Blending and Exaggeration of Animated Facial Expressions of Emotion

Kasvonilmeillä on suuri merkitys sosiaalisessa vuorovaikutuksessa. Teknologian mahdollistaessa yhä realistisempien virtuaalisten ihmishahmojen luomisen niiden läsnäolo arjessamme voi lisääntyä, ja virtuaalisen hahmon onnistumisen kannalta sen kasvonilmeiden uskottavuus on olennaisen tärkeää. Tämä väitöskirja esittää, että virtuaalihahmojen kasvonilmeet pitäisi suunnitella niin, että ne kykenisivät ilmaisemaan laajasti erilaisia tunteita ja tunteiden voimakkuuksia, ja että ilmeiden yhdistelyä ja liioittelua voidaan käyttää ilmaistun tunneskaalan laajentamiseen. Tässä väitöskirjassa käsitellään myös outo laakso -ilmiötä, joka tarkoittaa sitä, että vaikka piirrosmaisilla hahmoilla korkeampi realismin taso lisää hahmon miellyttävyyttä ja tuttuutta, hyvin realistiset ihmishahmot voivat kuitenkin vaikuttaa pikemminkin oudoilta, inhottavilta tai kauhistuttavilta. Tässä väitöskirjassa tutkitaan mahdollisuutta ilmaista monipuolisempia tunteita yhdistelemällä kasvonilmeitä, joilla ilmaistaan perustunteita ilo, suru, viha, inho, pelko ja yllätys. Väitöskirjassa esitellään fysiikkaperusteinen kasvomalli ja menetelmä anatomisesti oikeaoppisten yhdistelmäilmeiden luomiseksi. Kyselyjen avulla selvitettiin, miten ihmiset havaitsevat näitä ilmeitä. Vaikka osa yhdistelmäilmeistä havaittiin yksittäisenä perustunteena tai kahden perustunteen yhdistelmänä, osa yhdistelmistä tuotti havainnon monipuolisemmasta tunteesta, kuten häpeä tai vahingonilo. Animaatioyhteisössä uskotaan yleisesti, että vähemmän realististen hahmojen liikkeitä ja ilmeitä tulee liioitella riittävän voimakkaan tunneilmaisun saavuttamiseksi, mutta hyvin realististen hahmojen liioittelu sen sijaan voi johtaa outoon lopputulokseen. Kyselyssä, jossa mitattiin, miten sama kasvonilme havaitaan eri realismin ja liioittelun tasoilla, löydettiin tukea tälle uskomukselle. Lisäksi huomattiin, että korkein tunteen voimakkuus, joka liioittelulla voidaan saavuttaa, on suunnilleen sama kaikilla realismin tasoilla. Aikaisemmassa kirjallisuudessa on usein oletettu, että outo laakso -ilmiössä havaittuun outouteen liittyvä tunnereaktio sisältää ensisijaisesti kielteisiä tunteita, kuten pelkoa ja vihaa. Tässä väitöskirjassa esitellään tutkimus, jossa kasvokuvien aiheuttamia tunnereaktioita tutkittiin kasvolihasten lihassähkökäyrän ja itsearviointikyselyn avulla. Tutkimuksessa todettiin, että kielteisten tunteiden sijasta ensisijainen tunnereaktio outouden yhteydessä oli huvittuneisuus. Tämä väitöskirja antaa tietoa siitä, miten ilmeiden yhdistelyä ja liioittelua voi käyttää hyväksi uskottavan kasvoanimaation luomiseksi niin, että tunteita ilmaistaan laajalla skaalalla niin tunteiden määrän kuin tunteiden voimakkuuksienkin suhteen. Lisäksi tämä väitöskirja edistää ymmärrystä kasvonilmeiden havaitsemisesta yleisesti sekä outo laakso -ilmiöstä.