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蘋果推出了iPhone X 之后，業內人士才明白了為什么蘋果這幾年瘋狂收購3-D 傳感器制造商 PrimeSense、圖像識別公司  Perceptio、增強現實公司 Metaio 和 運動捕捉技術公司 Faceshift和研究的意義是什么。

而這款跨時代的機型中最重要的新功能可能就是人臉解鎖和定制表情（Animoji）以及其背后的人臉追蹤技術。蘋果認為 iPhone X 代表了移動設備技術的未來，目前從很多方面來看，事實確實如此。雷鋒網覺得，如果去追溯面對消費者的重大科技進步，你會發現大多數技術突破都是在無聊的大學實驗室里產生的。而在Animoji 的例子中，技術研究是從十年前一些歐洲頂級科技類高校里開始的。

技術的開端

《阿凡達》工作照

2005 年左右，運動捕捉技術仍處在實驗室階段。用《阿凡達》舉例，要想制作人物角色細微的表情和動作，需要演員穿上帶有小球的衣服，并在面部涂上標記點。這些小點作為標記，幫助光學系統追蹤面部和身體的動作變化，最終模擬出電影的動態效果。“標記點非常有用，因為它們簡化了運動追蹤的計算。”Faceshift 的聯合創始人 Mark Pauly 解釋道（Pauly 還是瑞士洛桑  EPFL 大學計算圖形和幾何實驗室的主管）。

標記點技術十分有用，但是需要使用大量設備——一個工作站、運動捕捉套件、演員還需要全身穿著標記點。Pauly 實驗室的博士生 Hao Li（目前是 USC 的視覺圖像實驗室主管）說：“無論你想制作什么，這種技術所要花費的時間和成本都太高了。我們想要把它變得簡單一些。”

所以，Pauly、Li 和其他一些研究者們（包括 Thibaut Weise,、Brian Amberg 和 Sofien Bouaziz，他們目前都就職于蘋果），開始探索如何使用深度感應相機的長鏡頭來代替點標記和運動捕捉套件，完成面部表情追蹤。他們的目標是制作可以實時捕捉人類表情的動態數字頭像。

但是這里的問題在于：人臉跟蹤算法是出了名的復雜。Li 把人臉稱為“圖形運算中的圣杯”，因為人臉運算實在太難。不同于靜態物體，人臉總是持續變化，因此沒有一個普遍的運算法則可以通用。

讓機器讀懂表情

為了讓機器可以識別出面部運動，必須讓它看懂形式各異的人臉。“算法必須對變幻的光線、頭部的旋轉、人種和年齡方面同的形態標準等保持其穩定性。”專攻汽車和金融領域的面部追蹤軟件公司 Visage Technologies 的市場主管 Dino Paic 解釋道。

在 2005 年前，3-D 深度感應相機的發展已經足以捕捉面部動作。但是更大的挑戰在于教會計算機如何理解捕獲到的數據。Li 說：“這里的問題是，即使你可以看到所有點的數據，但這對于計算機來說，毫無意義。”

為了解決這一問題，Li 和他的團隊將人臉當作幾何圖形來求解。他們使用大量面部表情來不斷訓練算法，創建大量可以被描述出的數字 3-D 模型，進而描繪出不同人種、不同環境下的人臉模型。利用這些計算好的模型，算法就可以更容易地自動匹配面部 3-D 標記點，實現實時捕捉面部表情，創建模擬頭像。

臉的價值

Pinscreen 此前惡搞川普的圖片

目前，視覺特效公司大都在產品制作中使用原有技術，但是這個主流將會被新技術所取代，相信過不了多久，像蘋果的 Animoji 和 英特爾的“Pocket Avatars”（可以將你的臉植入進各種圖像中）這種使用面部識別軟件的應用將會越來越多。

Li 說，面部模仿的 emoji 表情還只是一個開始。他現在正在運作一個專注于圖形擬真計算的創業公司——Pinscreen，他們最近正在研究一個基于單源照片的超現實 3-D 頭像的算法。

去年秋天的總統大選后，Pinscreen 放出了一系列“跳舞的川普”GIF 圖，展示了它目前的技術能力。這組 GIF 還不是最為復雜的——川普的臉還有一些 CGI （電腦三維動畫）產品遺留的模糊感。但是他們已經為未來的發展奠定了基石。我們相信，未來任何人都可以創建出一個現實感的頭像，通過頭像說話和動作。Pinscreen 的技術仍在測試中，但它的發展潛力可能既令人激動，又隱隱有些擔憂。

擔憂的是：隨著這種技術的發展和不斷應用，現在還能分清現實和虛擬的區別的我們，不久以后，可能越來越難以區分真假了。

99VR視界君說：也許這些擔憂也是多余的，未來技術能發張到真假難辨的時候，相應破解及識別的技術也一定會應運而生的。

來源：99VR視界