끼’, ‘도둑들’과 같은 많은 영화와 드라마에서 매우 중요하게 사용되는 분장기법이다. 일반적인 노역분장 기법은 분장용품 등을 이용하여 배우의 피부톤과 주름이나 검버섯 등의 노화에 따른 디테일을 추가한다.
	메이크업 시뮬레이션의 단점은 무엇인가?	이 같은 시뮬레이터들은 주로 2차원 얼굴 영상 또는 3차원 메쉬로 표현된 얼굴 모델을 대상으로 입력 장치를 이용하여 브러쉬와 같은 화장도구와 화장품을 선택한 뒤 주름의 형상을 텍스처 공간에서 시뮬레이션할 수 있다. 하지만 정면이 아닌 다양한 각도의 얼굴에 스트로크를 그리거나 결과를 확인하는 과정이 어렵고, 사실감에 큰 영향을 미치는 기하정보와 조명의 영향에 대해 고려하지 않기 때문에 사실성이 떨어지고 제한된 결과를 얻게 된다.
	3차원 모퍼블모델은 무엇을 표현하기 위하여 활용되는가?	3차원 모퍼블모델(morphable model)은 다수의 3차원 얼굴 모델들을 보간하여 사용자가 선택한 얼굴형상의 기하정보를 근사할 수 있다[11]. 이러한 아이디어는 피부의 처짐이나 얼굴형의 변화처럼 큰 스케일의 노화현상을 시뮬레이션하기 위해 활용되고 있다[12]. 하지만 이렇게 생성된 결과는 오로지 큰 스케일의 특징들만 획득할 수 있기 때문에 얼굴을 사실적으로 표현하기 위해 매우 중요한 디테일들을 표현 할 수가 없다.

참고문헌 (20)

Jorgen Serup, Gregor B. E. Jemec, Gary L. Grove. Handbook of Non-Invasive Methods and the Skin, 2006. Taylor and Francis.
Todd Debreceni. Special Makeup Effects for Stage and Screen: Making and Applying Prosthetics, 2009. Elsevier.
Takanori Igarashi, Ko Nishino, Shree K. Nayar. The Appearance of Human Skin: A Survey. Foundations and Trends(R) in Computer Graphics and Vision, Volume 3, Issue 1, Pages 1-95, January 2007.

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Nadia Magnenat Thalmann, Prem Kalra, Jean Luc Leveque, Roland Bazin, Dominique Batisse, and Bernard Querleux. A Computational Skin Model: Fold and Wrinkle Formation. IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine, Volume 6, Issue 4, Pages 317-323, December 2002.

상세보기
Yu Zhang, Terence Sim, Chew Lim Tan, Eric Sung. Anatomy-based Face Reconstruction for Animation using Multi-layer Deformation. Journal of Visual Languages & Computing, Volume 17, Issue 2, Pages 126-160, April 2006.

상세보기
Damien Rohmer, Tiberiu Popa, Marie-Paule Cani, Stefanie Hahmann, Alla Sheffer. Animation Wrinkling: Augmenting Coarse Cloth Simulations with Realistic-Looking Wrinkles. In Proceeding of ACM SIGGRAPH Asia 2010 Papers, Seoul, Korea, December 15-18, 2010. ACM Transactions on Graphics, Volume 29, Issue 6, Pages 157:1-157:8, December 2010.
Yosuke Bando, Takaaki Kuratate, Tomoyuki Nishita. A Simple Method for Modeling Wrinkles on Human Skin. In Proceedings of the 10th Pacific Conference on Computer Graphics and Applications (Pacific Graphics 2002), Pages 166-175, Beijing, China, October 9-11, 2002.
Lawrence D. Cutler, Reid Gershbein, Xiaohuan Corina Wang, Cassidy Curtis, Erwan Maigret, Luca Prasso, Peter Farson. An Art-Directed Wrinkle System for CG Character Clothing. In Proceedings of the 2005 ACM SIGGRAPH/Eurographics symposium on Computer animation (SCA 2005), Pages 117-125, Los Angeles, California USA, July 29-31, 2005.
Lawrence D. Cutler, Reid Gershbein, Xiaohuan Corina Wang, Cassidy Curtis, Erwan Maigret, Luca Prasso, Peter Farson. An Art-Directed Wrinkle System for CG Character Clothing and Skin. Graphical Models, Volume 69, Issue 5-6, Pages 219-230, September 2007.

상세보기
Li Li, Fei Liu, Congbo Li, Guoan Chen. Realistic Wrinkle Generation for 3D Face Modeling based on Automatically Extracted Curves and Improved Shape Control Functions. Computers & Graphics, Volume 35, Issue 1, Pages 175-184, February 2011.

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Pascal Paysan, Reinhard Knothe, Brian Amberg, Sami Romdhani, Thomas Vetter. A 3D Face Model for Pose and Illumination Invariant Face Recognition. In Proceeding of the 6th IEEE International Conference on Advanced Video and Signal Based Surveillance for Security, Safety and Monitoring in Smart Environments (AVSS 2009), Genova, Italy, September 2-4, 2009.
Kristina Scherbaum, Martin Sunkel, Hans-Peter Seidel, Volker Blanz. Prediction of Individual Non-Linear Aging Trajectories of Faces. In Proceedings of Eurographics 2007, Prague, Czech Republic, September 3-7, 2007. Computer Graphics Forum, Volume 26, Issue 3, Pages 285-294, September 2007.
Aleksey Golovinskiy, Wojciech Matusik, Hanspeter Pfister, Szymon Rusinkiewicz, Thomas Funkhouser. A Statistical Model for Synthesis of Detailed Facial Geometry. In Proceeding of ACM SIGGRAPH 2006 Papers, Boston, Massachusetts, USA, July 30-August 03, 2006. ACM Transactions on Graphics, Volume 25, Issue 3, Pages 1025-1034, July 2006.
Yun Fu, Guodong Guo, Thomas S. Huang. Age Synthesis and Estimation via Faces: A Survey. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Volume 32, Issue 11, Pages 1955-1976, November 2010.

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Luke Olsen, Faramarz F. Samavati, Mario Costa Sousa, Joaquim A. Jorge. Sketch-based Modeling: A Survey. Computers & Graphics, vol 33, Issue 1, Pages 85-103, February 2009.

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Yotam Gingold, Takeo Igarashi, Denis Zorin. Structured Annotations for 2D-to-3D Modeling. In Proceeding of ACM SIGGRAPH Asia 2009 Papers, Yokohama, Japan, December 16-19, 2009. ACM Transactions on Graphics, Volume 28, Issue 5, Pages 148:1-148:9, December 2009.
Vladislav Kraevoy, Alla Sheffer, Michiel van de Panne. Modeling from Contour Drawings. In Proceedings of the 6th Eurographics Symposium on Sketch-Based Interfaces and Modeling (SBIM 2009), Pages 37-44, New Orleans, Louisiana, USA, August 1-2, 2009.
Pixologic. ZBrush, 2013. URL: http://pixologic.com/.
Reallusion. FaceFilter Studio 3, 2013. URL: http://www.reallusion.com/facefilter/.
Jeong-Sik Kim, Soo-Mi Choi. Interactive Cosmetic Makeup of a 3D Point-based Face Model. IEICE - Transactions on Information and Systems, Volume E91-D, Issue 6, Pages 1673-1680, June 2008.

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표제어: PCR

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용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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