Hair is a major feature of digital characters. Unfortunately, it has a complex geometry which challenges standard modeling tools. Some dedicated techniques exist, but creating a realistic hairstyle still takes hours. Complementary to user-driven methods, we here propose an image-based approach to capture the geometry of hair.
The novelty of this work is that we draw information from the scattering properties of the hair that are normally considered a hindrance. To do so, we analyze image sequences from a fixed camera with a moving light source. We first introduce a novel method to compute the image orientation of the hairs from their anisotropic behavior. This method is proven to subsume and extend existing work while improving accuracy. This image orientation is then raised into a 3D orientation by analyzing the light reflected by the hair fibers. This part relies on minimal assumptions that have been proven correct in previous work.
Finally, we show how to use several such image sequences to reconstruct the complete hair geometry of a real person. Results are shown to illustrate the fidelity of the captured geometry to the original hair. This technique paves the way for a new approach to digital hair generation.
La chevelure est une caractéristique essentielle d'un personnage numérique. Sa géométrie est malheureusement complexe, ce qui pose un défi aux outils de modelage standards. Il existe quelques techniques dédiées, mais la création d'une coiffure réaliste prend encore des heures. L'approche proposée se fonde sur des images pour capturer la géométrie d'une chevelure.
L'information des propriétés de dispersion des cheveux, considérées d'ordinaire comme un inconvénient, est ici recueillie et confère toute l'originalité de la méthode. Pour cela, une caméra fixe avec une source de lumière mobile saisit des séries d'images avant de les analyser. L'orientation des cheveux sur l'image est alors calculée à partir de leur comportement anisotrope. Cette orientation sur l'image est ensuite relevée en une orientation 3D grâce à l'analyse de la lumière réfléchie par les cheveux. Cette étape repose sur des hypothèses minimales qui ont été validées lors d'un travail antérieur.
En utilisant plusieurs de ces séries d'images on peut reconstruire entièrement la géométrie de la chevelure d'une personne réelle. Les résultats illustrent la fidélité de la géométrie capturée par rapport à la chevelure originale et ouvrent la voie à une nouvelle approche en synth èse numérique de chevelures.
