В Фотошопе все режимы делятся на 6 категорий, они организованы по свойствам.

1. The Default blendmodes
— Normal
— Dissolve
2. The Darkening blendmodes
— Darken
— Multiply
— Linear Burn
— Color Burn
— Darker Color
3. The Brightening blendmodes
— Lighten
— Screen
— Color Dodge
— Linear Dodge (Add)
— Lighter Dodge
4. The Conditional blendmodes
— Overlay
— Soft Light
— Hard Light
— Vivid Light
— Linear Light
— Pin Light
— Hard Mix
5. The Mathematical blendmodes
— Difference
— Exclusion
6. The HSV blendmodes
— Hue
— Saturation
— Color
— Luminosity

В уроках я буду использовать два слоя: основной фон и слой для наложения. Основной фон находится в режиме наложения normal.

Журнал Millimeter обратился к 15 известным художникам по визуальным эффектам с просьбой обсудить вопросы по компоузингу, которые с их точки зрения наиболее важны в работе с клиентами. Все 15 человек в процессе дискуссии постоянно упоминали слова «взаимопонимание» (communication) и «модные выражения» (buzzwords). Все из них подчеркивали, что взаимопонимание между заказчиками и создателями эффектов на раннем этапе имеет основное влияние на качество продукта. При вопросе же, о чем конкретно должны договариваться клиенты и разработчики, художники переходили к обсуждению опасности модных словечек. Взрыв цифровых технологий привел к тому, что даже у ведущих студий и производителей рекламы нет возможности уследить за всеми новшествами в бесконечных нюансах в компоузинге, и поэтому клиенты (уж тем более!) очень часто начинают жонглировать словечками, которые у всех на слуху — blue screen, ротоскопинг — совершенно не понимая, какое влияние это может оказать на их продукт.

«Компоузинг — этот как женитьба. Он целиком зависит от взаимопонимания сторон-участников», — говорит Brian Buon-giorno, вице-президент 525 Studios, — если с самого начала они договорятся, скорее всего, что-то получится, если нет — скорее всего, будут проблемы.» «Для наиболее эффективных переговоров продюсеры должны разбираться в компоузинге максимально хорошо, что часто экономит деньги», — продолжает Kristin Johnson, художник по Inferno студии Post Logic Studios, — «все еще бывает, что на компоузинг нам сдают объекты недостаточно хорошо отснятые или освещенные. Конечный результат работы, которая состояла в основном из правки изъянов, никогда не превзойдет результат работы, в которой хорошее делалось еще лучше. Именно поэтому мне хотелось бы, чтобы и клиенты попытались разбираться в компоузинге.»

В попытках достичь этой благородной цели предлагается шесть важных вопросов, которые хороший продюсер всегда обсудит со своими партнерами по созданию визуальных эффектов.

1. Трекинг движения камеры

Некоторых продюсеров пугает эта технология, ассоциирующаяся у них с непомерным раздуванием бюджета. Художники же утверждают, что правильное использование трекинга экономит время и деньги.

«Трекинг может быть дорогим», — говорит Geraint Owen из Pinnacle Studios, — «но это также может уменьшить объем post production. Если Вы попытаетесь обойтись съемкой с заблокированной (locked-down) камерой, а трекинг перенести на пост при невыровненных объектах, Вас, очевидно, будут ждать тонны работ по ротоскопингу. Если же учитывать трекинг при съемке, различные кадры будут соотноситься, и это сэкономит время в post production. Еще одно преимущество трекинга в том, что не нужно тратить много пленки. Съемку эпизода можно прорепетировать с использованием video tap на камере до достижения нужного результата.» Кроме этого, есть также варианты, альтернативные дорогой технологии трекинга. По словам Kevin Mullican из студии Look! Effects, есть промежуточные решения, например, использование блоков camera rigs, которые содержат в себе часть технологии трекинга, а также motion-control и pan-and-tilt камерные головки, которыми можно обойтись. Еще одна горячая современная технология — компьютерный трекинг движения камеры.

Различные коммерческие программные пакеты позволяют воспроизводить движение камеры с использованием данных, полученных с помощью маркеров (реперных точек), закрепленных на актерах или в окружающей среде во время съемки. Это программное обеспечение пользуется большой популярностью, особенно при комбинации элементов живого видео и компьютерной графики. Художники отмечают также, что трекинг как раз и относится к числу модных словечек, которые продюсеры как раз и упоминают направо и налево без должного понимания. «Степень подготовки к трекингу сильно зависит от сложности эпизода», — говорит Todd Vaziri, художник из студии Banned From the Ranch, — «в исключительных случаях, когда, например, нужно вставить в кадр огромного компьютерного монстра, команде по эффектам целесообразнее собрать информацию прямо на месте съемки непосредственно до или после нее путем использования маркеров или просто измерениями. Также в любом случае, даже при простой подчистке, важно, чтобы операторы предоставили бы нам чистый фон (background plates). Это может звучать странно, но некоторые продюсеры никогда и не думали об этом, а ведь съемка фона — дело нескольких минут.»

2. В чем разница между синим и зеленым экраном?

«Техники blue и green room стали уже настолько привычными, что люди воспринимают их как должное», — говорит Harri Paakkonen, студия Mixin Pixls, — «но всегда бывает очень много путаницы в том, что же составляет хороший синий или хороший зеленый экран». По его словам, многие заказчики и художники по компоузингу знают только основной принцип: цвет экрана определяется цветом переднего плана. Однако, детали желательно обсуждать еще до съемки. «Очевидно, что фон должен максимально отличаться от переднего плана», — продолжает Paakkonen, — «и если актер, например, одет в синее, не нужно использовать синий экран. Но нам все время попадаются эпизоды, где это не берется в расчет. Также нам привозят кадры с плохо освещенным зеленым экраном, что приводит к большим проблемам, т.к. зеленый экран имеет тенденцию к большему рассеиванию света, чем синий.»

Jonathan Keeton, руководитель отдела спецэффектов студии Radium, обращает внимание на то, что многие продюсеры пренебрегают съемками фона перед тем, как начнутся съемки в blue room. Многие также отказываются от помощи видео, чтобы быстро визуализировать композит, пока идет съемка с синим экраном. Пренебрежение этими мерами может серьезно повлиять на качество результата, так как просто нет другого хорошего способа скомпоновать свет и тени, кроме как «поправить это в post», термин, который презирают многие художники по компоузингу.

«Меня поражает, что многие люди не понимают, что нужно иметь на мониторе картинку с живым проигрывающимся фоном, что легко делается через свитчер. Только тогда можно удостовериться, что то, что снимается, координируется с фоном. Продюсеры так беспокоятся о том, как сделать хорошее прокеивание и совсем забывают, что будет происходить позади актеров.»

Keeton также добавляет свою рекомендацию под названием «difference matting» — некую альтернативу blue room. Современный уровень программного обеспечения позволяет сравнить две картинки, снятых в одной среде, и отобразить в белом те части, которые различаются. Художник по компоузингу может обработать их отдельно, что сэкономит время на установку освещения синего экрана.

Еще один художник, Kent Feeler из студии Encore Hollywood, предупреждает, что скупой платит дважды, и экономия нескольких долларов перед съемками в blue room может обернуться дополнительными расходами позже. «Одна простая вещь, о которой я все время прошу своих клиентов — использование по возможности максимально большого экрана. Многие снимают на заплатках из трех-четырех экранов, а швы потом убирать нам.»

Многие художники также считают, что синий или зеленый экран — не единственный выбор. «Программы компоузинга сейчас настолько усовершенствовались, что способны прокеивать большинство цветов», — говорит Keeton, — «так, если объекты переднего плана имеют как синий, так и зеленый цвет, можно запросто снимать и перед красным экраном».

3. Почему ротоскопинг — такая головная боль?

По словам художников, искусство ротоскопинга уже не такой кошмар, снова благодаря совершенствованию инструментов. По сути ротоскопинг — это ручная правка масок кадр за кадром, когда от художника требуется рисование кадра за кадром, и как правило, тоже вручную. Keeton утверждает, что за последние 4-5 лет технология ротоскопинга очень сильно продвинулась вперед. «Если, например, форма объекта только чуть-чуть меняется от кадра к кадру, рисование вручную, мягко говоря, быстро переполнит чашу терпения. Сейчас можно анимировать геометрию на компьютере, и при установке точек формы компьютер сделает покадровую интерполяцию». Однако ротоскопинг все же может быть сложным и долгим, и поэтому продюсерам желательно заранее проконсультироваться с художниками по компоузингу.

4. Какая скорость кадров наилучшая при съемке различных элементов?

Скорость кадров напрямую влияет на ротоскопинг и часто усложняет процесс, даже при наличии хороших инструментов. Некоторые продюсеры предпочитают снимать кино со скоростью 30, а не 24 кадра в секунду, чтобы добиться синхронизации речи и совмещением с другими видеоматериалами.

«Это увеличивает работу по ротоскопингу процентов на 20″, — говорит Brian Buongiorno, 525 Studios, — «есть хорошие инструменты, позволяющие исключить 3:2 pulldown, сделать композит с той же скоростью, а потом вернуть все обратно и добавить композит к лишним кадрам позже». Т.е. киносъемка со скоростью видео уже больше не является необходимостью. Есть отдельные случаи, когда это нужно, но здесь желательны консультации с командой по визуальным эффектам».

Ko Muruyama из студии Post Logic также добавляет, что чем больше продюсеры знают о видеоформатах, тем лучше. «К сожалению, для экономии, некоторые снимают с большим коэффициентом компрессии, и во время ротоскопинга появляются проблемы не только скорости кадров, но и ореолов вокруг изображений, которые трудно прокеивать. С этим можно справиться, если Вы переносите материал с пленки на цифровое видео, но все хотят сэкономить, и неумело снимая напрямую в DV или DigiBeta, наталкиваются на эту проблему.»

5. Может ли во время компоузинга выполняться работа по цветокоррекции?

По опыту художников традиционно цветокоррекцию выполнять лучше всего во время telecine film transfer, т.к. оригинал негатива имеет больший диапазон цветовых опций, чем цифровой мир. Но они добавляют также, что продюсеры часто забывают, что цифровой компоузинг может работать только с элементами, присутствующими на пленке, когда она передается «в цифру». Если какие-то цветовые элементы стерты или изменены способом, который не интересен для этого определенного композита во время telecine transfer, то нет другого способа вернуть их обратно, кроме как сложная цифровая «микрохирургия». Поэтому художники утверждают, что некоторые элементы приобретают свой наилучший цвет как раз на этапе компоузинга.

«Как только данные с пленки потеряны, они потеряны навсегда», — делится Noel Castley-Wright из Company 3, — «в компоузинге я работаю с пакетом Henry и обнаружил, что мы делаем очень много цветокоррекции. Если есть сомнения, лучше не менять цвет сильно во время трансфера, а оставить это на потом.»

6. Как влияют на композит различные коммерческие библиотеки клипов?

Многие фильмы сняты с использованием какой-то одной библиотеки, и таким образом поддерживается некая однородность. Однако, растущее количество таких ресурсов может повлечь довольно мудреные проблемы для художников. Поэтому они рекомендуют с самого начала прибегнуть к их помощи при выборе библиотек. «Могут возникнуть проблемы не только с цветом, царапинами, пылью, но и со стабилизацией, дефектами пленки (film-weave) и т.п.», — говорит Greg Oehler из голливудской Composite Image Systems, — «обычно наши инструменты позволяют корректировать эти недостатки, но это, очевидно, займет дополнительное время.»

Mitch Drain, художник из Centropolis Effects, добавляет, что в таких случаях иногда еще приходится бороться с совмещением различных параметров зерна пленки. «Требования к blue room отличаются, например, от требований к фотографии», — говорит Drain, — «при работе над фильмом «Годзилла» у нас было огромное количество эпизодов в blue room, поэтому мы в самом начале запланировали сделать поверхностный фильтр зерна, который бы плавно соединял бы работу операторов, фотографов и компьютерщиков. Сейчас большинство серьезного программного обеспечения для компоузинга предоставляет такие фильтры.»

Мысли напоследок

Конечно, это далеко не исчерпывает список вопросов, которые важно обсудить. Художники отмечают, например, также, что продюсеры часто просят сделать эффекты морфинга, даже если они не очень подходят к теме, а просто потому, что сейчас их относительно несложно сделать. Кое-где остались еще предрассудки, что привлечение художников по спецэффектам к живой съемке только замедлит процесс. Фактически художники утверждают, что их цель прямо противоположная. Поэтому некоторые профессионалы стремятся при поиске работы искать систему «твердые предложения», где потенциальным клиентам ясно говорится, что за присутствие на съемках специалиста по спецэффектам дополнительной платы не взимается.

«Я занимаюсь визуальными эффектами, но если бы я был продюсером, я бы хотел гарантий от человека, с которым я контактирую по эффектам, в том, что я получу работу качества, которого я ожидаю, независимо от затраченного времени», — говорит Jonathan Keeton, студия Radium, — «поэтому я предпочитаю твердое предложение — единую цену за весь комплекс работ. Это стимулирует исполнение на высочайшем уровне, а не попытки вытянуть дополнительные деньги за каждую новую возникающую проблему. В конечном итоге проблемы и так то и дело возникают.»

Источник перевода

Еще!

Из книги Рона Бринкмана: Digital Compositing by Ron M. Brinkmann
— Что такое компоузинг?
— Вот основное определение: Компоузинг — манипуляция по-крайней мере 2-мя изображениями для получения конечного интегрированного результата. Безусловно самая сложная часть этого процесса — соединение большого количества элементов для получения конечного результата.

Также отличная книга Foundation Blender Compositing.
В книге раскрываются вопросы компоузинга на основе бесплатного 3d редактора blender 3d.

Здравствуйте.
Иногда по работе мне приходится спрашивать у дизайнеров про то, смогут ли они сделать карту нормалей и использовать ее на своей модели. В большинстве случаев ответ отрицательный.

Что это за технология и откуда она взялась?
Немного из истории карт нормалей.

Впервые идея о том, что можно «брать» детали с высокополигональной модели и переносить на низкополигональную, была предложена на СИГГРАФ (SIGGRAPH) в 1996 во время доклада «Использование сглаженных поверхностей для добавления плотности полигональной сетке» авторов Кришнамурати и Левои. Предлагалось использовать созданные на основе НУРБС (NURBS) карты смещения (displacement maps) для увеличения детализации низкополигональной поверхности. Это была только идея; приложение, которое смогло это сделать, появилось гораздо позже.

SIGGRAPH (The Special Interest Group for Computer Graphics) группа SIGGRAPH специальная группа в составе ASM, объединяющая специалистов по компьютерной графике. Проводит ежегодные конференции, предназначенные для художников и аниматоров, работающих с компьютерной графикой.

В 1998 опять на СИГГРАФ были прочитаны 2 доклада о трансформации деталей, составляющих объект как нормалей с высокополигональной модели на низкополигональную. Назывался доклад: «Appearance Preserving Simplification» за авторством Коэна и еще нескольких исследователей из Института инженеров по электротехнике и электронике визуализации. В первой работе представлен алгоритм, с помощью которого при упрощении можно следить за тем, как потерянные детали должны отрисовываться на упрощенной сетке. Далее был представлен простой подход, при котором высоко- и низкополигональная сетка разделяется, а утерянные детали восстанавливаются независимо от способа создания низкополигональной модели. Этот метод (с небольшими вариациями) в данный момент используется в большинстве приложений.

Что же такое карта нормалей?

Карта нормалей (normal map) — это дальнейшее развитие такой технологии как бамп (bump (англ.) – изгиб, выпуклость; выпуклая вмятина, вздутие). Иногда карты нормалей называют «3-х точечная бамп-карта» (Dot3 bump mapping).

Бамп-карта искажает значения нормалей полигонов, а карта нормалей полностью их заменяет. Т.е., оригинальные нормали объекта заменяются нормалями с высокополигональной модели.

Как и бамп, карты нормалей увеличивает визуальную детализацию 3d-модели без добавления дополнительных полигонов.

Бамп рассчитывается на основе текстуры с одним каналом (grayscale — оттенки серого). Карты нормалей используют многоканальную RGB-текстуру.

Карта нормалей рассчитывается для каждого пикселя текстуры. Значения каждого из каналов RGB — это XYZ координаты нормали текселя.

Тексель (текстурный элемент, текстурный пиксель) — это основной элемент, составляющий текстуру. Каждая текстура представляет собой массив текселей, так же как картинка — это массив пикселей.

Обычно карты нормалей существуют в 2-х вариациях: объектное пространство (object-space) и касательное пространство (tangent-space). Они отличаются системой координат, в которой нормали измеряются и сохраняются.

Tangent space (пространство касательных, касательное пространство) — это обобщение на случай произвольного многообразия понятий касательной прямой для одномерных кривых и касательной плоскости для двумерных поверхностей.

Как видите — все просто :)

Хотите больше теории — найдете в англоязычном Интернете.

По-простому говоря: 1 тексель текстуры с картами нормалей заменяет 10 полигонов, а может и больше.

Больше всего «нормала», наверное, в играх.

Игра, в которой я впервые прочувствовал, что такое «нормал» — DOOM 3 производства id Software.

Вот они — кишки с картами нормалей.

Ссылка на это изображение на wikipedia.org

Настоящие «нормальные» монстры.

Ссылка на это изображение на wikipedia.org

Это не игра, а гимн картам нормалей. Они там повсюду.

Сейчас 2008 год. Технология придумана давно. Применяется уже 5 лет точно, причем очень «плотно» в самых популярных играх.

Не играли в ДУМ 3?

А про «Зед-Браш» (ZBRUSH) слышали?

Этот программный продукт создан для того, чтобы снимать красивые карты нормалей (ну и многое другое еще сделать позволяет).

В итоге можно сказать, что использование карт нормалей — довольно старая и популярная технология.

Тем не менее, не так уж много 3d дизайнеров используют возможности карт нормалей в своей работе.

Я думаю, дело в кажущейся сложности технологического процесса.

Кнопок много. Какие надо нажимать, чтобы «получилось»? Тайна.

Вы думаете, я делал ЭТО в 2000 году? Или в 2004, когда вышел ДУМ?

Нет. Я и сам узнал про эти «нормали» недавно.

Сначала были ограничения со стороны «железа». Потом — программного обеспечения, но и они приблизительно в 2005 году закончились.

Я начал использовать «нормал» приблизительно с 2005 года, но это была не совсем та технология, о которой вы могли прочитать выше.

Я рисовал бамп, используя оттенки серого. Иногда преобразовывал цветное изображение в серое, а затем с помощью специального фильтра в Фотошопе превращал его в карту нормалей.

Для того, чтобы сделать объемные кирпичики на стене, отверстия от пуль или еще какие-нибудь мелочи, эта технология подходит.

Если вы делаете персонажа, машину или еще какой либо сложный объект, вам придется использовать другой метод. Тот самый, который предложили в 1998 году. Когда вы «снимаете» карту нормалей с высокополигональной модели, а затем накладываете эту карту на низкополигональный объект.

Попробуем преодолеть технологические сложности, сделав простейшую карту нормалей.

Генерировать нормал можно в Maya, 3ds max, NVIDIA Melody и Z-Brush. Наверное список программ больше.

Я делал это в 3ds max.

Переходим в 3ds max 9

Попробуем сделать карту нормалей для этого объекта.

Это 2 полигона, соединенных под прямым углом.

Вот «усики» нормалей. По 2 штуки на фэйс (видны в Edit Mesh при включении одной галочки).

Я хочу добиться от этого угловатого объекта сглаженных углов, как на скриншоте ниже.

Вот что у нас есть перед началом работы.

Внимание! На объекты должна быть назначена только одна группа сглаживания.

Первым делом надо разложить анврап на низкополигональной модели.

Именно на анврап упрощенной модели будут спроецированы детали высокополигональной модели.

Как ляжет анврап, так и произойдет проецирование. Если анврап «кривой» — ждите неправильной карты нормалей.

Выделив упрощенный объект, сразу перейдем в Unwrap UVW и сделаем Flatten Maping с установками по умолчанию.

Вот что получилось. Красным обведено проблемное место.

Это разрыв UV-координат. Я специально наложил на объект простую текстуру, которая помогает продемонстрировать проблему.

От разрывов необходимо избавляться по максимуму или прятать их в незаметные места.

Пару раз отразим наши полигоны. Немного подвинем. Именно подвинем, а не растянем. Объединим точки (Weld).

Готово.

Белая линия на стыке говорит о том, что разрыва текстурных координат нет.

И на текстуре все в порядке.

Теперь надо совместить объекты. Для этого обычно достаточно поместить Pivot объекта в центр объекта (делается для двух объектов автоматически) и выровнять объект один относительного другого по всем осям координат.

Вот Pivot’ы.

Выравниваем объекты относительно друг друга. Ctrl+A

Внимание! Объекты находятся в точке с координатами 0,0,0

Некоторые действия, которые я делаю, возможно, избыточны, но мне они помогли решить много проблем.

Выделив низкополигональный объект, применяем модификатор «Проекция» (Projection).

Этот модификатор будет проецировать что-то с одного объекта на другой. В нашем случае что-то — карта нормалей.

Указываем — с какого объекта будет сниматься карта нормалей. Без этого ничего работать не будет.

Выбираем детализированную геометрию, кликнув по объекту (Pick) или выбрав из списка присутствующих в сцене (Pick List).

Внимание! Чтобы не запутаться, я назвал простой объект — LowPoly, а сложный HiPoly.

Появился Контейнер (cage) — фиолетовые линии. Он охватывает модели. Что в него попадет — то и будет спроецировано. Иногда контейнер очень кривой, особенно на моделях со сложной геометрией — тогда делаем Сброс (Reset).

Без ресета в Максе никуда!

После сброса контейнер плотно прижмется к упрощенному объекту, повторяя его формы. Мы должны увеличить контейнер. Не забудьте: что в нем — то и попадет на карту нормалей.

Внимание! Контейнер не должен пересекать сам себя или низкополигональный объект.

Нажимаем 0 (ноль) — появляется окно Render to Texture.

Бывает нужно указать Target Slot. Это чтобы Макс знал, куда класть свежесгенерированную текстуру. По умолчанию выбран Бамп.

Нажимаем Render.

Макс рендерит. Но мы не видим нормала.

Да, во время рендера он не виден. Зато в указанном месте создается файл. Вот что получилось у меня.

Похоже на нормал. Как проверить работает он или нет?

В слот Bump Редактора материалов назначаем материал NormalBump. Значение 100.

В слот Normal назначаем обычный Bitmap с нашей текстурой.

Обратите внимание, я отключил диффузную текстуру. Она мешала оценить результат.

Можно посмотреть, если хочется, как лег нормал, включив отображение текстуры (кубик с шашечками) Bitmap’a в слоте Normal.

Тоже вроде все правильно.

Результат отлично виден на рендере. Запускаем обычный сканлайн.

Где низкополигональный «уголок»?

А вот с такого ракурса?

Сделаем картинку крупнее.

Если бы не угол — то заметить разницу было бы довольно сложно.

А вот во вьюпорте.

Карта нормалей готова!

Высокополигональный объект — 64 полигона.
Низкополигональный — 2 полигона.

Визуальные отличия минимальные. Цель достигнута.

Хотя конечно многое зависит от ракурса :-)

Что дальше?
Дальше куча глюков, проблем и шаманства.

В следующий раз попробуем сделать что-нибудь посложнее.

Библиография:
Normal map
Texel
Tangent space

Автор материала: Иванов Дмитрий

Заметки: Около 8% мужчин и 0,5% женщин имеют трудности с восприятием цветов. Большинсво пользователей имеют проблемы с восприятием зеленого спектра.

Есть кое-какие рекомендации по этому поводу:
- выбирайте цвета легко различимы между собой;
- не игнорируйте сервисы и приложения, что позволяют увидеть ваши страницы глазами людей с искаженным цветовосприятием;
- соблюдайте контрастность;
- избегайте комбинаций светлых цветов из конца спектра с темными цветами из средины спектра;