Payların İlk İhracı Paragraf 9.59

O m´etodo de gera¸c˜ao de express˜oes proposto utiliza o sistema de adapta¸c˜ao descrito na Se¸c˜ao 3.3. Com esse sistema ´e poss´ıvel mover v´ertices da malha triangularizada, conforme ilustrado na Figura 5.18.

Figura 5.18: Gera¸c˜ao de express˜oes utilizando o sistema de deforma¸c˜ao por zonas de influˆencia.

Nesta se¸c˜ao s˜ao descritos os passos da clonagem de express˜oes com base em propor¸c˜oes antropom´etricas e deforma¸c˜oes pelo movimento de zonas de influˆencia esf´ericas.

Passo 1: Defini¸c˜ao do modelo de base.

O modelo virtual humano foi utilizado como modelo base, a fim de definir todos os pontos de referˆencia utilizados no sistema (Figura 5.19) e todas as medidas em uma face neutra. Figura 5.20 ilustra algumas dessas medidas. Ap´os esse processo, ´e necess´ario definir as express˜oes faciais que se desejam transferir e as regras de deforma¸c˜oes a serem aplicadas. Essas regras incluem a dire¸c˜ao, o movimento das zonas de influˆencia e seus tamanhos.

Figura 5.19: Modelo base e landmarks utilizados nos estudos de casos.

Note-se que os raios das zonas esf´ericas s˜ao definidos por regras baseadas em distˆancia de pontos. Modelos que tˆem maiores regi˜oes a serem movidas exigem esferas maiores. Assim, as regi˜oes a serem movidas tamb´em s˜ao definidas por medidas dos landmarks (Figura

5.21). Ap´os a defini¸c˜ao dos landmarks, medidas na face neutra, e do raio das zonas de influˆencia esf´ericas, ´e poss´ıvel aplicar as deforma¸c˜oes para gerar algumas express˜oes no modelo base (Figura 5.22). Neste ponto, as propor¸c˜oes das medi¸c˜oes realizadas com e sem express˜oes faciais s˜ao armazenadas (Figura 5.22) para serem utilizadas mais tarde nos outros modelos.

Figura 5.20: Algumas medidas na face neutra.

Figura 5.21: Defini¸c˜ao do raio de algumas esferas de influˆencia.

Figura 5.22: Exemplo de aplica¸c˜ao de deforma¸c˜oes e armazenamento de propor¸c˜oes de medidas.

Passo 2: Defini¸c˜ao dos modelos para os quais as express˜oes ser˜ao mapeadas. Para ilustrar este passo, express˜oes foram aplicadas a modelos com diferentes carac- ter´ısticas geom´etricas (humanos, modelo estilo desenho animado, ogro, gato e minotauro) e malhas topologicamente diferentes (Figura 5.23). Uma vez que os modelos s˜ao selecio- nados, identificam-se os landmarks correspondentes dos novos modelos (Figura 5.24). O processo de identificar os pontos de referˆencia ´e feito por um sistema simples de picking 3D.

Figura 5.23: Modelos utilizados nos estudos de casos.

Figura 5.24: Identifica¸c˜ao de landmarks antropom´etricos nos novos modelos. Esta ´e a ´unica etapa que requer trabalho manual. No entanto, t´ecnicas de reconhecimento de faces podem ser utilizadas, a fim de tornar o sistema mais automatizado. Neste traba- lho, esta etapa de automa¸c˜ao n˜ao foi investigada, por estar fora do escopo da pesquisa, j´a

que o foco est´a na defini¸c˜ao de mapeamentos autom´aticos de express˜oes entre diferentes personagens.

Passo 3: Armazenamento das medidas da face neutra dos novos modelos. Ap´os a identifica¸c˜ao dos landmarks, o sistema armazena as medidas dos novos modelos, sem express˜oes. A Figura 5.25 ilustra algumas medidas em um dos modelos. Essas medidas s˜ao as mesmas utilizadas como exemplo, no modelo humano ilustrado na Figura 5.20.

Figura 5.25: Medidas do novo modelo sem express˜oes. Passo 4: Aplica¸c˜ao das express˜oes nos novos modelos.

Em seguida, s˜ao utilizadas as medidas das faces neutras, para gerar as express˜oes no novo modelo, aplicando as regras de defini¸c˜ao de raio (Figura 5.26) e as propor¸c˜oes definidas utilizadas no modelo base (Figura 5.22). Express˜oes s˜ao formadas transladando zonas de influˆencia esf´ericas centradas nos landmarks (os pontos de referˆencia n˜ao precisam ser v´ertices da malha), causando deforma¸c˜oes na malha (Figura 5.27).

Figura 5.27: Exemplo de propor¸c˜oes do modelo base e express˜oes transferidas para o novo modelo.

Com o sistema proposto, ´e poss´ıvel transferir as express˜oes faciais para v´arias criaturas que tˆem caracter´ısticas globais semelhantes, tais como o gato na Figura 5.27. A Figura 5.28 ilustra outra express˜ao com deforma¸c˜oes na boca e nas regi˜oes dos olhos.

Uma vez que ´e utilizado um modelo humano como base, os v´arios modelos devem ter dois olhos, um nariz e uma boca, para que a transferˆencia de express˜oes tenha coerˆencia. Embora possuam essas caracter´ısticas globais, as geometrias dos modelos dos estudos apresentados s˜ao muito diferentes, como pode ser observado. A Figura 5.29 ilustra o modelo base com algumas express˜oes e a t´ecnica de clonagem de express˜oes proposta, aplicada a todos os modelos utilizados como exemplos nesta se¸c˜ao, gerando os resultados ilustrados nas figuras 5.30 a 5.33. Em seguida s˜ao feitas algumas observa¸c˜oes quanto `a generalidade deste processo e problemas causados por diferen¸cas na forma dos elementos das faces onde as express˜oes ser˜ao aplicadas.

Figura 5.29: Express˜oes aplicadas no modelo base.

Figura 5.30: Express˜oes transferidas ao modelo Cartoon.

Figura 5.31: Express˜oes transferidas ao modelo Gato.

Figura 5.32: Express˜oes transferidas ao modelo Minotauro.

As diferentes formas da face influenciam no resultado final da aplica¸c˜ao de express˜oes. Delimitando landmarks selecionados, com um retˆangulo (Figura 5.34), ´e poss´ıvel ver que

Figura 5.33: Express˜oes transferidas ao modelo Ogro.

as deforma¸c˜oes s˜ao proporcionais a estas medidas. No caso do minotauro, que possui um retˆangulo de pequena altura, as deforma¸c˜oes no eixo y ser˜ao menores, o que ´e notado nos resultados.

Figura 5.34: Delimita¸c˜ao de landmarks faciais.

Formatos distintos, das caracter´ısticas faciais tamb´em resultam em anomalias. Nos estu- dos de casos apresentados, isso ocorre na boca do Gato, cujos pontos extremos est˜ao bem abaixo, no eixo y, do ponto central da boca, diferentemente do modelo base, cujos pontos est˜ao quase alinhados (Figura 5.35).

Essa diferen¸ca gera resultados distintos do esperado. Como pode ser observada na Figura 5.31, a express˜ao de sorriso do Gato n˜ao fica coerente. No caso da ´ultima express˜ao do modelo Gato, foi utilizada a posi¸c˜ao inicial da boca com os landmarks alinhados, para gerar o resultado aproximado do modelo base. Sendo assim, o processo totalmente autom´atico pode n˜ao resultar em express˜oes coerentes, caso os elementos b´asicos da face n˜ao sejam muito correspondentes aos do modelo base.

Verifica-se que a maior semelhan¸ca de resultados foi encontrada nos modelos Cartoon e Ogro, por estes apresentarem maior semelhan¸ca na disposi¸c˜ao dos landmarks da face, em

Figura 5.35: Diferen¸cas na disposi¸c˜ao da geometria da boca dos modelos base e Gato. rela¸c˜ao ao modelo base. Nota-se tamb´em a importˆancia de sele¸c˜ao precisa dos landmarks, sob pena de ocorrer assimetrias, como no caso de uma das express˜oes da Figura 5.30 do modelo Cartoon e destacada na Figura 5.36.

Figura 5.36: Assimetria gerada por sele¸c˜ao imprecisa de landmarks.

Os resultados mostraram-se satisfat´orios, por´em assim como no caso da manipula¸c˜ao corporal, os modelos dos personagens devem ter caracter´ısticas f´ısicas semelhantes, o que n˜ao ocorre nos estudos de casos do Cap´ıtulo 4. Os modelos Criatura I e II possuem caracter´ısticas faciais bem distintas dos demais. A Criatura I possui olhos em formato de antenas e a Criatura II possui apenas um olho e nariz indefinido. Desta forma, assim como no caso da manipula¸c˜ao corporal, n˜ao sendo poss´ıvel definir um modelo gen´erico que atenda a todos os casos, ´e proposto um m´etodo baseado em popula¸c˜oes de seres reproduzidos. Com a defini¸c˜ao de regras de gera¸c˜ao de express˜oes para um determinado personagem, ´e poss´ıvel transfer´ı-la para os demais modelos gerados durante a simula¸c˜ao, pois estes possuem caracter´ısticas faciais semelhantes aos seus progenitores iniciais. Todo o processo ´e semelhante ao descrito anteriormente, com o acr´escimo de alguns detalhes. Com uma defini¸c˜ao de regras de express˜ao espec´ıfica para um determinado personagem, ´e poss´ıvel ter resultados mais coerentes. Em caso de aplica¸c˜oes em que s˜ao utilizados personagens que representem fam´ılias ou grupos da mesma esp´ecie, ´e v´alido utilizar este procedimento.