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Realistic makeup skin rendering

사실적인 화장한 얼굴 피부 렌더링

초록/요약

최근에 사람의 피부를 사실적으로 모델링하고 렌더링하는 방법에 대한 관심이 급증하고 있다. 그리고 물질에서 일어나는 물리 현상을 양방향 산란 표면 반사 분포 함수 (BSSRDF : Bidirectional Scattering Surface Reflectance Distribution Function)를 기반으로 모델링 하는 방법을 연구해 왔다. 애니메이션이나 게임 그리고 특수효과와 같은 산업에서는 민 낯 보다는 화장한 얼굴이 더 자주 등장한다. 하지만 맨 살 피부의 특성에 대한 연구에 치중하여 화장한 피부를 모델링 하는 연구는 아직까지 많이 부족하다. 본 논문에서 우리는 화장한 피부를 효과적이고 효율적으로 모델링하고 렌더링 하는 방법을 개발하는데 중점을 두었다. 산란이 많이 일어나는 반투명한 물질에서 BSSRDF는 표면 하에서 일어나는 빛의 이동을 나타내는데 효과적인 모델이지만, 복잡한 수식으로 이루어진 모델이면서 동시에 렌더링 하기에는 계산 양이 많아 비효율적이다. 따라서 우리는 표면 하에서 일어나는 빛의 이동을 간단한 형태인 가우시안 함수의 선형 조합으로 근사화하는 방법을 적용한다. 이미지 기반으로 맨 살 피부 또는 화장한 피부의 BSSRDF를 가우시안 함수로 표현하는 방법을 보이고 있으며 이 방법이 사실적인 피부를 실시간으로 렌더링하는 것을 가능케 한다.

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초록/요약

Recently there has been growing interest in photorealistic modeling and rendering of human skins, and physical models have been developed based on the BSSRDF (Bidirectional Scattering Surface Reflectance Distribution Function). Human skins with makeup probably appear more often than bare skins in animation, games and special effects, but research on the modeling of skins that wear makeup is still in scarcity. In this thesis, we focus on the development of an efficient and effective method for modeling and rendering human skin that wears makeup. While BSSRDF is an effective model for representing light transport in the highly scattering translucent subsurface, it is a mathematically complex light model and computationally inefficient for rendering. We adopt a simple model that approximates subsurface light transport as a linear combination of Gaussians and investigate the BSSRDFs of skins with makeup as well as those of bare skins. It is shown in this thesis that the addition of a makeup layer significantly alters the skin BSSRDF and the complex makeup effect can be efficiently represented using a sum of Gaussian functions. An image-based method for estimating the Gaussian-based skin/makeup BSSRDF is presented and its efficacy is demonstrated using real-time rendering results.

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