Nuevo método reconstruye al detalle ojos virtuales a partir de una fotografía

Los ojos son posiblemente la parte más importante de la cara, aquella en la que se tiende a fijar la atención cuando se mira a alguien. Se dice que son el “espejo del alma”, pues a través de la mirada se transmiten sensaciones, emociones, rasgos de la personalidad e incluso se pueden predecir las acciones de una persona. Por eso es fundamental que resulten realistas al crear un personaje virtual.

De hecho, una cara creada digitalmente podrá tener una piel de aspecto muy creíble, pero seguirá pareciendo falsa si los ojos no acompañan. Para solucionarlo, una nueva técnica desarrollada por los laboratorios de investigación de Disney Research en Suiza, permite capturar los detalles cruciales pero sutiles de los ojos con un simple escáner facial, o incluso a partir de una foto.

Según un artículo publicado en la revista online Phys.org, este método requiere mucho menos tiempo y hardware que las técnicas de captura existentes al emplear un modelo paramétrico del ojo, una técnica relacionada con procesos geométricos y matemáticos que permite manipular con mayor precisión el diseño para llegar a resultados óptimos. Como consecuencia, consigue reproducir variaciones tanto del tamaño como de la forma del globo ocular, las manchas, los colores del iris e incluso de las venas rojas de la esclerótica.

La herramienta resultará de utilidad para crear animaciones mucho más realistas de forma sencilla tanto para cine, como videojuegos y hasta aplicaciones médicas. De ello daba cuenta el equipo de investigación el pasado fin de semana en SIGGRAPH, la Conferencia Internacional más importante sobre gráficos por ordenador celebrada en California, donde presentó los resultados de su estudio.

Alternativa sencilla

Tras décadas de investigación, la tecnología de captura facial ha avanzado tanto que puede ser difícil distinguir una cara digital de una real. Sin embargo, se ha prestado menos atención a la captura de los ojos. Trabajos previos en Disney Research dieron como resultado un método de muy buena calidad para escanear ojos humanos, utilizando un trío de algoritmos adaptados para manejar las tres partes visibles del ojo: la esclerótica, la córnea y el iris.

Sin embargo el proceso requiere que los actores permanezcan tumbados e inmóviles con una especie de collarín en el cuello y con los ojos bien abiertos mientras disparan decenas de fotos en sesiones de unos 20 minutos por ojo. "La carga física de este sistema se aleja bastante de los escáneres faciales de una sola captura que existen en la actualidad, cuyo proceso resulta tan fácil como tomar una sola foto", asegura el investigador Thabo Beeler.

Si bien los resultados son convincentes, se trata de una tarea farragosa para el actor, además de consumir mucho tiempo y requerir una cuidadosa configuración y calibrado del hardware, lo que la convierte en una herramienta poco práctica para un uso generalizado.

Mientras tanto, la clave sobre la que se sustenta el nuevo modelo paramétrico es una base de datos de 30 ojos que se capturaron en alta resolución usando ese proceso más exhaustivo. De ahí se obtienen los detalles de la esclerótica y los colores del iris, lo que se combina después con otro modelo independiente que se utiliza para representar las variaciones del tamaño y la forma del propio globo ocular.

Algoritmo de ajuste

Los detalles de los ojos del actor se pueden obtener con una sola exploración facial. Para ello han desarrollado un algoritmo de ajuste que permite transferir esos datos al modelo de ojo. Al respecto, Beeler destaca que se trata de un software bastante flexible, que se puede utilizar con cualquier configuración de captura facial tradicional. De hecho, han comprobado que reduciendo la complejidad de algunos parámetros intuitivos, el modelo se puede ajustar a imágenes sólo de ojos, a fotografías tomadas de Internet sin demasiada calidad o incluso a representaciones artísticas.

La herramienta se puede utilizar para reproducir automáticamente los detalles de los ojos de un actor tal como aparecen en una foto o el escaneado, o bien modificarlos hasta adaptarlos al perfil que se necesite. Así, se podrá cambiar la dilatación de las pupilas para que coincida con las condiciones de iluminación o aumentar el tamaño y el aspecto de las venas de la esclerótica si se quiere simular cansancio o fatiga.

Los resultados son recreaciones con un nivel comparable de calidad, con detalles realistas, pero utilizando un método mucho más sencillo.