Você pode ter visto um vídeo do rosto de Nicholas Cage transposto para outro personagem circulando na internet^{(rounds on the internet)} recentemente. Não, não nos referimos a um clipe do filme Face/Off . Estas são cenas de vários filmes em que Nicholas Cage definitivamente não interpretou, mas parecem muito convincentes. Como eles conseguiram isso?

Bem, a resposta não^{(answer isn)} é “feitiçaria”, mas uma tecnologia que foi apelidada de “deepfake” e está causando um grande alvoroço em várias indústrias e comunidades.

O que é um “Deepfake”?

A palavra “deepfake” vem do termo “deep learning” e, claro, “fake”. O aprendizado profundo^{(Deep learning)} é um ramo especializado do aprendizado de máquina^{(machine learning)} , que novamente faz parte da área geral de Inteligência Artificial^{(Artificial Intelligence)} .

Com o aumento dramático no poder de computação e formas recém-descobertas para os computadores processarem e analisarem uma grande quantidade de dados do mundo real, os computadores agora podem fazer coisas que a maioria de nós nunca poderia imaginar. Os deepfakes^(Deepfakes) aplicam essa tecnologia para sintetizar imagens humanas, criando fotos ou vídeos de coisas que essas pessoas nunca fizeram e nunca disseram. 

Como funciona a tecnologia Deepfake?

O aprendizado profundo^{(Deep learning)} , que sustenta os métodos deepfake, descreve a aplicação moderna da simulação de rede neural para conjuntos de dados massivos. As redes neurais não são um conceito ou tecnologia^{(concept or technology)} novo , mas até os tempos modernos eram bastante rudimentares.

Uma rede neural artificial simula o processo de aprendizagem^{(learning process)} que acontece em cérebros biológicos, pelo menos até certo ponto. Quando você aprende ou lida com o mundo exterior, as conexões entre suas células cerebrais mudam.

Eles formam circuitos e estruturas lógicas, fortalecendo algumas conexões e enfraquecendo outras. À medida que você domina algo, como aprender a dirigir ou jogar tênis, esses circuitos cerebrais se tornam rápidos e eficientes. Eventualmente, você é tão bom em algo que nem precisa pensar em fazê-lo.

Isso é essencialmente a mesma coisa que acontece com um sistema de aprendizado^{(learning system)} profundo . Ele analisa montes de exemplos de algo e depois se torna progressivamente melhor em “entendê-lo”.

No caso de deepfakes, o software analisa exemplos do rosto que você deseja transpor, bem como o vídeo para o qual deseja transpô-lo. Com treinamento suficiente, ele pode eventualmente sintetizar uma face que corresponda aos dados de treinamento e, em seguida, sobrepô-la perfeitamente em qualquer outra face.

Qual software é usado para fazer deepfakes?

Existem vários aplicativos que permitem que as pessoas façam deepfakes. O FakeApp^(FakeApp) foi o primeiro aplicativo que conhecemos com o objetivo de dar às pessoas normais uma chance de criar conteúdo deepfake. O site agora está extinto e encontrar uma cópia não é nada fácil.

Os fabricantes de deepfakes agora mudaram para um aplicativo chamado DeepFaceLab , que está hospedado no GitHub e gerou um fluxo interminável de tutoriais em lugares como o Reddit .

Fazendo um deepfake

Este artigo não pretende ser um tutorial, portanto, forneceremos uma visão geral de como os deepfakes são feitos na prática, mas não forneceremos etapas exatas sobre como criar um você mesmo.

Existem algumas razões para isso, mas a principal é que a legalidade de fazer deepfakes é altamente controversa. Assim como não fornecemos etapas exatas para ajudá-lo a piratear software ou realizar outras atividades ilegais, não forneceremos instruções passo a passo para fazer deepfakes.

Além disso, o próprio criador do DeepFaceLab lançou um tutorial em vídeo passo a passo^{(step-by-step video tutorial)} para o software que qualquer pessoa pode acompanhar, caso deseje assumir a responsabilidade por tal risco.

Para ter uma ideia de como essas coisas se tornaram boas, confira este site^{(check out this website)} onde uma nova fotografia de uma pessoa que não existe é gerada quando você atualiza a página.

Nosso objetivo é ajudá-lo a entender a tecnologia, já que você a encontrará cada vez mais com o passar do tempo. Com isso dito, essas são as fases amplas da criação de um deepfake com o DeepFaceLab^{(DeepFaceLab)} .

Depois de baixar e descompactar o DeepFaceLab , você se depara com uma pasta contendo muitas outras pastas e uma série de arquivos em lote.

Há uma pasta chamada “workspace” que contém os modelos de treinamento, os vídeos de origem^{(source videos)} e a saída. O DeepFaceLab^{(DeepFaceLab)} trabalha com nomes e locais de arquivos específicos, para que os arquivos em lote possam funcionar. Por exemplo, o arquivo de origem^{(source file)} é sempre denominado “data_src” e o destino é denominado “data_dst”.

Não há interface de software^{(software interface)} como a maioria das pessoas conhece. Apenas uma lista de arquivos em lote numerados representando as etapas do processo. Primeiro^(First) os vídeos de origem e destino^{(source and destination videos)} têm seus quadros extraídos como arquivos de imagem.

Em seguida, várias etapas de análise são executadas, seguidas de treinamento baseado em GPU, onde a rede neural aprende o que precisa sobre os rostos nos dois vídeos para construir um modelo. Finalmente, um novo vídeo composto é produzido.

Uso indevido de deepfakes

Como mencionamos acima, os deepfakes são muito controversos. Pode violar as leis existentes em alguns países e novas leis estão em andamento para lidar com a tecnologia e suas aplicações.

Deepfakes podem ser usados ​​para criar hoaxes, como um vídeo de um presidente dizendo coisas malucas^{(video of a president saying crazy things)} . Pode ser usado para inserir pessoas em filmes pornográficos com o propósito de assediar^{(purpose or harassing)} ou prejudicar de alguma forma.

Como você provavelmente pode imaginar, você pode causar muitos danos com um deepfake convincente e as consequências se você for pego podem se tornar muito mais graves em um futuro próximo.

Questionar tudo

Agora que essa tecnologia existe e funciona tão bem, isso significa que temos que olhar para mídias como vídeos sob uma luz totalmente nova. Se alguém divulgar um vídeo nas redes sociais de uma pessoa famosa ou político dizendo ou fazendo algo controverso, primeiro você terá que perguntar se o vídeo é real.

A maioria dos deepfakes mal feitos são obviamente falsos, uma vez que você saiba o que procurar e tenha visto alguns. No entanto, em alguns casos, mesmo um olho treinado pode ter dificuldade em dizer que algum tipo de manipulação de CG^{(CG manipulation)} está acontecendo e, à medida que a tecnologia melhora, isso se tornará impossível.

What is a Deepfake and How Are They Made?

You may havе seen a video of Nicholas Cаge’s face transposed onto another character doing the rounds on the internet recently. No, we don’t mean a clip from the movie Face/Off. These are scenes from various movies in which Nicholas Cage did definitely not play, yet they look very convincing indeed. How did they pull this off?

Well, the answer isn’t “witchcraft”, but a technology that has been dubbed “deepfake” and it’s causing quite a ruckus in various industries and communities.

What is a “Deepfake”?

The word “deepfake” comes from the term “deep learning” and of course “fake”. Deep learning is a specialized branch of machine learning,  which is again part of the overall area of Artificial Intelligence.

With the dramatic rise in computing power and newly-discovered ways for computers to process and analyze massive amount of data from the real world, computers can now suddenly do things most of us could never imagine. Deepfakes apply this technology to synthesize human images, creating photos or videos of things those people never did and never said. 

How Does Deepfake Technology Work?

Deep learning, which underpins deepfake methods, describes the modern application of neural net simulation to massive data sets. Neural nets are not a new concept or technology, but until modern times they have been pretty rudimentary.

An artificial neural net simulates the learning process that happens in biological brains, at least to some extent. When you learn or otherwise deal with the outside world, the connections between your brain cells change.

They form circuits and logical structures, strengthening some connections and weakening others. As you master something, like learning to drive or play tennis, those brain circuits become fast and efficient. Eventually you are so good at something that you don’t even have to think about doing it.

That’s essentially the same thing that happens with a deep learning system. It looks at heaps of examples of something and then becomes progressively better at “understanding it”.

In the case of deepfakes the software looks at examples of the face you want to transpose as well as the video you want to transpose it to. With enough training it can eventually synthesize a face that matches the training data and then seamlessly overlay it on any other face.

What Software is Used to Make Deepfakes?

There are a number of applications that allow people to make deepfakes. FakeApp was the first app we know of aimed at giving normal people a shot at making deepfake content. The website it now defunct and finding a copy is not easy at all.

Makers of deepfakes have now largely moved on to an application called DeepFaceLab, which is hosted on GitHub and has spawned an endless stream of tutorials on places like Reddit.

Making a Deepfake

This article is not meant to be a tutorial, so we are going to provide an overview of how deepfakes are made in practice, but not provide exact steps on how to make one yourself.

There are a few reasons for this, but the main one is that the legality of making deepfakes is highly-contentious. Just as we wouldn’t provide exact steps to help you pirate software or do other illegal activities, we won’t give step-by-step instructions for making deepfakes.

Besides, the actual creator of DeepFaceLab has released a step-by-step video tutorial for the software which anyone can follow along, should they wish to take responsibility for such a risk.

To get a gist of how good this stuff has become, check out this website where a new photograph of a person who does not exist is generated when you refresh the page.

Our goal is to help you understand the technology, since you are bound to encounter it more and more as time goes by. With that being said, these are the broad phases of creating a deepfake with DeepFaceLab.

After downloading and unzipping DeepFaceLab you are faced with a folder containing many other folders and a series of batch files.

There’s a folder called “workspace” which contains the training models, the source videos and the output. DeepFaceLab works with specific file names and locations, so that the batch files can work. For example, the source file is always named “data_src” and the destination is named “data_dst”.

There is no software interface as most people know it. Just a list of numbered batch files representing the steps of the process. First the source and destination videos have their frames extracted as picture files.

Then several analysis steps are run, followed by GPU-based training, where the neural net learns what it needs about the faces in the two videos to build a model. Finally a new composite video is produced.

Misuse of Deepfakes

As we mentioned above, deepfakes are very controversial. It may violate existing laws in some countries and new laws are in the works to deal with the technology and its applications.

Deepfakes can be used to create hoaxes, such as a video of a president saying crazy things. It can be used to insert people into pornographic films with the purpose or harassing or otherwise harming them.

As you can probably imagine, you could do a lot of damage with a convincing deepfake and the consequences if you are caught may become much more severe in the near future.

Question Everything

Now that this technology exists and works as well as it does, it means we have to look at media like videos in a whole new light. If someone circulates a video on social media of a famous person or politician saying or doing something controversial, you’ll first have to ask if the video is even real.

Most poorly-done deepfakes are obviously fake, once you know what to look for and have seen a few. However, in some cases even a trained eye may have trouble telling that some sort of CG manipulation is happening and as the tech improves it will eventually become impossible.

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