照片逼真的面部视频肖像重演益处虚拟生产和众多VR / AR经验。由于肖像应该保持高现实主义和与目标环境的一致性，任务仍然具有挑战性。在本文中，我们介绍了一种可靠的神经视频肖像，同步的致密和再生方案，其将头部姿势和面部表达从源actor传送到具有任意新的背景和照明条件的目标演员的肖像视频。我们的方法结合了4D反射场学习，基于模型的面部性能捕获和目标感知神经渲染。具体地，我们采用渲染到视频翻译网络首先从混合面部性能捕获结果中合成高质量的OLAT镜片和alpha锍。然后，我们设计了一个语义感知的面部归一化方案，以实现可靠的显式控制以及多帧多任务学习策略，以同时编码内容，分割和时间信息以获得高质量的反射场推断。在培训之后，我们的方法进一步实现了目标表演者的照片现实和可控的视频肖像编辑。通过将相同的混合面部捕获和归一化方案应用于源视频输入，可以获得可靠的面部姿势和表达编辑，而我们的显式alpha和Olat输出使高质量的依据和背景编辑能够实现。凭借实现同步致密和再生的能力，我们能够改善各种虚拟生产和视频重写应用程序的现实主义。

生产级别的工作流程用于产生令人信服的3D动态人体面孔长期以来依赖各种劳动密集型工具用于几何和纹理生成，运动捕获和索具以及表达合成。最近的神经方法可以使单个组件自动化，但是相应的潜在表示不能像常规工具一样为艺术家提供明确的控制。在本文中，我们提出了一种新的基于学习的，视频驱动的方法，用于生成具有高质量基于物理资产的动态面部几何形状。对于数据收集，我们构建了一个混合多视频测量捕获阶段，与超快速摄像机耦合以获得原始的3D面部资产。然后，我们着手使用单独的VAE对面部表达，几何形状和基于物理的纹理进行建模，我们在各个网络的潜在范围内强加了基于全局MLP的表达映射，以保留各个属性的特征。我们还将增量信息建模为基于物理的纹理的皱纹图，从而达到高质量的4K动态纹理。我们展示了我们在高保真表演者特异性面部捕获和跨认同面部运动重新定位中的方法。此外，我们的基于多VAE的神经资产以及快速适应方案也可以部署以处理内部视频。此外，我们通过提供具有较高现实主义的各种有希望的基于身体的编辑结果来激发我们明确的面部解散策略的实用性。综合实验表明，与以前的视频驱动的面部重建和动画方法相比，我们的技术提供了更高的准确性和视觉保真度。

InputOutput Input Output Fig. 1. Unlike current face reenactment approaches that only modify the expression of a target actor in a video, our novel deep video portrait approach enables full control over the target by transferring the rigid head pose, facial expression and eye motion with a high level of photorealism.We present a novel approach that enables photo-realistic re-animation of portrait videos using only an input video. In contrast to existing approaches that are restricted to manipulations of facial expressions only, we are the irst to transfer the full 3D head position, head rotation, face expression, eye gaze, and eye blinking from a source actor to a portrait video of a target actor. The core of our approach is a generative neural network with a novel space-time architecture. The network takes as input synthetic renderings of a parametric face model, based on which it predicts photo-realistic video frames for a given target actor. The realism in this rendering-to-video transfer is achieved by careful adversarial training, and as a result, we can create modiied target videos that mimic the behavior of the synthetically-created input. In order to enable source-to-target video re-animation, we render a synthetic target video with the reconstructed head animation parameters from a source video, and feed it into the trained network ś thus taking full control of the

与传统的头像创建管道相反，这是一个昂贵的过程，现代生成方法直接从照片中学习数据分布，而艺术的状态现在可以产生高度的照片现实图像。尽管大量作品试图扩展无条件的生成模型并达到一定程度的可控性，但要确保多视图一致性，尤其是在大型姿势中，仍然具有挑战性。在这项工作中，我们提出了一个3D肖像生成网络，该网络可产生3D一致的肖像，同时根据有关姿势，身份，表达和照明的语义参数可控。生成网络使用神经场景表示在3D中建模肖像，其生成以支持明确控制的参数面模型为指导。尽管可以通过将图像与部分不同的属性进行对比，但可以进一步增强潜在的分离，但在非面积区域（例如，在动画表达式）时，仍然存在明显的不一致。我们通过提出一种体积混合策略来解决此问题，在该策略中，我们通过将动态和静态辐射场融合在一起，形成一个复合输出，并从共同学习的语义场中分割了两个部分。我们的方法在广泛的实验中优于先前的艺术，在自由视点中观看时，在自然照明中产生了逼真的肖像。所提出的方法还证明了真实图像以及室外卡通面孔的概括能力，在实际应用中显示出巨大的希望。其他视频结果和代码将在项目网页上提供。

Figure 1: Given a monocular portrait video sequence of a person, we reconstruct a dynamic neural radiance field representing a 4D facial avatar, which allows us to synthesize novel head poses as well as changes in facial expressions.

在这项工作中，我们提出了叙述，这是一种新颖的管道，可以以逼真的方式同时编辑肖像照明和观点。作为一种混合神经形态的面部模型，叙述了几何学感知生成方法和正常辅助物理面部模型的互补益处。简而言之，叙述首先将输入肖像转变为粗糙的几何形状，并采用神经渲染来产生类似于输入的图像，并产生令人信服的姿势变化。但是，反演步骤引入了不匹配，带来了较少面部细节的低质量图像。因此，我们进一步估计了师范的肖像，以增强粗糙的几何形状，从而创建高保真的物理面部模型。特别是，我们融合了神经和身体渲染，以补偿不完善的反转，从而产生了现实和视图一致的新颖透视图像。在重新阶段，以前的作品着重于单一视图肖像重新审议，但也忽略了不同观点之间的一致性，引导不稳定和不一致的照明效果以进行视图变化。我们通过将其多视图输入正常地图与物理面部模型统一，以解决此问题。叙事通过一致的正常地图进行重新进行重新，施加了跨视图的约束并表现出稳定且连贯的照明效果。我们在实验上证明，叙述在先前的工作中取得了更现实的，可靠的结果。我们进一步使用动画和样式转移工具进行介绍，从而分别或组合姿势变化，灯光变化，面部动画和样式转移，所有这些都以摄影质量为单位。我们展示了生动的自由视图面部动画以及3D感知可靠的风格化，可帮助促进各种AR/VR应用程序，例如虚拟摄影，3D视频会议和后期制作。

我们提出了自由式 - 人体神经通话的头部合成系统。我们表明，具有稀疏3D面部标志的建模面孔足以实现最先进的生成性能，而无需依赖诸如3D可变形模型之类的强统计学先验。除了3D姿势和面部表情外，我们的方法还能够将目光从驾驶演员转移到源身份。我们的完整管道由三个组件组成：一个规范的3D密钥估计器，可回归3D姿势和与表达相关的变形，凝视估计网络和建立在Headgan架构上的生成器。我们进一步实验发电机的扩展，以使用注意机制可容纳几次学习，以防万一可用多个源图像。与最新的重演和运动转移模型相比，我们的系统实现了更高的照片真实性与优越的身份保护，同时提供明确的注视控制。

我们人类正在进入虚拟时代，确实想将动物带到虚拟世界中。然而，计算机生成的（CGI）毛茸茸的动物受到乏味的离线渲染的限制，更不用说交互式运动控制了。在本文中，我们提出了Artemis，这是一种新型的神经建模和渲染管道，用于生成具有外观和运动合成的清晰神经宠物。我们的Artemis可以实现互动运动控制，实时动画和毛茸茸的动物的照片真实渲染。我们的Artemis的核心是神经生成的（NGI）动物引擎，该动物发动机采用了有效的基于OCTREE的动物动画和毛皮渲染的代表。然后，该动画等同于基于显式骨骼翘曲的体素级变形。我们进一步使用快速的OCTREE索引和有效的体积渲染方案来生成外观和密度特征地图。最后，我们提出了一个新颖的阴影网络，以在外观和密度特征图中生成外观和不透明度的高保真细节。对于Artemis中的运动控制模块，我们将最新动物运动捕获方法与最近的神经特征控制方案相结合。我们引入了一种有效的优化方案，以重建由多视图RGB和Vicon相机阵列捕获的真实动物的骨骼运动。我们将所有捕获的运动馈送到神经角色控制方案中，以生成具有运动样式的抽象控制信号。我们将Artemis进一步整合到支持VR耳机的现有引擎中，提供了前所未有的沉浸式体验，用户可以与各种具有生动动作和光真实外观的虚拟动物进行紧密互动。我们可以通过https://haiminluo.github.io/publication/artemis/提供我们的Artemis模型和动态毛茸茸的动物数据集。

Human modeling and relighting are two fundamental problems in computer vision and graphics, where high-quality datasets can largely facilitate related research. However, most existing human datasets only provide multi-view human images captured under the same illumination. Although valuable for modeling tasks, they are not readily used in relighting problems. To promote research in both fields, in this paper, we present UltraStage, a new 3D human dataset that contains more than 2K high-quality human assets captured under both multi-view and multi-illumination settings. Specifically, for each example, we provide 32 surrounding views illuminated with one white light and two gradient illuminations. In addition to regular multi-view images, gradient illuminations help recover detailed surface normal and spatially-varying material maps, enabling various relighting applications. Inspired by recent advances in neural representation, we further interpret each example into a neural human asset which allows novel view synthesis under arbitrary lighting conditions. We show our neural human assets can achieve extremely high capture performance and are capable of representing fine details such as facial wrinkles and cloth folds. We also validate UltraStage in single image relighting tasks, training neural networks with virtual relighted data from neural assets and demonstrating realistic rendering improvements over prior arts. UltraStage will be publicly available to the community to stimulate significant future developments in various human modeling and rendering tasks.

从单个图像重建高保真3D面部纹理是一个具有挑战性的任务，因为缺乏完整的面部信息和3D面和2D图像之间的域间隙。最新作品通过应用基于代或基于重建的方法来解决面部纹理重建问题。尽管各种方法具有自身的优势，但它们不能恢复高保真和可重新可传送的面部纹理，其中术语“重新可调剂”要求面部质地在空间地完成和与环境照明中脱颖而出。在本文中，我们提出了一种新颖的自我监督学习框架，用于从野外的单视图重建高质量的3D面。我们的主要思想是首先利用先前的一代模块来生产先前的Albedo，然后利用细节细化模块来获得详细的Albedo。为了进一步使面部纹理解开照明，我们提出了一种新颖的详细的照明表示，该表现在一起与详细的Albedo一起重建。我们还在反照侧和照明方面设计了几种正规化损失功能，以便于解散这两个因素。最后，由于可怜的渲染技术，我们的神经网络可以以自我监督的方式有效地培训。关于具有挑战性的数据集的广泛实验表明，我们的框架在定性和定量比较方面显着优于最先进的方法。

我们提出了一些动态神经辐射场（FDNERF），这是第一种基于NERF的方法，能够根据少量动态图像重建和表达3D面的表达编辑。与需要密集图像作为输入的现有动态NERF不同，并且只能为单个身份建模，我们的方法可以使跨不同人的不同人进行面对重建。与设计用于建模静态场景的最先进的几杆NERF相比，提出的FDNERF接受视图的动态输入，并支持任意的面部表达编辑，即产生具有输入超出输入的新表达式的面孔。为了处理动态输入之间的不一致之处，我们引入了精心设计的条件特征翘曲（CFW）模块，以在2D特征空间中执行表达条件的翘曲，这也是身份自适应和3D约束。结果，不同表达式的特征被转换为目标的特征。然后，我们根据这些视图一致的特征构建一个辐射场，并使用体积渲染来合成建模面的新型视图。进行定量和定性评估的广泛实验表明，我们的方法在3D面重建和表达编辑任务上都优于现有的动态和几乎没有射击的NERF。我们的代码和模型将在接受后提供。

在本文中，我们介绍了一条神经渲染管道，用于将一个人在源视频中的面部表情，头部姿势和身体运动转移到目标视频中的另一个人。我们将方法应用于手语视频的具有挑战性的案例：给定手语用户的源视频，我们可以忠实地传输执行的手册（例如握手，棕榈方向，运动，位置）和非手术（例如，眼睛凝视，凝视，面部表情，头部移动）以照片真实的方式标志着目标视频。为了有效捕获上述提示，这些线索对于手语交流至关重要，我们以最近引入的最健壮和最可靠的深度学习方法的有效组合来建立。使用3D感知表示，将身体部位的估计运动组合并重新定位到目标签名者。然后将它们作为我们的视频渲染网络的条件输入，从而生成时间一致和照片现实的视频。我们进行了详细的定性和定量评估和比较，这些评估和比较证明了我们的方法的有效性及其对现有方法的优势。我们的方法产生了前所未有的现实主义的有希望的结果，可用于手语匿名。此外，它很容易适用于重新制定其他类型的全身活动（舞蹈，表演，锻炼等）以及手语生产系统的合成模块。

在本文中，我们介绍了一种新颖的深入学习方法，用于“野外”视频中演员的情绪状态的光学逼真操纵。所提出的方法基于输入场景中的演员的参数3D面表示，其提供来自头部姿势和面部表达的面部身份的可靠性解剖。然后，它使用新的深度域翻译框架，以符合他们的动态，以一致而合理的方式改变面部表情。最后，改变改变的面部表情用于基于特别设计的神经面渲染器光实际地操纵输入场景中的面部区域。据我们所知，我们的方法是第一个能够通过唯一用作操纵情绪的语义标记来控制演员的面部表情，同时保持与语音相关的唇部运动。我们进行广泛的定性和定量评估和比较，展示了我们的方法的有效性以及我们获得的特别有希望的结果。我们的方法为神经渲染技术的有用应用开辟了一种新的可能性，从电影后生产和视频游戏到照片逼真的情感化身。

体积神经渲染方法，例如神经辐射场（NERFS），已实现了光真实的新型视图合成。但是，以其标准形式，NERF不支持场景中的物体（例如人头）的编辑。在这项工作中，我们提出了Rignerf，该系统不仅仅是仅仅是新颖的视图综合，并且可以完全控制头姿势和从单个肖像视频中学到的面部表情。我们使用由3D可变形面模型（3DMM）引导的变形场对头姿势和面部表情的变化进行建模。 3DMM有效地充当了Rignerf的先验，该rignerf学会仅预测3DMM变形的残留物，并使我们能够在输入序列中呈现不存在的新颖（刚性）姿势和（非刚性）表达式。我们仅使用智能手机捕获的简短视频进行培训，我们证明了我们方法在自由视图合成肖像场景的有效性，并具有明确的头部姿势和表达控制。项目页面可以在此处找到：http：//shahrukhathar.github.io/2022/06/06/rignerf.html

编辑和操纵视频中的面部特征是一种有趣而重要的研究领域，具有夸张的应用，从电影生产和视觉效果到视频游戏和虚拟助手的现实头像。据我们所知，本文提出了第一种在视频中进行了对面部表情的照相型式操纵的方法。我们的方法支持基于神经渲染和基于3D的面部表情建模的语义视频操纵。我们专注于通过改变和控制面部表情来互动操纵视频，实现有前途的光电温度效果。该方法基于用于3D面部形状和活动的脱屑表示和估计，为用户提供对输入视频中的面部表情的直观且易于使用的控制。我们还介绍了一个用户友好的交互式AI工具，该工具处理有关输入视频的特定部分的所需情绪操纵的人类可读的语义标签，并合成光电环境拟人的操纵视频。我们通过将情绪标签映射到价值（VA）值来实现这一点，又通过特别设计和训练的表达式解码器网络映射到解开的3D面部表达式。本文提出了详细的定性和定量实验，展示了我们系统的有效性以及它实现的有希望的结果。可以在补充材料中找到其他结果和视频（https://github.com/girish-03/deepsemmanipulation）。

鉴于一个人的肖像图像和目标照明的环境图，肖像重新旨在重新刷新图像中的人，就好像该人出现在具有目标照明的环境中一样。为了获得高质量的结果，最近的方法依靠深度学习。一种有效的方法是用高保真输入输出对的高保真数据集监督对深神经网络的培训，并以光阶段捕获。但是，获取此类数据需要昂贵的特殊捕获钻机和耗时的工作，从而限制了对少数机智的实验室的访问。为了解决限制，我们提出了一种新方法，该方法可以与最新的（SOTA）重新确定方法相提并论，而无需光阶段。我们的方法基于这样的意识到，肖像图像的成功重新重新取决于两个条件。首先，该方法需要模仿基于物理的重新考虑的行为。其次，输出必须是逼真的。为了满足第一个条件，我们建议通过通过虚拟光阶段生成的训练数据来训练重新网络，该培训数据在不同的环境图下对各种3D合成人体进行了基于物理的渲染。为了满足第二种条件，我们开发了一种新型的合成对真实方法，以将光真实主义带入重新定向网络输出。除了获得SOTA结果外，我们的方法还提供了与先前方法相比的几个优点，包括可控的眼镜和更暂时的结果以重新欣赏视频。

每次坐在电视或监视器前，都会通过时变的光模式积极照亮。本文建议使用这种时断照明，以与任何新的照明条件进行脸部的合成复兴。在这样做时，我们从Debevec等人的轻型阶段工作中获取灵感。谁首先展示了在受控照明环境中捕获的人的能力。然而，现有的光级需要昂贵的房间级球形捕获龙门，并且在世界上只有一些实验室存在，我们演示了如何从普通电视或台式机监视器获取有用的数据。我们不对用户感到不舒服的快速闪烁光图案，而不是在用户观看YouTube视频或其他标准内容的用户的图像上运行。我们在图像上培训一个深网络以及给定用户的监视器模式，并学会在任何目标照明（监视器模式）下预测该用户的图像。实验评估表明，我们的方法产生了现实的发感结果。视频结果可在http://grail.cs.washington.edu/projects/light_stage_on_every_desk/上获得。

尽管基于深度学习的面部相关模型成功显着，但这些模型仍然仅限于真正人类面的领域。另一方面，由于缺乏组织良好的数据集，由于缺乏组织的数据集，动画面的域已经不太积极地研究。在本文中，我们通过可控的合成动画模型介绍了一个大规模动画CeleBfaces数据集（AnimeCeleb），以提高动画面域的研究。为了促进数据生成过程，我们基于开放式3D软件和开发的注释系统构建半自动管道。这导致构建大型动画面部数据集，包括具有丰富注释的多姿态和多样式动画面。实验表明，我们的数据集适用于各种动画相关的任务，如头部重新创建和着色。

由于其语义上的理解和用户友好的可控性，通过三维引导，通过三维引导的面部图像操纵已广泛应用于各种交互式场景。然而，现有的基于3D形式模型的操作方法不可直接适用于域名面，例如非黑色素化绘画，卡通肖像，甚至是动物，主要是由于构建每个模型的强大困难具体面部域。为了克服这一挑战，据我们所知，我们建议使用人为3DMM操纵任意域名的第一种方法。这是通过两个主要步骤实现的：1）从3DMM参数解开映射到潜在的STYLEGO2的潜在空间嵌入，可确保每个语义属性的解除响应和精确的控制; 2）通过实施一致的潜空间嵌入，桥接域差异并使人类3DMM适用于域外面的人类3DMM。实验和比较展示了我们高质量的语义操作方法在各种面部域中的优越性，所有主要3D面部属性可控姿势，表达，形状，反照镜和照明。此外，我们开发了直观的编辑界面，以支持用户友好的控制和即时反馈。我们的项目页面是https://cassiepython.github.io/cddfm3d/index.html

在运动中的运动中综合动态外观在诸如AR / VR和视频编辑的应用中起着核心作用。虽然已经提出了最近的许多方法来解决这个问题，但处理具有复杂纹理和高动态运动的松散服装仍然仍然具有挑战性。在本文中，我们提出了一种基于视频的外观综合方法，可以解决此类挑战，并为之前尚未显示的野外视频的高质量结果。具体而言，我们采用基于样式的基于STYLEGAN的架构，对基于人的特定视频的运动retrargeting的任务。我们介绍了一种新的运动签名，用于调制发电机权重以捕获动态外观变化以及正规化基于帧的姿势估计以提高时间一致性。我们在一组具有挑战性的视频上评估我们的方法，并表明我们的方法可以定性和定量地实现最先进的性能。