Face Works: Nvidias Glatzkopf Ira mit realistischer Gesichtsanimation

Auf seiner Firmenkonferenz GTC hat Nvidia das Softwarepaket Face Works vorgestellt. In bisher nicht gekannter Qualität können damit in Echtzeit menschliche Gesichter animiert werden.

Artikel veröffentlicht am 20. März 2013, 18:28 Uhr, Nico Ernst

Nvidias Digital Ira (Bild: Nvidia)

Zusammen mit der University of Southern California und ihrem Institut ICT hat Nvidia das Softwarepaket "Face Works" entwickelt. Nvidia-Chef Jen-Hsun Huang stellte die Anwendung auf der GTC in San Jose erstmals vor.

Auf einer einzelnen Geforce Titan zeigte der Mitbegründer des Unternehmens in Echtzeit eine virtuelle Figur, die er "Digital Ira" nannte. Ira hat zwar keine Haare, was viel Rechenzeit spart, kann aber menschliche Regungen und auch Sprache überzeugend vermitteln.

Die früher schon mit Nvidias Figur Dawn gezeigten Effekte für viel Realismus wie etwa die Lichtbrechung innerhalb der Haut (subsurface scattering) hat Nvidia dabei sichtbar verbessert. Auffällig ist aber vor allem der Detailreichtum der Geometrie, der auch durch Tesselation erhöht wird.

Huang zufolge sind für die Beleuchtung von Ira auf der Grafikkarte Shader-Programme zuständig, die aus 8.000 Instruktionen bestehen. Die Animation selbst wurde per Motion-Capturing von einem realen Menschen auf ein 3D-Modell übertragen. Dabei kam eine Kompression der 3D-Daten, insbesondere der Meshes, zum Einsatz, um sie ganz in den 6 GByte großen Grafikspeicher der Titan laden zu können.

Trotz der erreichten Qualität soll Ira Nvidias schnellste GPU nicht auslasten: Nur die Hälfte der verfügbaren Rechenleistung, 2 Teraflops, soll die Darstellung bei 60 Bildern pro Sekunde benötigen. Das lässt hoffen, dass Nvidia die Technik bald auch Spieleentwicklern zugänglich macht. Im Gegensatz zu Techdemos wie Ira müssen Spiele nämlich auf der Grafikkarte noch viel mehr Objekte und Berechnungen realisieren als nur ein einzelnes Gesicht. Daher sehen Techdemos oft so viel besser aus als aktuelle Spiele.

Die Darstellung von Gesichtern und insbesondere Haut hat bei Nvidias Demos eine lange Tradition. Erst Mitte 2012 legte Nvidia das Demo mit der Elfe Dawn neu auf, das bereits zehn Jahre zuvor mit Licht auf der Haut spielte. Im Vergleich zu Dawn, die aber auch Haare und den restlichen Körper besitzt, wirkt Ira deutlich realistischer.

Das ist nicht nur für Spiele wichtig, sondern auch für Filme und Robotik, wo Menschen mit künstlichen Figuren konfrontiert werden. Jen-Hsun Huang führte dafür den seit den 1970er Jahren bekannten psychologischen Effekt des Uncanny Valley an. Er beschreibt, dass ab einem gewissen Realismus die Akzeptanz von menschenähnlichen Darstellungen nicht steigt, sondern sinkt. Dieses Tal des Unbehagens zu überwinden ist ein für Computergrafik immer wichtigeres Problem. Ob Ira, wie Dawn, auch PC-Anwendern als ausführbare Datei zugänglich gemacht werden soll, gab Nvidia noch nicht bekannt.