UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO, RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO Klemen Furman TEHNIKE OSVETLITVE PRI ZDRUŽEVANJU REALISTIČNIH IN ANIMIRANIH SCEN Diplomsko delo Maribor, avgust 2016
TEHNIKE OSVETLITVE PRI ZDRUŽEVANJU REALISTIČNIH IN ANIMIRANIH SCEN Diplomsko delo Študent: Študijski program: Smer: Mentor: Lektorica: Klemen Furman univerzitetni študijski program medijske komunikacije vizualna komunikacija doc. dr. Domen Mongus, univ. dipl. inž. rač. in inf. Natalija Furman, univ. dipl. prof. slov. i
ii
iii
iv
ZAHVALA Za pomoč in vodenje pri diplomski nalogi se zahvaljujem mentorju doc. dr. Domnu Mongusu. Prav tako se želim zahvaliti ostalim profesorjem za vso pridobljeno znanje. Posebna zahvala gre staršem, ki so mi omogočili študij ter vsem prijateljem za podporu v času študija. v
vi
Tehnike osvetlitve pri združevanju realističnih in animiranih scen Ključne besede: digitalno komponiranje, sledenje gibanju, vizualni učinki UDK: 005.92:004.63(043.2) Povzetek V diplomskem delu obravnavamo moderne tehnike digitalnega združevanja slik. Pričujoče delo je razdeljeno na dva segmenta. Najprej so predstavljene osnove digitalnega komponiranja (tj. izdelava maske), sledenje gibanja in barvna korekcija. Predstavljene so tudi osnovne zakonitosti svetlobe in osvetlitve. Drugi segment je osredinjen na izdelavo kratkega praktičnega primera, v katerem so po plasteh združene sekvence slik. Praktični primer je na koncu ovrednoten glede na kakovost in ustreznost združenega posnetka. Pri tem izpostavimo nekatere ključne zahteve za ustvarjanje realistične združene scene, s katerimi dosežemo za gledalca verodostojen posnetek. vii
Lightning techniques for compositing realistic and animated scenes Key words: digital compositing, match moving, visual effects UDK: 005.92:004.63(043.2) Abstract In this diploma thesis we have studied and presented modern techniques of digital compositing. The thesis is divided into two parts. In the first part we present the basics of digital compositing. We present the creation of masks, write about motion tracking and color correction. We also introduce the basic principles of lights and lighting. In the second part, we present the production of a short practical example in which we combined sequences of images. At the end, the practical example is evaluated according to the quality of composite video, during which several key requirements for achieving authenticity of the results are exposed. viii
KAZALO VSEBINE 1 UVOD... 1 2 DIGITALNO KOMPONIRANJE... 2 3 IZDELAVA MASKE... 4 3.1 Tehnike za izdelavo maske... 5 3.1.1 Barvni ključ (Chroma key)... 5 3.1.2 Svetlobni ključ (Luminance key)... 5 3.1.3 Maska razlik (Difference masking)... 5 3.1.4 Razlika v barvah... 6 3.1.5 Izločitvena maska... 6 4 SLEDENJE GIBANJU... 7 4.1 2D-sledenje... 8 4.2 3D-usklajevanje... 9 4.3 Dodajanje elementov... 10 5 BARVNA KOREKCIJA... 12 5.1 Usklajevanje črnih in belih točk... 12 5.2 Usklajevanje vmesnih tonov... 13 5.3 Barve... 14 5.4 Druge lastnosti slik... 15 6 OSVETLJEVANJE PRI DIGITALNEM KOMPONIRANJU... 16 6.1 Svetloba... 16 6.1.1 Vidni spekter... 16 6.2 Luči... 17 ix
6.2.1 Jakost... 18 6.2.2 Barva... 18 6.2.3 Kvaliteta... 19 6.2.4 Smer... 19 6.3 Sence... 20 6.3.1 Značilnosti robov... 20 6.3.2 Gostota senc... 20 6.3.3 Barva senc... 21 7 PRIMER ZDRUŽITVE REALISTIČNE IN ANIMIRANE SCENE... 22 7.1 Izdelava materiala... 22 7.1.1 Modeliranje 3D-scene... 22 7.1.2 Snemanje s kamero... 22 7.2 Sledenje gibanju in maskiranje... 23 7.2.1 Sledenje gibanju... 23 7.2.2 Maska... 23 7.3 Združevanje slik... 24 7.3.1 Združitev slik... 24 7.3.2 Barvne korekcije... 24 7.4 Ovrednotenje rezultata... 24 7.4.1 Sence... 25 7.4.2 Osvetlitev... 26 7.4.3 Barve... 26 8 ZAKLJUČEK... 27 9 VIRI IN LITERATURA... 28 x
KAZALO SLIK SLIKA 3.1: ORIGINALNA SLIKA (LEVO) IN MASKA (DESNO), KI IZ OZADJA IZLOČI LE LUTKO... 4 SLIKA 3.2: ZDRUŽEVANJE SLIK Z UPORABO ZELENEGA PLATNA IN Z UPORABO TEHNIKE RAZLIK V BARVAH... 6 SLIKA 4.1: GRAF SLEDILNIH TOČK V PROGRAMU CINEMA 4D... 8 SLIKA 4.2: SLEDILNE TOČKE V 3D-PROSTORU... 9 SLIKA 4.3: ŠAHOVNICA... 11 SLIKA 5.1: USKLADITEV ČRNE IN BELE TOČKE MED SLIKAMA... 12 SLIKA 5.2: NASTAVITVE ČRNE IN BELE TOČKE V PROGRAMU ADOBE AFTER EFFECTS... 13 SLIKA 5.3: UREJEVALNIK SVETLOSTI S KRIVULJO V PROGRAMU ADOBE PHOTOSHOP... 14 SLIKA 6.1: CELOTEN ELEKTROMAGNETNI SPEKTER (ZGORAJ) TER VIDNI SPEKTER Z BARVAMI (SPODAJ)... 17 SLIKA 7.1: SNEMALNI STUDIO... 22 SLIKA 7.2: POSTOPEK MASKIRANJA... 23 SLIKA 7.3: POSNETEK ZASLONA OB KONCU DELA V PROGRAMU ADOBE AFTER EFFECTS... 24 SLIKA 7.4: IZSEK IZ SCENE DRUGI KADER... 25 SLIKA 7.5: SENCA... 25 SLIKA 7.6: SPREMEMBA SVETLOSTI SUBJEKTA Z ORODJEM LEVELS... 26 SLIKA 7.7: IZSEK IZ SCENE PRVI KADER... 26 KAZALO TABEL TABELA 5.1: PRIMER KALKULACIJ ZA DOLOČITEV ODTENKA SIVE... 15 xi
SEZNAM KRATIC VFX vizualni efekti (angl. visual effects) 2D dvodimenzionalno 3D tridimenzionalno CGI računalniško ustvarjene podobe (angl. computer-generated imagery) xii
1 UVOD Prejemniki vizualnih medijev zaradi nenehnih izboljšav v tehnologiji od ustvarjalcev vsebin zahtevajo vedno večjo interaktivnost in kreativnost. Na drugi strani imamo produkcijska podjetja, ki želijo te potrebe zadovoljiti z najnižjimi možnimi stroški. Pri ustvarjanju vizualnih vsebin je v ta namen pogosto uporabljeno združevanje slik. Ta omogoča nadgradnjo realnosti, ob tem je ta tehnika za produkcijo relativno poceni v primerjavi s stroški postavitve in snemanja ekvivalentne fizične scene. Namen diplomskega dela je proučiti tehnike digitalnega združevanja slik in poiskati odgovore na nekatera ključna vprašanja v povezavi s slednjim. Posvetili se bomo specifikam priprave videomateriala in računalniško generiranih scen za uporabo pri digitalnem komponiranju ter procesu dejanskega združevanje slik. Eden od poglavitnejših izzivov diplomskega dela se navezuje na posebnosti osvetlitve pri zajemanju videomateriala in pripravi scen. Poleg odgovorov na omenjena vprašanja je cilj pričujočega dela izdelati komponiran posnetek, tj. z uporabo lastnega videoposnetka, 3Dobjektov in dodatnih vizualnih učinkov. Osvetlitev in sence iz posnetka bomo nato kvalitativno ovrednotili. Pri tem bomo preverjali barve, kote in mehkobo senc, pravilnost osvetlitve ter barvno usklajenost in ustreznost. Diplomsko delo sestavlja osem poglavij. V drugem poglavju predstavimo osnove združevanja slik in definiramo digitalno komponiranje. Naslednja tri poglavja podrobneje opisujejo tri ključne faze združevanja slik. Tako v tretjem poglavju spoznamo, kaj je maska, zakaj se uporablja in s katerimi postopki jo pridobimo. Četrto poglavje je namenjeno sledenju gibanju ter predstavitvi postopkov za uspešno izvedbo tega, medtem ko peto poglavje opisuje zaključno fazo digitalnega komponiranja, pri čemer predstavimo načine korekcije barv po izvedenem komponiranju. V šestem poglavju smo pozorni na teorijo osvetlitve. Sedmo poglavje je namenjeno opisu praktičnega primera: združimo posnetek človeka z računalniško ustvarjeno sceno. Poglavje zaključimo z ovrednotenjem rezultatov praktičnega dela. V zadnjem (osmem) poglavju podamo sklepe diplomske naloge. 1
2 DIGITALNO KOMPONIRANJE Digitalno komponiranje (angl. digital compositing) je kreativni proces sestavljanja in kombiniranja posnetih ali računalniško generiranih elementov iz različnih virov, tj. s ciljem, da ustvarimo iluzijo resničnega posnetka ali domišljijski vizualni efekt. Lahko je v obliki slike ali posnetka [10]. Steve Wright ponuja še bolj poljudno razlago [11]: Digitalno komponiranje lahko definiramo kot sestavljanje različnih elementov, ki so bili fotografirani posebej in jih sestavimo v eno sliko tako, da se za vse elemente zdi, da so bili posneti ob istem času, pod isto lučjo in z isto kamero. Digitalno komponiranje se uporablja v različne namene. Lahko ga uporabljamo za namene preprostega vstavljanja računalniško ustvarjenih slik v posneto sceno. Druga uporaba, pogosto koriščena v sodobni filmski in televizijski produkciji, je podaljševanje scen. Zelo pogosto je ta tehnika uporabljena v danes popularni seriji Igra prestolov. 1 V diplomskem delu pa bomo govorili zlasti o t. i. usklajevanju gibanja, v okviru katerega program analizira gibanje v sekvenci slik in s tem računalniku priskrbi potrebne podatke za združevanje virtualnih in realnih scen ter barvnih razmerjih med elementi. Pri digitalnem komponiranju delo navadno poteka v naslednjih korakih: izdelava maske sledenje gibanju dodajanje elementov korekcija barv 1 Tako na https://youtu.be/vlaalh1lvgw (dostop 2. 7. 2016) 2
Najtežji del procesa digitalnega komponiranja je ustvariti združen rezultat sliko (ali zaporedje slik), za katero gledalec ne ugotovi, da je bila ustvarjena s sestavljanjem več elementov. Doseganje tega je še posebej zahtevna naloga, ker je vsak potencialen gledalec vsebine na področju strokovnjak. Za sabo ima namreč celo življenje opazovanja resničnih scen, zato bo na nezavedni ravni opazil vizualne napake. Tudi kadar gledalec ne zna opisati, kaj na sliki je videti narobe, ga njegova podzavest opozori, da videnemu ne gre zaupati [1]. 3
3 IZDELAVA MASKE Prvi korak pri združevanju slik je maskiranje (angl. matte). To je proces, s katerim določimo kateri deli posameznih slik bodo vidni in kateri skriti. Rezultat procesa je t. i. maska (angl. matte image), ki je navadno črno-bela bitna slika. Po načinu zapisa podatkov, ki jo predstavljajo, se maska ne razlikuje od drugih slik. Običajno lahko z njimi ravnamo in jih obdelujemo na enak način kot z drugimi slikami, razlikujejo se le po namenu uporabe [12]. Namesto da bi predstavljala vizualno predstavitev kulise, je to enokanalna slika, ki omogoča prosojnost, uporabimo pa jo kot pripomoček pri posameznih operacijah združevanja slik (slika 3.1). Slika 3.1: Originalna slika (levo) in maska (desno), ki iz ozadja izloči le lutko Maska je slika, ki jo za razliko od drugih elementov ne uvozimo iz zunanjega vira, ampak jo ustvarimo na računalniku, pri čemer ločimo statične in potujoče maske. Prve uporabimo, kadar se objekt ne premika. V tem primeru je lahko maska ustvarjena ročno in postopek za njeno izdelavo navadno ni zapleten. Kljub temu se tudi pri statičnih maskah lahko pojavi težava, in sicer zlasti, ko maskiramo delno prosojne ali zelo tanke objekte (npr. lasje, steklo, odbojne površine). V te namene je bolj smotrna uporaba računalniških algoritmov, o katerih bomo govorili v nadaljevanju. Proces ročne izdelave maske se imenuje rotoskopiranje. Uporablja se tako za ustvarjanje statičnih kot potujočih mask. Rotoskopiranje je proces risanja maske sliko po sliko (angl. frame-by-frame) preko oblik na posnetku. Tehnika je zelo zamudna ter posledično draga, 4
zato se navadno uporablja šele, ko so vse cenejše tehnike že izčrpane. Take maske so danes večinoma zgrajene iz t. i. zlepkov (angl. spline), ki omogočajo lažjo transformacijo med okvirji. Ko so želeni objekti obrisani na vseh okvirih, se ustvarijo klasične črno-bele maske, ki se nato uporabijo v namene komponiranja ali druge namene, kot je barvna korekcija (na delu slike) [11]. Obstaja več različnih postopkovnih (avtomatskih) metod za ustvarjanje maske tako kot obstaja več načinov, kako lahko masko uporabimo. Najpogosteje uporabljena tehnika za ustvarjanje maske je barvni ključ. To je tehnika, pri kateri program samodejno izloči enobarvno (navadno zeleno ali modro) ozadje ter ohrani zgolj glavni motiv. Ta tehnika pa ni edina, zato bomo v nadaljevanju opisali nekaj najpogosteje uporabljenih tehnik za ustvarjanje maske. 3.1 Tehnike za izdelavo maske 3.1.1 Barvni ključ (Chroma key) Zeleno (ali modro) platno danes uporabljajo vsi studii ne glede na to, ali so šolski, televizijski ali filmski studii svetovnih razsežnosti. Maskiranje iz zelenega platna pa večinoma izvedemo z uporabo barvnega ključa. Pri implementiranju barvnega ključa določimo razpon barvnih odtenkov, ki jih obravnavamo kot ozadje, to območje pa je po maskiranju transparentno. 3.1.2 Svetlobni ključ (Luminance key) Svetlobni ključ uporabljamo, kadar je objekt, ki ga želimo izolirati, bistveno svetlejši ali temnejši od ozadja. Idealni primer je svetli objekt na črnem ozadju, vendar je tudi na slikah z manj kontrasti s to tehniko možno izdelati povsem spodobno masko. 3.1.3 Maska razlik (Difference masking) Ta maska se uporablja v primerih, ko imamo vsaj dve sliki v sekvenci. Na eni od njih je (v idealnem primeru) samo ozadje, na drugi pa je poleg tega ozadja še objekt, ki ga želimo izolirati iz slike. Če od vrednosti slike z objektom odštejemo sliko, na kateri je samo ozadje, nam preostane samo objekt. V teoriji so sposobnosti te tehnike skoraj magične, na praktičnem primeru pa vse prej kot to. Neskladja v osvetlitvah, sence in šum namreč pogosto naredijo barvne vrednosti ozadja različne, zato je rezultat navadno slab. 5
3.1.4 Razlika v barvah Metoda razlik v barvah je kombinacija korakov, ki vključuje izločitev maske, barvno korekcijo in kombiniranje slik. Izločanje maske poteka po principu primerjanja vrednosti RGB-barv med seboj in na nivoju vsakega posameznega piksla [11]. Ta metoda deluje na principu relativnih razlik v vrednosti RBG-barvnih kanalov. Kadar ena barva v pikslu izrazito odstopa od preostalih dveh in je ta barva definirana kot ozadje, ta piksel obravnavamo kot ozadje in ga na maski obarvamo črno (kakor prikazuje Slika 3.2). Prednost metode je njena preprostost, pri čemer pa vseeno proizvede dobro kakovost robov, ki niso ne premehki in ne preostri. Zraven tega metoda dobro rešuje spremembe v osvetlitvi skozi čas posnetka. Tako za razliko od barvnega in svetlobnega ključa, sence in podobne spremembe ne vplivajo na kakovost maske [1]. Slika 3.2: Združevanje slik z uporabo zelenega platna in z uporabo tehnike razlik v barvah 3.1.5 Izločitvena maska Posebej je treba omeniti še izločitveno masko (angl. garbage matte), ki je vedno uporabljena v kombinaciji z drugimi. Njena vloga je poenostavljanje procesa za ustvarjanje maske. Izločitvena maska je preprosta in ročno ustvarjena maska, s katero že na začetku izločimo tiste dele, ki morajo biti vedno skriti. Navadno se uporabi za izločitev večjih delov slike, na katerih so objekti, ki bi jih sicer druge tehnike ustvarjanja maske zajele kot uporabne. 6
4 SLEDENJE GIBANJU Sledenje gibanju je operacija, ki sledi premikom v posnetku. Pred razvojem te tehnike je bila večina scen, ki so vsebovale vizualne učinke in so zahtevale komponiranje, posneta s statično (angl. locked-off) kamero. Naprednejša tehnologija pa omogoča sledenje gibanju skoraj vsakega posnetka, tudi tistih z zasuki in nagibi. Proces poteka po principu, da določimo nekaj delov slik in spremljamo njihove spremembe položaja skozi čas, se pravi skozi zaporedje slik. Ko zberemo podatke gibanja teh delov slik, je mogoče z različnimi operacijami spreminjati, dodajati ali odvzemati elemente na posnetku. Lee Lanier razdeli sledenje gibanja v štiri glavne kategorije [6]: O transformiranem sledenju govorimo, kadar je kamera statična. V tem primeru gre za precej preprosto sledenje gibanju. Sledimo jasno vidnim značilnim točkam v posnetku. Zajem gibanja (angl. matchmoving) poustvarja gibanje v zapletenejših posnetkih. Z njim so lahko novi elementi združeni s posnetkom na pravem mestu, s pravilnimi premiki, zasuki, z velikostjo in izkrivljenostjo leče. Zaradi široke uporabnosti se pojem zajemanje gibanja pogosto uporablja kar za vse vrste sledenja gibanja. Stabilizacija je zelo pogosta operacija, ki jo vsebuje večina programov za urejanje videa. Uporablja se za stabiliziranje posnetkov, kadar med zajemom nastane tresenje. Ročno sledenje se izvede, ko transformirano sledenje ali zajem gibanja niso mogoči z avtomatskimi programskimi orodji. Pri transformiranjem gibanju (statična kamera) se ob usklajevanju gibanja animira le 3Dprostor, ki je postavljen na ustrezno mesto v posnetku. Pri zajemu gibanja (kamera se premika) pa je poleg objektov v 3D-prostoru treba animirati tudi premike virtualne kamere [6]. 7
4.1 2D-sledenje 2D-sledenje je prvi in odločilen korak za kakovost sledenja gibanju v posnetku. V primeru, da postopek ni dobro izveden, se objekti, ki jih pozneje dodamo v sceno, premikajo na podlagi in ne sledijo gibanju posnetka. 2D-sledenje zazna ključne točke, ki jim sledi in ustvari pot njihovih položajev na slikah. Rezultat operacije je torej visoko število točk, ki se jim skozi čas spreminja položaj glede na gibanje ključnih točk v posnetku. Nekatere od teh točk obstajajo od začetka do konca posnetka, nekatere pa se začnejo pozneje in/ali zaključijo pred koncem (slika 4.1). Če so v posnetku poleg scene še dodatni objekti, ki se premikajo (npr. ljudje ali avtomobili), je priporočljivo te objekte izključiti iz sledenja gibanja. To storimo z masko ali ročno odstranitvijo točk iz teh objektov. Kakovost rezultatov 2D-sledenja je v veliki meri odvisna od posnetka samega. V primerih, ko se na posnetku jasno vidi veliko primernih točk, gibanje ponavadi precej dobro zazna kar avtomatski sledilec v programu. Kadar pa robovi niso zelo jasni, je bolje ročno izbrati točke na posnetku ter jih ročno usklajevati glede na gibanje v posnetku. To je najpogosteje pri posnetkih, ki vsebujejo zamegljene okvirje, niso izostreni ali pa svetlobni kontrasti niso dovolj veliki. Slika 4.1: Graf sledilnih točk v programu Cinema 4D V vseh programih, namenjenih sledenju gibanja, je mogoče točke tudi nadzorovati, urejati, brisati in dodajati. Zelo pomembna je zlasti izbira primernih točk za sledenje. Izbiramo točke, ki so barvno in po količini svetlobe kontrastne sosednjim. Najprimernejši so torej robovi ali druge dobro vidne točke na posnetku. Ker ponavadi hkrati sledimo več točkam na posnetku, je sistem dokaj robusten. Tako za dober rezultat ni potrebno, da vsaka točka sledi posnetku do pike natančno. 8
V literaturi smo zaznali tudi sledeče dobre prakse: Točke morajo biti razporejene po prostoru v vseh treh dimenzijah (različne razdalje od objektiva, spodaj in zgoraj, levo in desno). Pri ročnem načinu izberemo minimalno število točk, ki jim sledimo. Dobbert v svoji knjigi priporoča od 7 do 12 točk [2]. V primeru, ko katera izmed točk odpotuje iz okvirja, namesto te vpeljemo novo. Sledimo le stacionarnim točkam. Za poustvarjanje posnetka v 3D-prostoru (naslednji korak) so namreč uporabljeni izračuni na podlagi prostorskih razmerij teles na sliki, za katere program predvideva, da se ne premikajo. Sledimo le pravim, fizičnim 3D-položajem. S položaji, ki niso pravi, mislimo na odseve leč, odboje, sijaje na objektih [2]. 4.2 3D-usklajevanje 3D-usklajevanje (angl. 3D calibration, tudi 3D solve) je korak, ki na podlagi rezultatov 2Dsledenja izračuna lastnosti kamere, kot so njen položaj, zasuk in goriščna razdalja. Cilj tega koraka je ustvariti navidezno kamero z istimi lastnostmi in premiki kot kamera, ki je zajela posnetek v fizičnem svetu ter najti 3D-lego točk iz prejšnjega koraka (slika 4.2). Slika 4.2: Sledilne točke v 3D-prostoru V večini programov za sledenje gibanju je 3D-usklajevanje operacija, ki jo zaženemo s preprostim klikom na gumb. Program nato analizira rezultate 2D-sledenja in ustvari virtualno kamero, ki posnema gibanje fizične kamere, ki je zajela posnetek. 9
Za izvedbo kakovostnega 3D-usklajevanja je treba slediti nekaj smernicam. V ta namen bomo na kratko opisali korake 3D-usklajevanja. Korak 1: Pred začetkom procesa je koristno programu podati nekaj osnovnih informacij o kameri in objektivu. Četudi točnih informacij nimamo, lahko še zmeraj vnesemo vsaj nekaj podatkov. Dobrodošla sta podatka o goriščni razdalji in velikosti senzorja, če sta znana. Nekateri programi omogočajo vnos približne vrednosti goriščne razdalje, točna se določi med samim procesom. Na podlagi rezultatov 2D-sledenja lahko sicer te informacije izračuna program tudi povsem sam, vendar te vrednosti pogosto bolj ali manj odstopajo od realnih. Korak 2: Po končani obdelavi sledi še obvezen pregled rezultata. Ob pogledu skozi objektiv navidezne kamere morajo ključne točke iz 2D-sledenja ostati na istem mestu. Sledi pregled celotnega 3D-prostora. Ko se osredotočimo na obnašanje virtualne kamere, opazujemo, ali se ta premika po pričakovanjih, ali ima nezaželene nenadne spremembe položaja [2]. Korak 3: V primeru, ko med pregledom opazimo napake, ponovno vnesemo osnovne podatke o kameri ter proces zaženemo znova. Ko smo zadovoljni z rezultatom, je scena pripravljena za nadaljnje delo. 4.3 Dodajanje elementov Ko je gibanje kamere usklajeno, lahko nadaljujemo z dodajanjem novih elementov. Osredotočimo se zlasti na dodajanje računalniško ustvarjenih 3D-objektov, vendar lahko dodajamo tudi s kamero posnete elemente ali računalniško ustvarjene 2D-slike. Lahko pa na tej točki dodamo samo pomožne objekte za nadaljnjo delo specializiranega animatorja. V primerih, ko smo dosedanje delo opravili v posebnih programih za sledenje gibanju, je potreben izvoz rezultatov sledenja v animacijski program. Ko pa delamo s programi, kot je Cinema 4D, ki omogočajo tako sledenje gibanju kakor tudi 3D-animacijo, lahko delo nadaljujemo v istem programskem okolju. Če smo prva dva koraka izvedli dovolj dobro, dodajanje elementov ni zelo zahtevna naloga. Objekte postavimo v prostor glede na lokacijo 3D-sledilnih točk. Pogosto je 10
potrebnega nekaj poskušanja, da so objekti usklajeni s površino na posnetku, ki služi kot ozadje. Največja težava je pogosto najti ravnine na posnetku, saj je video v osnovi ravninski 2D-format. Nam pa v ta namen programi, kot je Cinema 4D, z različnimi orodji omogočajo prilagoditve koordinatnega sistema, kar naredi delo nekoliko znosnejše. Pri zahtevnejših projektih še pred vstavljanjem končnih objektov poustvarimo sceno iz posnetka v 3D-prostoru. Pojem poustvariti v tem primeru pomeni modeliranje scene iz posnetka. Sceno modeliramo v tri namene: prvič za preverjanje ustreznosti sledenja gibanju, kot drugo objekti pomagajo pri orientaciji po sceni ter tretjič za zamenjavo delov posnete scene z računalniško ustvarjenimi objekti. Za prva dva namena zadostujejo zelo enostavni in ohlapni modeli, ki jih prekrijemo s teksturo dobro vidne šahovnice (slika 4.3). Slika 4.3: Šahovnica Ko smo s postavitvijo zadovoljni, je scena pripravljena na upodabljanje. Kljub temu običajno želimo, da je končen izdelek videti fotorealistično, zato izvedemo barvno korekcijo, ki predstavlja zadnji korak digitalnega komponiranja. Področje je v šestem poglavju raziskano podrobneje v sklopu osvetljevanja. V naslednjem poglavju pa zgolj predstavimo osnovne pojme in opišemo nekatere postopke barvne korekcije. 11
5 BARVNA KOREKCIJA Barvna korekcija je eden od ključnih postopkov, zaradi katerega je končni izdelek videti, kot bi bil posnet naenkrat. Postopek lahko izvedemo ali na začetku komponiranja pred sledenjem gibanju ali na koncu. Najprej izvedemo t. i. barvno gradacijo (angl. color grading), s katero določimo barvne vrednosti posnetka v ozadju. V primerih, ko je posnetek montiran iz več scen, morajo biti barvne vrednosti v vseh konsistentne. Nato se lotimo barvne korekcije dodanih slojev. Popravljamo barve tako CGI-objektov kot pred platnom posnetih elementov. S prvimi je običajno manj dela, medtem ko posnetki, posneti pred zelenim platnom, zahtevajo več pozornosti [11]. 5.1 Usklajevanje črnih in belih točk Izhodiščna točka za učinkovit proces korekcije barv je uskladitev črnih in belih točk, s čimer uskladimo svetlobne kontraste. Ta korak je osnova za usklajevanje barv. Da se lahko osredotočimo samo na svetlobno vrednost, je priporočljivo ta korak izvesti v sivinskem načinu. Črna je v tem primeru mišljena kot barva, ki bi nastala na svetlobi popolnoma neizpostavljenega dela slike. Priporočena vrednost črne točke je okrog 10 (v 8-bitnem barvnem prostoru z 256 vrednostmi). Bela točka je po drugi strani po definiciji opredeljena kot bela površina z 90-odstotnim razpršenim odbojem, kar je približno enako svetlobni vrednosti bele majice na sončni svetlobi. Priporočljiva vrednost bele točke je okrog 230. Slika 5.1: Uskladitev črne in bele točke med slikama 12
Primer iz slike 5.1 prikazuje združeno sliko obale s sliko ženske. Slednja je bila posneta pred platnom, nato pa smo to z masko odstranili. Najtemnejši del (črna točka) zadnje slike ima svetlobno vrednost enako 0.08, prednje pa 0.15, medtem ko sta beli točki določeni pri 0.94 za zadnjo in 0.83 za prednjo sliko. Sedaj je treba vrednosti črnih in belih točk prednje slike izenačiti (vsaj približno) glede na zadnjo. Najlažje je te vrednosti spreminjati na histogramu (slika 5.2) ali z urejanjem barvne krivulje (slika 5.3), ki ju omogočajo skoraj vsi sodobni programi za urejanje slik in videa [12]. Slika 5.2: Nastavitve črne in bele točke v programu Adobe After Effects 5.2 Usklajevanje vmesnih tonov Ko imamo usklajene črne in bele točke, bomo praviloma zaradi različnih gama vrednosti med elementi opazili še razliko v vmesnih tonih. To je še posebej pogosto, kadar združujemo elemente iz različnih medijev, denimo element CGI in videoposnetek. Problem prilagajanja gama vrednosti je v tem, da ob enem spremenimo še črni in beli točki, ki smo jih nastavili v prejšnjem koraku. Razlog za to se skriva v dejstvu, da ima spreminjanje vmesnih vrednosti globalen vpliv, ista ostaneta le prva in zadnja točka (vrednosti 0 in 255). Črna in bela točka pa praviloma ne zasedata teh skrajnih vrednosti. Nekaj programov sicer omogoča zaklepanje vrednosti pri črni in beli točki, vendar so ti redki. Pogostejša rešitev problema so kontrolne točke na krivulji, ki jih vodimo pri črni in beli točki ter v enem ali več vmesnih svetlobnih tonih. 13
Na podlagi slike 5.3 lahko vpliv krivulje na sliko poljudneje razložimo. Skrajno levo spodaj je črna točka, skrajno desno zgoraj bela točka. Spreminjanje prve vpliva na temnejše dele slike, spreminjanje druge pa na svetlejše. Vmesne točke so namenjene spreminjanju svetlobnih vrednosti vmesnih tonov. Če želimo torej vmesne tone osvetliti, premikamo krivuljo v smeri levo gor, za temnenje pa levo navzdol. Poleg tega sta definirani še dve točki, po ena za osenčene dele ter svetlobno izpostavljene dele (blesk). Zraven teh lahko na krivulji definiramo tudi poljubno mnogo točk [11]. Slika 5.3: Urejevalnik svetlosti s krivuljo v programu Adobe Photoshop Sicer pa za usklajevanje gama vrednosti med elementi ne obstaja noben vnaprej definirani postopek in prepuščeni smo lastnemu ocenjevanju podobnosti. 5.3 Barve Glavni problem pri izenačitvi barv je, da ne moremo natančno vedeti, kakšne bi barve v resnici morale biti. Zato je najboljši način, da na sliki poiščemo telesa z znano barvo. Iščemo telesa, ki so sive barve, nato pa spreminjamo barvne vrednosti tako, da ima izbrana točka iste barvne vrednosti (ista vrednost rdeče, zelene in modre ustvari sivino). Ker je barva telesa poleg samih fizičnih lastnosti odvisna tudi od svetlobnih pogojev, je nujno misliti še na vpliv luči. Sprememba barv pa vpliva tudi na svetlost slike, kar nas pošlje nazaj na začetek procesa do uskladitve črnih in belih točk. Človeško oko najintenzivneje zaznava valovne dolžine v sredini vidnega spektra, kjer je zelena barva, na kar se bomo osredinili v naslednjem poglavju. Zaradi tega ima na svetlost največji vpliv spreminjanje vrednosti zelene barve. Ob spremembi vrednosti rdeče ali modre so spremembe v svetlosti slike komaj opazne. 14
Na podlagi tega je priporočljivo spreminjati samo vsebnost rdeče in modre, medtem ko zeleno zaklenemo na prvotnih vrednostih [12]. Malo verjetno je, da bo na obeh (sprednji in zadnji) slikah isti odtenek barve. Zato ustvarimo tabelo, v kateri izračunamo relativne vrednosti barvnih kanalov v odstotkih (tabela 5.1). Tabela 5.1: Primer kalkulacij za določitev odtenka sive Siva na zadnji sliki Siva na prednji sliki RGB-vrednosti Odstotki Prvotne RGBvrednosti Popravljene RGB-vrednosti Rdeča 0.575 +5 % 0.650 0.735 Zelena 0.500 0.700 0.700 Modra 0.450 10 % 0.710 0.630 Tabela opisuje sivi barvi na zadnji in prednji sliki. Nivo zelenega kanala ostane isti, relativno na njega pa določimo vrednosti ostalih dveh barvnih kanalov. Tako je denimo vrednost rdečega kanala na sivem telesu na zadnji sliki za 5 % večja od vrednosti zelenega kanala. Posledično se tudi za rdeč kanal iz prednje slike vzame vrednost zelenega kanala in se mu prišteje 5 % njegove vrednosti. Enak postopek pa izvedemo še za moder kanal [12]. 5.4 Druge lastnosti slik Poleg prepričljive barvne uskladitve združenih elementov je treba za dosego dobrega združenega rezultata uskladiti tudi nekaj drugih lastnosti slik. Kadar je bil vsaj en element posnet s kamero, je treba glede na tega uskladiti zrnatost oz. šum preostalih komponiranih elementov. Zraven tega poskrbimo še za usklajeno globinsko ostrino med posnetki ter sence, o katerih podrobneje pišemo v nadaljevanju. 15
6 OSVETLJEVANJE PRI DIGITALNEM KOMPONIRANJU Prvi pogoj za ustvarjanje verodostojnega združenega rezultata je, da je gibanje objektov smiselno in v skladu s tem, kar gledalec pričakuje ter česa je navajen. Gledalec pa je iz vsakodnevnega življenja navajen tudi konsistence osvetljenosti elementov. Zato pri osvetljenosti elementov v posneto sceno dovoli le malo napak. Leonardo da Vinci ni bil le največji umetnik svojega časa, pač pa tudi velik znanstvenik. Njegove virtuozne umetnine so bile podprte z dobrim tehničnim znanjem, kot npr. psihologija človeka in perspektiva. Tudi v umetnosti je znanost [12]. Tako kot je Leonardo da Vinci v svojih slikah uporabljal znanost, je za ustvarjanje dobre sestavljene slike potrebno dobro poznavanje zakonov svetlobe. V naslednjih podpoglavjih je zato raziskana teorija osvetlitve. 6.1 Svetloba Svetloba je po definiciji elektromagnetno sevanje v določenem razponu elektromagnetnega spektra. Navadno z besedo svetloba mislimo na svetlobo, ki jo zaznava človeško oko in ji pravimo tudi vidna svetloba. Ta ima valovne dolžine od 380 nm do 750 nm. 6.1.1 Vidni spekter Ne živimo v svetu iz treh osnovnih barv; v resničnem svetu je elektromagnetno valovanje neskončni spekter energije, ki se razteza od večkilometrskih radijskih valov do atomsko majhnih rentgenskih valov. Vidni spekter je le drobni izsek iz celotnega spektra valovanja, ki se razteza od rdeče barve pri 700 nm do modrih barv pri 400 nm. Valovne dolžine, ki so nekoliko večje od 700 nm, so imenovane infrardeči žarki, tisti nekoliko pod 400 nm pa so znani kot ultravijolični žarki (glej sliko 6.1). 16
Slika 6.1: Celoten elektromagnetni spekter (zgoraj) ter vidni spekter z barvami (spodaj) Razlog, da človeško oko zaznava elektromagnetne valove ravno v tem spektru, je, da sonce pri teh valovnih dolžinah oddaja največ energije. Izmed vseh frekvenc ljudje najbolje zaznavamo valovne dolžine na obeh krajih spektra, kar smo poimenovali kot rdeča in modra, ter na sredini spektra, kar poznamo kot zeleno barvo. Zaradi položaja v sredini spektra je zelena tudi barva, ki jo človeško oko zaznava najintenzivneje. Na podlagi teh lastnosti očesa je osnovano delovanje zaslonov, ki pretentajo oko s simulacijo vidne svetlobe [2]. 6.2 Luči Pravilna osvetlitev je bistvo zajema slik in videa. Za dosego dobre osvetlitve je zato potrebnega veliko znanja s širšega področja osvetljevanja. Lučem v filmski industriji v osnovi določimo štiri parametre: jakost luč je lahko zelo močna (sonce) ali komaj opazna (plamen vžigalice); barva vsaka luč ima svojo barvo, ki je določena glede na vir (sonce, žarnica ); kvaliteta luči delimo na trde (točkast izvor) in mehke (izvor večje površine); smer relativni kot luči na subjekt; vpliva tudi na jakost in kvaliteto [3]. V nadaljevanju bomo opisali vse štiri parametre, tj. s poudarkom na barvi, ki navadno zahteva največ pozornosti in usklajevanja. 17
6.2.1 Jakost Jakost luči se nanaša na njeno svetlost. Jakost samega svetlobnega vira merimo v lumnih. Merimo pa tudi osvetljenost subjekta v obliki količine svetlobnega toka, ki pade na določeno površino. Enota je luks in je definirana z enim lumnom na kvadratni meter površine [9]. Pri jakosti osvetlitve je pomembno zlasti poznavanje inverzno kvadratnega zakona. To pravilo opisuje pojemanje jakosti osvetlitve z razdaljo od vira. Preprosta razlaga se glasi tako: če izmerimo količino svetlobe na površini, nato pa površino prestavimo na dvakratno razdaljo, je količina svetlobe na površini na novi razdalji enaka četrtini prvotne [12]. Iz tega sledi enačba: 6.2.2 Barva Barvo luči določa emisijski spekter oz. spekter svetlobnih frekvenc, ki jih luč oddaja. Z drugimi besedami, barvo določa količina energije, ki jo svetlobni vir oddaja na posamezni frekvenci znotraj spektra. Pri različnih svetlobnih virih je ta količina energije različno razporejena (slika 6.2). Različni svetlobni viri imajo posledično različne emisijske spektre. Iz grafov emisijskih spektrov za svetlobne vire lahko razberemo barvo svetlobe. Večina svetlobnih virov oddaja tudi valovne dolžine izven svetlobnega spektra, ki pa jih ne prikazujemo zaradi nezmožnosti človeškega očesa, da jih vidi. Slika 6.2: Emisijski spektri za različne svetlobne izvire 18
Barvna temperatura je pojem, ki se na področju osvetljevanja pogosto uporablja. Ne pomeni dobesedno, kakšno temperaturo ima svetlobni vir, ampak barvo svetlobe, ki jo oddaja. Definira jo barva svetlobe, ki bi jo izsevalo popolnoma črno telo, segreto na ustrezno temperaturo. Enota za merjenje barvne temperature so Kelvini (K). Če bi npr. črno telo segreli na 5500 K, bi to oddajalo podoben spekter barv, ki ga oddaja sonce. Sicer pa velja pravilo, da bolj ko segrevamo objekt, bolj se spreminja barva po vidnem spektru od rdeče pri nižjih temperaturah do bele in modre pri najvišjih [12]. 6.2.3 Kvaliteta Kvaliteta svetlobnega vira opisuje svetlobni snop, ki ga ta oddaja in se navezuje na majhen in oster ali velik in razpršen svetlobni vir. Da so luči trde in mehke, razumemo, ko govorimo o najpogosteje uporabljenih kvalitetnih lastnostih luči. Trde luči izhajajo iz manjših virov ter ustvarjajo grobe prehode med svetlimi in osenčenimi deli slike. Primera takih virov sta sonce in reflektor. Mehke luči so po drugi strani ustvarjene z večjimi viri, proizvedejo pa bolj razpršene in postopne prehode. Primera takih svetlobnih virov sta oblačno nebo ali svetlobno okno (angl. softbox) [9]. 6.2.4 Smer Če je cilj komponiranja, da za vse elemente ustvarimo navidezno iste osvetlitvene pogoje, mora svetloba na njih padati iz iste smeri ter pod istim kotom. Za razliko od prvih treh lastnosti pa je smer tista, ki jo gledalec najlažje spregleda. Če so jakost, barva in kvaliteta neustrezni, to oko hitro zazna. Smer pa zahteva nekaj več analitičnega razmišljanja, zato povprečni gledalec napak ne opazi, če te niso zelo očitne [12]. Če se na smer svetlobe ne razmišlja že pri zajemanju (oz. upodabljanju) scene, je napake računalniško zelo težko popravljati. Pri zajemanju s kamero je zato treba biti pozoren na postavitev luči, pri scenah CGI pa je prav tako treba postaviti virtualne luči na prava mesta. 19
6.3 Sence Senca je zatemnjena površina, na kateri neprosojna telesa iz okolice preprečujejo direktno osvetljenost. Imajo svoje lastnosti in karakteristike, najpomembnejše katerih so značilnosti robov, barva senc in notranja gostota. 6.3.1 Značilnosti robov Značilnosti roba sence so odvisne od kombinacije ostrine svetlobnega izvira, razdalje med telesom in njeno senco ter razdalje od kamere. Površinsko velika in/ali razpršena luč ustvari senco z mehkimi robovi, medtem ko majhna in ostra luč ustvari ostrejšo senco. Z daljšanjem razdalje od telesa do njene sence se ta mehča ne glede na izvor. Oddaljenost kamere vpliva tako, da dlje, kot je kamera, s katero zajemamo sliko, ostrejša se zdi senca. Če v sceni ni uporabnih senc za primerjanje, lahko ta pravila uporabimo za simulacijo čim boljših senc [12]. Slika 6.3: Senca z opaznimi robovi 6.3.2 Gostota senc Gostota (temnost) sence izhaja iz količine vpada ambientalne svetlobe (tiste svetlobe, ki ne prihaja iz glavnega svetlobnega vira). V skrajnem primeru, ko zraven glavne luči ni ambientalne svetlobe, je senca popolnoma črna. Sicer pa velja pravilo, da se z zmanjševanjem ambientalne svetlobe gostota povečuje. Po drugi strani se samo z ojačanjem glavne osvetlitve gostota sence ne spreminja. Četudi se zdi, da je senca gostejša, to izvira samo iz dejstva, da je okolica svetlejša. Vseeno senca ostaja isto gosta. Zaradi osvetlitve iz več virov gostota sence ni enotna po celotni površini. Odvisna je od širine telesa ter razdalje od podlage. 20
Slika 6.4: Gostota senc Na sliki 6.4 sta vidna dva primera postavitve teles. Na levi sliki je telo dovolj oddaljeno od površine in ne ovira ambientalne svetlobe, tako da lahko enakomerno osvetli celotno dolžino sence. Na desnem primeru pa je telo bliže podlagi, zato senca nima enakomerne gostote. Ta je namreč večja tam, kjer je telo najbližje podlagi. To je treba še posebej upoštevati, kadar se telo in površina stikata, saj na tem mestu nastane zelo močna senca. Takšno senco opazimo tudi na sliki 6.3, kjer se noga človeške figure stika s podlago [12]. 6.3.3 Barva senc Čeprav senca na prvi pogled deluje kot prosojna črnina, je ta pravzaprav seštevek svetlobnih žarkov ambientalnih svetlobnih virov. Če ustvarimo sceno (ali svet) z enim samim svetlobnim virom, bo senca popolnoma črna. V realnosti pa je skoraj vedno svetlobnih virov več. Luči delimo na glavno (angl. key light), ki meče senco, in na ambientalne (angl. ambient light), ki imajo vlogo pomožnih oz. stranskih luči. Svetlost in barva sence sta odvisna od barv ambientalnih luči ter odbojev od drugih ploskev. Tako je v naravi glavni vir svetlobe sonce, na barvo sence pa vpliva zlasti nebo, ki je v tem primeru vir ambientalne svetlobe [12]. 21
7 PRIMER ZDRUŽITVE REALISTIČNE IN ANIMIRANE SCENE V nadaljevanju bomo skozi praktičen primer prikazali dejanski proces digitalnega komponiranja. Najprej smo ločeno ustvarili 3D-sceno v programu Cinema 4D, nato pa v studiu pred zelenim platnom posneli nekaj kadrov osebe. 7.1 Izdelava materiala 7.1.1 Modeliranje 3D-scene Scena, ki bo služila kot ozadje kompozicije, je bila izdelana s programom Cinema 4D. Z njim je bila zgrajena preprosta soba, v katero je umeščeno dogajanje. Ustvarili smo le tiste dele sobe, ki jih zajame navidezna kamera, saj smo tako prihranili na času. 7.1.2 Snemanje s kamero Posnetki so bili pripravljeni v snemalnem studiu, in sicer pred zelenim platnom z nameščenimi označevalci za sledenje. Uporabili smo profesionalno snemalno kamero ter pet luči. Dve luči smo uporabili za osvetljevanje platna ter tri za osvetlitev subjekta (slika 7.1). Slika 7.1: Snemalni studio 22
7.2 Sledenje gibanju in maskiranje 7.2.1 Sledenje gibanju Sledenje gibanju smo izvedli v programu Cinema 4D, v katerem smo izdelali tudi ozadje kompozicije. Na posnetku, ki mu sledimo, se pred zelenim platnom z označevalci nahaja oseba, ki se premika. Smiselno je slediti le gibanju označevalcev, zato z izločitveno masko najprej iz sledenja izključimo dele slike, na katerih se nahaja oseba. Nato sprožimo postopek 2D-sledenja. Ker je verjetnost, da so pri postopku nastale napake, je nujno rezultat preveriti ter po potrebi odstraniti ali prilagoditi točke oz. postopek izpeljati ponovno. Ko smo z rezultatom zadovoljni, nadaljujemo z izvedbo 3D-sledenja. Najprej je treba vnesti nekaj osnovnih podatkov o kameri, predvsem o goriščni razdalji, nato pa s preprostim klikom na gumb začnemo t. i. reševanje (angl. solving), ki ustvari kamero z ustreznimi parametri ter ustreznim gibanjem. Pri slednjem postopku so napake še verjetnejše, zato je treba postopek zelo verjetno ponoviti z različnimi nastavitvami. Ko smo z rezultatom zadovoljni, upodobimo sceno na visoki ločljivosti v videoformatu. 7.2.2 Maska Medtem ko smo ozadje slike (prostor) izdelali v programu Cinema 4D, je za urejanje posnetega materiala (osebe) in združitev obeh slik uporabljen program Adobe After Effects. Najprej z izločitveno masko v grobem izločimo nepotrebne dele, kar zmanjša probleme z izločitvijo sledilnih markerjev, ter probleme z različno osvetljenostjo (slika 7.2). To sta namreč glavna izziva pri uporabi barvnega ključa, ki izloči ozadje iz posnetka (v primeru je bil uporabljen ključ Keylight 1.2). Tudi nastavitev maske se je izkazala za enega najtežjih in časovno najbolj potratnih postopkov, saj zahteva spreminjanje nekaj parametrov in»igranje«z nastavitvami. Slika 7.2: Postopek maskiranja 23
7.3 Združevanje slik 7.3.1 Združitev slik V program Adobe After Effects maskiranemu posnetku izpred platna uvozimo že upodobljen posnetek. Časovno uskladimo posnetka, da se začneta in končata na istem okvirju. Če posnetka nimata iste ločljivosti, je treba uskladiti tudi to, in sicer tako, da večjega zmanjšamo na ločljivost manjšega. 7.3.2 Barvne korekcije Pred končnim izvozom rezultata je treba izvesti še barvno korekcijo, ki da gledalcu občutek, da so bile slike posnete naenkrat. Najosnovnejše popravke osvetlitve in korekcije barv lahko v programu After Effects izvedemo z vtičnikom Levels (slika 7.3). S tem lahko preprosto nastavimo črno in belo točko, o kateri smo govorili v petem poglavju. Ta postopek je relativno preprost, saj je preprosta tudi nastavitev jakosti treh osnovnih barv. Slika 7.3: Posnetek zaslona ob koncu dela v programu Adobe After Effects 7.4 Ovrednotenje rezultata Izdelali smo posnetek iz treh kadrov. V vsakem izmed njih smo združili s kamero pred platnom posneto osebo ter sceno, ki je ustvarjena računalniško. Cilj združevanja slik je narediti posnetek, ki izgleda karseda realistično. Za doseganje realizma mora posnetek zadostovati nekaterim kriterijem, ki smo jih pregledali v prejšnjih poglavjih. Zlasti bomo preverjali sence, osvetlitev in barve. 24
Slika 7.4: Izsek iz scene drugi kader Najprej je bila ustvarjena scena, ki služi za ozadje. Ustvarili smo dnevno sobo z velikim oknom ter nekaj pohištva. Z namenom, da zmanjšamo število svetlobnih virov in s tem poenostavimo projekt, je dogajanje postavljeno v čas noči. Tako je edini svetlobni vir točkasta luč na sredini stropa sobe. 7.4.1 Sence Zaradi točkaste luči nastajajo ostre sence. Te lahko opazimo na desni strani slike 7.4, tj. za listi rože in okvirjem slike. Podobno senco smo poskušali ustvariti tudi za subjektom. Ta je opazna na sliki 7.5 na okenskem okvirju. V 3D-prostoru se ustvarijo sence glede na potovanje žarkov od svetlobnega vira mimo ovir. Pri dodanih slikah na ta način ni mogoče ustvariti senc, lahko pa jih glede na opazovanje poustvarimo. Senca za osebo je v tem primeru kar kopija osebe s črnim polnilom ter skoraj popolno prosojnostjo. Večja težava so sence na sami osebi, ki jih ni mogoče spreminjati v postprodukciji. Napaka je najopaznejša v drugem kadru, ko lasje senco mečejo pod napačnim kotom (slika 7.4). Bolj so sence na telesu skladne v prvem kadru (slika 7.6), kjer so bile med snemanjem luči pravokotno na osebo. Slika 7.5: Senca 25
7.4.2 Osvetlitev Tudi pri osvetlitvi se sklicujemo na svetlobne pogoje na ozadju. Podobno kot pri sencah je treba upoštevati lastnosti svetlobnega vira. Kakor pri sencah je tudi tukaj največji problem v prvem kadru, pri katerem so najbolj osvetljeni napačni deli telesa. Zahvaljujoč človeškemu očesu, ki je na smer svetlobe manj občutljivo, je majhna verjetnost, da bo gledalec to napako opazil. Poleg tega moramo upoštevati tudi prostorsko osvetlitev, ki vpliva na svetlost subjekta. Zaradi tega smo ponekod prilagodili svetlost celotnega subjekta, da se sklada s sceno. Slika 7.6: Sprememba svetlosti subjekta z orodjem Levels 7.4.3 Barve Prvi barvnih korekcijah subjekta se lahko najmanj naslanjamo na ozadje. Pri samem zajemanju in upodabljanju je treba paziti, da imajo svetlobni izviri isto barvno temperaturo, kar je v tem primeru 5600K. To je približno barvna temperatura sonca, zato iz tega sklepamo, da mora biti subjekt takšne barve, kot bi bil zunaj na sončni svetlobi. Najlažje se pri tem orientiramo po barvi kože. Barvno korekcijo torej izvedemo tako, da opazujemo spremembo barve kože in jo naravnamo tako, da izgleda čim bolj naravno. Slika 7.7: Izsek iz scene prvi kader 26
8 ZAKLJUČEK V diplomskem delu smo pregledali tehnike združevanja sekvenc slik s poudarkom na pravilni osvetlitvi. V ta namen podajamo kratek pregled teoretičnih podlag s področja računalniške grafike in osvetlitve ter opis osnovnih korakov združevanja slik, ki jih uporabimo pri praktičnem delu. Iz rezultatov pričujočega dela smo ugotovili, da je s postopki komponiranja slik mogoče ustvariti realistične sence, vendar moramo za to zadostiti nekaterim osnovnim pogojem. Najprej je treba ustvariti kvaliteten material, pri čemer moramo že vnaprej predvideti končno obliko le-tega, saj so poznejša prilagajanja omejena. Hkrati moramo ustvariti tudi masko, s katero iz posnetka izločimo ozadje. Pri tem nam pomaga postopek sledenja gibanju, ki atribute prave kamere prenese na navidezno ter tako omogoča uskladitev resničnega in navideznega gibanja. Za dober rezultat je treba izvesti še barvno korekcijo. Med izdelavo praktičnega primera smo dognali tudi, da se je pri tem treba osredotočiti zlasti na gledalčevo dojemanje videa. Gledalci namreč podzavestno razvijejo predvidevanje dogajanja na osnovi opazovanega dogajanja in lastnih izkušenj iz resničnega sveta. Večja odstopanja od fizikalnih zakonov in osebnih izkušenj zato človeško oko hitro opazi in posledično se tak posnetek zdi manj pristen. 27
9 VIRI IN LITERATURA [1] Brinkmann, R. The Art and Science of Digital Compositing. San Diego: Academic Press/Morgan, 1999. [2] Dobbert, T. Matchmoving: The Invisible Art of Camera Tracking. Alameda: SYBEX Inc., 2005. [3] Eastman Kodak Company. The Essential Reference Guide for Filmmakers. Ney York: Eastman Kodak Company, 2007. [4] HollywoodCameraWork. How To Place Tracking Markers Part I. Dostopno na: https://www.youtube.com/watch?v=0qhe7io2hwy [26. 7. 2016]. [5] Hornung, E. The Art and Technique of Matchmoving: Solutions for the VFX Artist. Oxford: Focal Press, 2010. [6] Lanier, L. Professional Digital Compositing: Essential Tools and Techniques. Indianapolis: Wiley Publishing, Inc., 2010. [7] NASA. What Wavelength Goes With a Color?. Dostopno na: http://scienceedu.larc.nasa.gov/eddocs/wavelengths_for_colors.html [12. 7. 2016]. [8] Tara Arts Movie. Premiere Pro Tutorial - How to COLOR GRADING [Video]. Dostopno na: https://youtu.be/bwwwjgph1ua [14.7.2016]. [9] Terry O'Rourke. Videomaker. The Four Attributes of light. Dostopno na: https://www.videomaker.com/article/c13/17660-the-four-attributes-of-light [12. 7. 2016]. [10] The Foundry. What is digital compositing?. Dostopno na: https://www.thefoundry.co.uk/products/nuke/about-digital-compositing [25. 7. 2016]. [11] Wright, S. Compositing Visual Effects: Essentials for the Aspiring Artist. Oxford: Focal Press, 2008. [12] Wright, S. Digital Compositing for Film and Video, Third Edition. Burlington: Focal Press, 2010. 28