Композитинг и создание визуальных эффектов, сьатья. Опции

[Alexei_Sever]

Композитинг и создание визуальных эффектов

Очень многие думают, что формат . mov автоматически содержит в себе альфа – канал, но это не совсем верно. Чтобы убедится в том, что альфа - канал действительно присутствует в нужном Вам футаже, существует очень простой и надежный способ.
В проигрывателе . mov файлов (Quick Time) нажмите комбинацию клавиш Alt +I, после чего должно появится следующее окно:



Подчеркнутое слово с плюсиком и будет подтверждением, что футаж действительно содержит альфа- канал (это подтверждает именно +), если написано просто миллионы, это ничто иное, как просто количество цвета, используемое в данном футаже.

А теперь подробнее о применении футажей.

Сегодня трудно представить себе крупнобюджетный художественный фильм, музыкальный видеоклип, рекламный ролик, красочную анимированную графику при создании которых не использовались бы программы композитинга. Цифровой композитинг (Digital Compositing) – это важная составляющая в создании визуальных спецэффектов (VFX – Visual effects).
Как снять героя в одном месте (скажем, в павильоне), а затем использовав имеющиеся в распоряжении художника технологии, заменить все окружающее его пространство, на некий сказочный замок, непроходимые джунгли или пейзаж другой планеты, другими словами, как бы перенести героя в другое место – над решением этой проблемой творцы киноэффектов бились с самого рождения кино.

Кроме того, часто в отснятое изображение необходимо внести определенные коррективы, – убрать из кадра лишние объекты, заменить их другими, сделать цветокоррекцию и т.д. Вот для решения подобных задач и созданы программы цифрового композитинга. То есть, цифровой композитинг – это компоновка, соединение изображений, взятых из различных источников в целостную, «бесшовную» картинку.

Рон Бринкман (Ron Brinkmann), автор книги «Искусство и наука цифрового композитинга» дает ему такое определение:
«Цифровой композитинг – это комбинирование с помощью цифровой обработки изображений, как минимум, из двух источников для получения целостного результата».

Айзек В. Керлоу, один из пионеров компьютерной анимации, дает схожее определение:
«Композитинг изображений состоит в комбинировании двух или более разных изображений в одно, причем таким образом, что создается иллюзия единого пространства и времени: кажется, что все изображения имеют место в одно и то же время и в одном и том же месте и были сняты (записаны) одновременно».

То есть, при композитинге должна обеспечиваться иллюзия единства места и времени происходящего в кадре.
Наиболее часто применяемые технологии для композитинга – это кеинг – съемка героев на синем или зеленом фоне с последующей заменой фона на необходимое вам изображение. Скажем, на телевидение практически все телеканалы – от мала до велика, используют кеинг при показе прогнозов погоды, когда ведущий воодушевленно разгоняет компьютерные тучи руками.

Эту технологию часто по-привычке и неточно называют «рирпроекцией». Этот термин пришел на телевидение из кино, где во время киносъемки на задний фон за спинами героев действительно проецировали с помощью кинопроектора предварительно снятое на пленку изображение.


Сцена, снятая в павильоне


Эта же сцена после композитинга

Фильм ”Кинг Конг” реж. Питер Джексон

Сегодня, кроме кеинга, еще одним из главных направлений развития композитинга является соединение в одном кадре изображений созданный компьютером - Сomputer Generated Image (CGI) с действием и актерами, снятыми «вживую», обычно на фоне синего или зеленого экрана.

[Alexei_Sever]

Композитинг и создание визуальных эффектов

Очень многие думают, что формат . mov автоматически содержит в себе альфа – канал, но это не совсем верно. Чтобы убедится в том, что альфа - канал действительно присутствует в нужном Вам футаже, существует очень простой и надежный способ.
В проигрывателе . mov файлов (Quick Time) нажмите комбинацию клавиш Alt +I, после чего должно появится следующее окно:



Подчеркнутое слово с плюсиком и будет подтверждением, что футаж действительно содержит альфа- канал (это подтверждает именно +), если написано просто миллионы, это ничто иное, как просто количество цвета, используемое в данном футаже.

А теперь подробнее о применении футажей.

Сегодня трудно представить себе крупнобюджетный художественный фильм, музыкальный видеоклип, рекламный ролик, красочную анимированную графику при создании которых не использовались бы программы композитинга. Цифровой композитинг (Digital Compositing) – это важная составляющая в создании визуальных спецэффектов (VFX – Visual effects).
Как снять героя в одном месте (скажем, в павильоне), а затем использовав имеющиеся в распоряжении художника технологии, заменить все окружающее его пространство, на некий сказочный замок, непроходимые джунгли или пейзаж другой планеты, другими словами, как бы перенести героя в другое место – над решением этой проблемой творцы киноэффектов бились с самого рождения кино.

Кроме того, часто в отснятое изображение необходимо внести определенные коррективы, – убрать из кадра лишние объекты, заменить их другими, сделать цветокоррекцию и т.д. Вот для решения подобных задач и созданы программы цифрового композитинга. То есть, цифровой композитинг – это компоновка, соединение изображений, взятых из различных источников в целостную, «бесшовную» картинку.

Рон Бринкман (Ron Brinkmann), автор книги «Искусство и наука цифрового композитинга» дает ему такое определение:
«Цифровой композитинг – это комбинирование с помощью цифровой обработки изображений, как минимум, из двух источников для получения целостного результата».

Айзек В. Керлоу, один из пионеров компьютерной анимации, дает схожее определение:
«Композитинг изображений состоит в комбинировании двух или более разных изображений в одно, причем таким образом, что создается иллюзия единого пространства и времени: кажется, что все изображения имеют место в одно и то же время и в одном и том же месте и были сняты (записаны) одновременно».

То есть, при композитинге должна обеспечиваться иллюзия единства места и времени происходящего в кадре.
Наиболее часто применяемые технологии для композитинга – это кеинг – съемка героев на синем или зеленом фоне с последующей заменой фона на необходимое вам изображение. Скажем, на телевидение практически все телеканалы – от мала до велика, используют кеинг при показе прогнозов погоды, когда ведущий воодушевленно разгоняет компьютерные тучи руками.

Эту технологию часто по-привычке и неточно называют «рирпроекцией». Этот термин пришел на телевидение из кино, где во время киносъемки на задний фон за спинами героев действительно проецировали с помощью кинопроектора предварительно снятое на пленку изображение.


Сцена, снятая в павильоне


Эта же сцена после композитинга

Фильм ”Кинг Конг” реж. Питер Джексон

Сегодня, кроме кеинга, еще одним из главных направлений развития композитинга является соединение в одном кадре изображений созданный компьютером - Сomputer Generated Image (CGI) с действием и актерами, снятыми «вживую», обычно на фоне синего или зеленого экрана.

[Alexei_Sever]

Как это работает.

Для композитинга нескольких видеослоев используется альфа-канал, содержащий черно-белое изображение, которое маскирует (защищает) выбранные участки одного или нескольких комбинируемых слоев. Можно использовать одновременно несколько альфа-каналов. Маска, содержащаяся в альфа-канале, напоминает трафареты, которые используются для быстрого нанесения надписей краской на предметы. В трафарете вырезаются слова или картинки, после чего он прикладывается к нужной поверхности и краситься сверху. В результате окрашенными оказываются только необходимые нам участки. Композитинг с использованием масок альфа-канала аналогично позволяет выделять только необходимые участки как на переднем плане, так и на заднем плане. В кино тоже существовала подобная технология, которая носила название матирования или каширования (каше).


Применявшийся в кино оптический композитинг имеет много общих черт с новейшим цифровым композитингом. Оптический композитинг использует экспонирование пленки на свету. Это аддитивный процесс – чем больше экспозиция, тем светлее изображение. Цифровой композитинг также является аддитивным процессом. В типичном случае использования 8-битного линейного видео, каждый пиксель имеет определенное цифровое значение, которое получается путем комбинирования значений в красном, синем и зеленом каналах цвета от 0 до 255 (всего 256=28 градаций). Черный цвет имеет значение 0,0,0, белый – 255,255,255, а скажем, оранжевый - 255,190,10. Комбинирование изображений (композитинг) – это математические операции над значениями пикселей изображений фона (background) и переднего плана (foreground). Наиболее часто применяются в процессе смешения слоев (blending).
Рассмотрим стандартный пример композитинга 2-х изображений – одного снятого на фоне «синего экрана» и второго, которое должно служить новым фоном.



На иллюстрации (1a.) изображен задний фон (background),

(1b.) – объект перед синим экраном (foreground),
(1c.) – маска или альфа-канал (matte or alpha).

Когда мы запускаем в соответствующих программах процесс композитинга, сначала математически умножается задний фон (background) (1a) на инвертированный альфа-канал (1d). Там, где маска имеет черный цвет, пиксели из бекграунда(1a) умножаются на ноль и поэтому каждый из каналов RGB имеет в этом месте значение 0,0,0, то есть черный цвет. Там, где у маски белый цвет – они умножаются на 1 и сохраняют свое значение. В этих местах нам полностью будет виден задний фон. Серые области умножаются на соответствующее значения прозрачности между 0 и 1. Эти области будут частично прозрачны. Результат этих операций мы видим на (1e). Там, где маска имеет черный цвет, черными будут и области на бекграунде.

Изображение на переднем слое (1b) умножается на маску (1c) и результирующим является изображение (1f). Наконец, над пикселями этих двух изображения (1e) и (1f) мы производим операцию сложения и в итоге получаем результат композитинга – наш объект с переднего плана на фоне изображения с бекграунда (1g).

Впрочем, одна из основных проблем, которая возникает после композитинга изображений – эта несовпадение объектов по яркости, поскольку они, чаще всего сняты при разных условиях освещения.
«Сложение» - это простая математическая операция, например, если пиксель в левом нижнем углу бекграунда имеет значения 175,100,60 а расположенный точно в этом же месте, но на переднем плане 0,0,0, то сложив вместе два эти значения мы получим в сумме - 175,100,60, то есть значение такое же, как и у пикселя с бекграунда. Пиксели, из области, которую занимает наш персонаж, расположенный на переднем плане, будут иметь тоже значение и на скомпонованном изображении. Немного другая ситуация с пикселями, расположенными по «мягким» краям (soft edge) маски – здесь они «смешиваются» (blended).

Например, если пиксель на (1а) имеет значение 150,50,20, а на (1b) - 50,50,100, то после процесса композитинга пиксель на финальном изображении будет иметь суммарное значение обеих пикселей - 200,100,120. Эти математические операции выполняются для каждого пикселя компонируемого изображения и в композитинге обычно называются «смешение» - Blend.
По немного другому сценарию работает процесс композитинга если на переднем плане мы используем элемент, созданный с помощью программ 3D-графики (CGI).



Изображение (2a) - это передний план, (2b) - бекграунд. В этом случае нам все равно нужно выполнить умножение пикселей бекграунда на инвертированную маску переднего плана, как и в предыдущем случае, чтобы получить значения пикселей 0,0,0 или «черную дыру» в областях, где будет добавлен огонь. Однако нам не нужно умножать изображение переднего плана на его маску. В этом случае, созданные на компьютере элементы уже несут в себе необходимую информацию – этот вид маски называется "pre-multiplied". Результат композитинга (2g) получаем, сложив пиксели изображений (2a) и (2f). Этот вид композитинга известен, как "ADD" (сложение).

Итак, если коротко подытожить вышесказанное, главное в композитинге – это искусство создания масок! Это - сердцевина композитинга. Создаете ли вы маску с помощью кеинга или покадрово прорисовываете ее вручную в процессе ротоскопинга – главное, чтобы маска была «чистой», без цветовых окантовок, а результирующий образ выглядел реальным и зрители не заметили бы никаких «швов» в изображении.