Theodore Kim
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SIGGRAPH 2021 : Comment éliminer les biais et tendre vers une recherche graphique antiraciste?

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A l’occasion du SIGGRAPH 2021, Theodore Kim (ex Senior Scientist chez Pixar, désormais professeur à l’Université de Yale) a abordé la thématique des biais au sein de la recherche graphique.

Comme il l’explique, si l’idée même de biais en recherche peut sembler saugrenue au premier abord (après tout, les mathématiques et la physique sont censés être des sciences exactes, non biaisées), les choses sont plus complexes.

Par exemple, il montre qu’en pratique, les publications techniques du SIGGRAPH portant sur le rendu de la peau s’intéressent dans leur écrasante majorité aux peaux claires et non aux peaux noires. De même, lorsqu’il s’agit de rendu ou de simulation physique des cheveux, il s’agit par défaut de cheveux raides, considérés de facto comme le standard ; quand des projets s’intéressent aussi aux cheveux bouclés, ils auront tendance à le préciser explicitement. Les cheveux crépus, eux, sont très peu présents dans les travaux, alors même qu’ils n’ont rien d’une curiosité puisqu’ils concernent de l’ordre d’un milliard d’humains.

Theodore Kim souligne que si certaines personnes seront tentées de vouloir opter pour des approches universelles, en pratique ce choix est contre-productif, y compris d’un point de vue purement scientifique et technique (le rendu le plus proche de la réalité possible). Ainsi, les cheveux crépus ne bougent pas de la même manière que des cheveux raides, et les peaux noires n’ont pas la même interaction avec la lumière que les peaux blanches : leur composante spéculaire a une importance plus grande.
Conséquence : traiter de façon générique les peaux, à partir d’équations et valeurs physiques pensées pour simuler des peaux claires, peut conduire à des rendus peu convaincants. Theodore Kim pointe notamment du doigt MetaHuman Creator, qui génère des teints trop cireux, avec trop de subsurface scattering, lorsque la peau de l’avatar est noire.

Theodore Kim souligne au passage que ces biais sont profondément ancrés dans l’histoire des techniques d’imagerie. Ainsi, du temps de l’argentique, on utilisait des références avec un visage humain et une charte colorimétrique pour calibrer, ajuster le rendu du film photo ou des pellicules cinéma. Ces références visuelles, appelées « leader ladies » (au cinéma) et « Shirley Cards » (côté photo), étaient en pratique quasiment toujours des femmes à la peau blanche (avec néanmoins une diversification du côté des Shirley Cards à partir des années 90).

Conséquence : le rendu des peaux noires était souvent perfectible voire très mauvais, comme le montre Theodore Kim avec quelques extraits de films.

Le Carosse d’Or (Jean Renoir -1952) : en raison de procédés techniques et artistiques (pellicule, éclairage, développement…) optimisés pour les peaux claires, les acteurs à la peau noire sont totalement sous-exposés.

Theodore Kim explique que le but de sa présentation n’est pas de juger le passé : il ne s’agit pas de déclarer ce dernier raciste avec notre regard contemporain, mais plutôt de prendre conscience des biais afin de les dépasser. Il propose quelques pistes, comme la possibilité de créer un équivalent 3D des Shirley Cards mais avec des peaux noires : de quoi mieux juger, physiquement et objectivement, du réalisme de nouvelles techniques ou moteurs de rendu.

Un travail qui bénéficiera évidemment à l’ensemble de l’industrie, et permettra d’améliorer le rendu des humains, quel que soit leur type de cheveux ou leur couleur de peau.

Nous vous invitons évidemment à regarder la conférence complète, qui donne davantage d’exemple et détails.

Notez enfin qu’un Bird of a Feather (un format classique d SIGGRAPH, qui prend une forme de table ronde) a été organisé sur le sujet. L’évènement n’a pas été enregistré, mais un formulaire associé est toujours en ligne: il permet aux personnes intéressées par la thématique des biais dans la recherche graphique de s’inscrire afin de développer cette thématique en 2022. Vous pouvez par exemple indiquer que vous seriez intéressés pour tenir une conférence sur le sujet, ou aider à la relecture de publications.

Voici également trois livres mentionnés dans la présentation :

On pourra aussi lire ou relire notre interview de Raqi Syed et Areito Echevarria, qui ont créé l’expérience VR Minimum Mass. En fin de page 2, Raqi Syed revient sur son travail et la question des représentations dans les VFX.

Enfin, une publication liée à cette conférence est disponible sur le site de Theodore Kim : Countering racial bias in computer graphics research (T. Kim, Holly Rushmeier, Julie Dorsey, Derek Nowrouzezahrai, Raqi Syed, Wojciech Jarosz, and A.M. Darke – arXiv 2021). Quelques techniques anti-biais et axes de recherche y sont proposés..

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