Facial motion capture
فیشیل موشن کیپچر کیمرے یا لیزر اسکینرز کا استعمال کرتے ہوئے کسی شخص کے چہرے کی نقل و حرکت کو الیکٹرانک طور پر ڈیجیٹل ڈیٹا بیس میں تبدیل کرنے کا عمل ہے۔ اس ڈیٹا بیس کو پھر کمپیوٹر گرافکس (سی جی)، فلموں، گیمز، یا ریئل ٹائم اوتار کے لیے کمپیوٹر اینیمیشن تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ چونکہ سی جی حروف کی حرکت حقیقی لوگوں کی نقل و حرکت سے حاصل ہوتی ہے، اس کے نتیجے میں ایک زیادہ حقیقت پسندانہ اور باریک کمپیوٹر کردار حرکت پذیری ہوتی ہے اس کے مقابلے میں کہ حرکت پذیری دستی طور پر بنائی گئی تھی۔ چہرے کی حرکت پر قبضہ کرنے والا ڈیٹا بیس اداکار کے چہرے پر حوالہ پوائنٹس کے نقاط یا متعلقہ پوزیشنوں کو بیان کرتا ہے۔ کیپچر دو جہتوں میں ہو سکتا ہے، اس صورت میں کیپچر کے عمل کو بعض اوقات "ایکسپریشن ٹریکنگ" یا تین جہتوں میں کہا جاتا ہے۔ ایک ہی کیمرہ اور کیپچر سافٹ ویئر کا استعمال کرتے ہوئے دو جہتی کیپچر حاصل کیا جا سکتا ہے۔ یہ کم نفیس ٹریکنگ پیدا کرتا ہے، اور تین جہتی حرکتوں جیسے سر کی گردش کو مکمل طور پر پکڑنے سے قاصر ہے۔ تین جہتی کیپچر ملٹی کیمرا رگ یا لیزر مارکر سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے مکمل کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے نظام عام طور پر استعمال کرنے کے لیے کہیں زیادہ مہنگے، پیچیدہ اور وقت طلب ہوتے ہیں۔ دو غالب ٹیکنالوجیز موجود ہیں: مارکر اور مارکر لیس ٹریکنگ سسٹم۔ چہرے کی حرکت کی گرفت کا تعلق باڈی موشن کیپچر سے ہے، لیکن آنکھوں اور ہونٹوں کی چھوٹی حرکتوں سے ممکنہ لطیف تاثرات کا پتہ لگانے اور ان کا سراغ لگانے کے لیے اعلی ریزولوشن کی ضروریات کی وجہ سے یہ زیادہ مشکل ہے۔ یہ حرکتیں اکثر چند ملی میٹر سے بھی کم ہوتی ہیں، جن میں اس سے بھی زیادہ ریزولوشن اور وفاداری اور فلٹر کرنے کی مختلف تکنیکوں کی ضرورت ہوتی ہے جو عام طور پر پورے جسم کی گرفت میں استعمال ہوتی ہیں۔ چہرے کی اضافی رکاوٹیں ماڈل اور قواعد استعمال کرنے کے مزید مواقع بھی فراہم کرتی ہیں۔ چہرے کے تاثرات کی گرفت چہرے کی حرکت کی گرفت سے ملتی جلتی ہے۔ یہ انسانی چہروں سے ان پٹ کے ساتھ کمپیوٹر سے تیار کردہ حروف کو جوڑنے، یا صارف کے جذبات کو پہچاننے کے لیے بصری یا مکینیکل ذرائع استعمال کرنے کا ایک عمل ہے۔ تاریخ کارکردگی پر مبنی حرکت پذیری پر بحث کرنے والے پہلے مقالے میں سے ایک لانس ولیمز نے 1990 میں شائع کیا تھا۔ وہاں، وہ بیان کرتا ہے کہ 'حقیقی شکلوں کے تاثرات کو حاصل کرنے اور انہیں کمپیوٹر سے تیار کردہ چہروں پر لاگو کرنے کا ایک ذریعہ'۔ ٹیکنالوجیز مارکر پر مبنی روایتی مارکر پر مبنی نظام 350 مارکرز تک کا اطلاق اداکاروں کے چہرے پر کرتے ہیں اور ہائی ریزولوشن کیمروں کے ساتھ مارکر کی حرکت کو ٹریک کرتے ہیں۔ اسے دی پولر ایکسپریس اور بیولف جیسی فلموں میں ٹام ہینکس جیسے اداکار کو کئی مختلف کرداروں کے چہرے کے تاثرات کو چلانے کی اجازت دینے کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ بدقسمتی سے یہ نسبتا بوجھل ہے اور ایک بار ہموار اور فلٹرنگ ہونے کے بعد اداکار کے تاثرات کو حد سے زیادہ متحرک کر دیتا ہے۔ کیپٹو موشن جیسے اگلی نسل کے نظام اعلی سطح کی تفصیلات کے ساتھ روایتی مارکر پر مبنی نظام کی شاخوں کا استعمال کرتے ہیں۔ فعال ایل ای ڈی مارکر ٹیکنالوجی فی الحال صارف کی رائے فراہم کرنے کے لیے حقیقی وقت میں چہرے کی حرکت پذیری کو چلانے کے لیے استعمال کی جا رہی ہے۔ مارکر لیس مارکر لیس ٹیکنالوجیز چہرے کی خصوصیات جیسے ناک، ہونٹوں اور آنکھوں کے کونے، اور جھریاں استعمال کرتی ہیں اور پھر ان کا سراغ لگاتی ہیں۔ اس ٹیکنالوجی پر سی ایم یو، آئی بی ایم، مانچسٹر یونیورسٹی (جہاں اس کا زیادہ تر آغاز ٹم کوٹس، گیرتھ ایڈورڈز اور کرس ٹیلر کے ساتھ ہوا) اور دیگر مقامات پر تبادلہ خیال اور مظاہرہ کیا گیا ہے، جس میں فعال ظاہری شکل کے ماڈل، پرنسپل جزو تجزیہ، آئجن ٹریکنگ، خراب سطح کے ماڈل اور دیگر تکنیکوں کا استعمال کیا گیا ہے تاکہ چہرے کی مطلوبہ خصوصیات کو فریم سے فریم تک ٹریک کیا جا سکے۔ یہ ٹیکنالوجی بہت کم پیچیدہ ہے، اور اداکار کے لیے زیادہ اظہار کی اجازت دیتی ہے۔ بصارت پر مبنی ان طریقوں میں شاگردوں کی حرکت، پلکوں، ہونٹوں اور زبان سے دانتوں کی بندش کو ٹریک کرنے کی صلاحیت بھی ہوتی ہے، جو کہ زیادہ تر کمپیوٹر اینیمیٹڈ خصوصیات میں واضح مسائل ہیں۔ بصارت پر مبنی طریقوں کی عام حدود ریزولوشن اور فریم ریٹ ہیں، یہ دونوں مسائل کے طور پر کم ہو رہے ہیں کیونکہ تیز رفتار، ہائی ریزولوشن والے سی ایم او ایس کیمرے متعدد ذرائع سے دستیاب ہو جاتے ہیں۔ مارکر لیس فیس ٹریکنگ کی ٹیکنالوجی کا تعلق چہرے کی شناخت کے نظام سے ہے، کیونکہ چہرے کی شناخت کے نظام کو ممکنہ طور پر ویڈیو کے ہر فریم پر ترتیب وار لاگو کیا جا سکتا ہے، جس کے نتیجے میں چہرے کی ٹریکنگ ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، نیوین ویژن سسٹم (سابقہ آئیمیٹکس، جسے اب گوگل نے حاصل کیا ہے) نے بغیر کسی شخص کی مخصوص تربیت کے ریئل ٹائم 2 ڈی چہرے سے باخبر رہنے کی اجازت دی۔ ان کا نظام امریکی حکومت کے 2002 کے چہرے کی شناخت وینڈر ٹیسٹ (ایف آر وی ٹی) میں چہرے کی شناخت کے بہترین کارکردگی والے نظاموں میں سے ایک تھا۔ دوسری طرف، کچھ شناخت کے نظام واضح طور پر تاثرات کو ٹریک نہیں کرتے ہیں یا غیر غیر جانبدار تاثرات پر بھی ناکام نہیں ہوتے ہیں، اور اس لیے ٹریکنگ کے لیے موزوں نہیں ہیں۔ اس کے برعکس، ڈیفارمیبل سرفیس ماڈل جیسے نظام عارضی معلومات کو جمع کرتے ہیں تاکہ زیادہ مضبوط نتائج کو واضح اور حاصل کیا جا سکے، اور اس طرح ایک تصویر سے لاگو نہیں کیا جا سکتا۔ مارکر لیس فیس ٹریکنگ نے امیج میٹرکس جیسے تجارتی نظاموں میں ترقی کی ہے، جس کا اطلاق دی میٹرکس سیکوئلز اور دی کیوریس کیس آف بینجمن بٹن جیسی فلموں میں کیا گیا ہے۔ مؤخر الذکر نے ایک خراب چہرے کے ماڈل کو پکڑنے کے لیے مووا سسٹم کا استعمال کیا، جسے پھر دستی اور وژن ٹریکنگ کے امتزاج کے ساتھ متحرک کیا گیا۔ اوتار ایک اور نمایاں پرفارمنس کیپچر فلم تھی تاہم اس میں مارکر لیس ہونے کے بجائے پینٹ مارکر استعمال کیے گئے تھے۔ ڈائنامکسائز ایک اور تجارتی نظام ہے جو اس وقت استعمال میں ہے۔ مارکر لیس سسٹمز کو کئی امتیازی معیارات کے مطابق درجہ بندی کیا جا سکتا ہے: 2 ڈی بمقابلہ 3 ڈی ٹریکنگ چاہے شخص کے لیے مخصوص تربیت یا دیگر انسانی مدد کی ضرورت ہو (جو صرف اس صورت میں ممکن ہے جب کسی تربیت یا نگرانی کی ضرورت نہ ہو) چاہے انہیں معلومات کے اضافی ذرائع کی ضرورت ہو جیسے کہ متوقع نمونے یا پوشیدہ پینٹ جیسے مووا سسٹم میں استعمال ہوتے ہیں۔ آج تک، ان تمام معیارات کے حوالے سے کوئی نظام مثالی نہیں ہے۔ مثال کے طور پر، نیوین ویژن سسٹم مکمل طور پر خودکار تھا اور اس کے لیے کسی پوشیدہ نمونوں یا فی شخص تربیت کی ضرورت نہیں تھی، لیکن یہ 2 ڈی تھا۔ فیس/آف سسٹم تھری ڈی، خودکار اور ریئل ٹائم ہے لیکن اس میں متوقع نمونوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ چہرے کے تاثرات پر قبضہ کرنے کی ٹیکنالوجی ڈیجیٹل ویڈیو پر مبنی طریقوں کو تیزی سے ترجیح دی جا رہی ہے، کیونکہ مکینیکل سسٹم پیچیدہ اور استعمال کرنے میں مشکل ہوتے ہیں۔ ڈیجیٹل کیمروں کا استعمال کرتے ہوئے، ان پٹ صارف کے تاثرات کو سر کی پوزیشن فراہم کرنے کے لیے پروسیس کیا جاتا ہے، جو سافٹ ویئر کو پھر آنکھیں، ناک اور منہ تلاش کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ چہرے کو ابتدائی طور پر غیر جانبدار اظہار کا استعمال کرتے ہوئے کیلیبریٹ کیا جاتا ہے۔ پھر فن تعمیر کے لحاظ سے ابرو، پلکوں، گالوں اور منہ کو غیر جانبدار اظہار سے فرق کے طور پر پروسیس کیا جا سکتا ہے۔ یہ مثال کے طور پر ہونٹوں کے کناروں کو ڈھونڈ کر اور اسے ایک منفرد شے کے طور پر پہچان کر کیا جاتا ہے۔ اکثر برعکس بڑھانے والا میک اپ یا مارکر پہنے جاتے ہیں، یا پروسیسنگ کو تیز کرنے کے لیے کوئی اور طریقہ۔ آواز کی شناخت کی طرح، بہترین تکنیکیں صرف 90 فیصد وقت اچھی ہوتی ہیں، جن میں ہاتھ سے بہت زیادہ موافقت، یا غلطیوں کے لیے رواداری کی ضرورت ہوتی ہے۔ چونکہ کمپیوٹر سے تیار کردہ حروف میں اصل میں عضلات نہیں ہوتے ہیں، اسی طرح کے نتائج حاصل کرنے کے لیے مختلف تکنیکیں استعمال کی جاتی ہیں۔ کچھ اینیمیٹر ہڈیاں یا اشیاء بناتے ہیں جو کیپچر سافٹ ویئر کے ذریعے کنٹرول ہوتے ہیں، اور انہیں اسی کے مطابق منتقل کرتے ہیں، جو کردار کو صحیح طریقے سے دھاندلی کرنے پر ایک اچھا تخمینہ دیتا ہے۔ چونکہ چہرے بہت لچکدار ہوتے ہیں اس لیے اس تکنیک کو اکثر دوسروں کے ساتھ ملایا جاتا ہے، مطلوبہ تاثرات کے لحاظ سے جلد کی لچک اور دیگر عوامل کے لیے وزن کو مختلف طریقے سے ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ استعمال کئی تجارتی کمپنیاں ایسی مصنوعات تیار کر رہی ہیں جو استعمال ہو چکی ہیں، لیکن کافی مہنگی ہیں۔ یہ توقع کی جاتی ہے کہ سافٹ ویئر کے سستی شکل میں دستیاب ہونے کے بعد یہ کمپیوٹر گیمز کے لیے ایک بڑا ان پٹ ڈیوائس بن جائے گا، لیکن ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر ابھی موجود نہیں ہیں، حالانکہ پچھلے 15 سالوں سے ہونے والی تحقیق کے نتائج تقریبا قابل استعمال ہیں۔ آئی ٹریکنگ کمپیوٹر فیشیل اینیمیشن ڈیپ فیشیل ریکگنیشن سسٹم فیشیل ایکشن کوڈنگ سسٹم انکینی ویلی حوالہ جات بیرونی روابط کارنیگی میلن یونیورسٹی ڈیلفٹ یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی انٹیل شیفیلڈ اور اوٹاگو کمپیوٹر اینیمیشن فیشیل تاثرات کمپیوٹنگ ان پٹ ڈیوائسز موشن کیپچر