120106 ch 5_basic image compositing_re

The Art and Science of Digital Compositing

김정근

Chapter 5

Basic Image Compositing

3

Agenda

Multisource Operators

The Matte Image

The Integrated Matte Channel

Additional Operators

Masks

Compositing with Premultiplied Images

Morphing

5


A B

6

Add

O = A + B

7

Subtract

O = A - B

8

Subtract

Subtract 는 대칭되는 Operator 가 아님

(B + A) equals (A + B), but (A - B) does lot equal (B - A).

9


A - B B - A

10

Subtract

Subtract 는 대칭되는 Operator 가 아님

모든 0 이하 또는 음수 값을 클립

Subtract Operator 의 절대값을 반환하도록 지정하는 것은 유용 (Chapter 6)

절대값을 반환한 Subtract Operator 은 대칭 연산

(B + A) equals (A + B), but (A - B) does lot equal (B - A)

11

Subtract

O = |A – B|

12

Mix

O = (MV * A) + [(1 - MV) * B)

MV = mix value

이미지 B 의 25 % 와 이미지 A 의 75 % 를 혼합의 결과 소스이미지는 처음에는 이미지 A 의 100% 를

표현하기 위해서 단순히 mix 값을 애니메이트 한 뒤 마지막으로는 이미지 B 의 100% 를 표현

The Matte Image

14

The Matte Image

15

The Matte Image

16

The Matte Image

Matte Mask

Alpha Key

17

The Matte Image

Matte Out

Mask off

배경을 들어나 보이기 위해 전경의 섹션을

어떤 영역에 영향을 주지 않기 위해 3 번째 이미지로

18

The Matte Image

Matte Mask

Alpha Key비디오 세계에서 일반적인 다른 용어

컨트롤할 때 이미지를 참고하는 것 혹은 오퍼레이션에서 어떤 특정 파라미터들을

제한하는 용도 (ex : Color Correction) 로 사용

19

The Matte Image

일반적인 이미지와 데이터에 관해서는 다르지 않음– 일반적인 이미지와 같은 방식으로 조작이 가능

Scene 의 시각적 표현을 제공 합성작업을 제어하는데 사용되는 유틸리티 이미지로써 사용

일반적으로 Single Channel 이며 흑백이미지– 세 개의 별도 채널이 필요치 않으며 지정된 컬러로 주어진 픽셀에 대한 투명도는 범위 0~1 에서 하나의 숫자값으로 표현

많은 시스템 파일 포맷이 싱글 채널이미지를 서포트 / 단순히 RGB 이미지의 세채널에 동일한 정보의 사본을 배치함– 중복되며 디스크 공간을 차지

매트 이미지가 네번째 채널 이미지의 파트일때 매트 채널 또는 알파채널

20

Keymix

A B Matte

21

Keymix

O = (A * M) + [(1 - M) * B]Mix operator 와 비슷하지만 고정된 Mix 값 대신

매트이미지에 의해 결정되어 각 픽셀에 대한 구체적인 혼합 값이 있음

23


R channel

G channel

B channel

A chan-nel

Color * al-pha

24


Premultiplied Image

알파채널로 멀티플라이된 RGB 채널 이미지

tga, png, iff

25


Premultiplied Image

*

26


어떠한 이미지 A 는

Argb = The RGB channels only.

Aa = The alpha, or matte channel, only.

A = All the channels (be there three or more) of the

image

M = matte channel 을 독점적으로 사용되는 이미지 (Grayscale, Single

Channel)

Orgb = Argb + Brgb or Oa = Aa + Ba

Over

27

O = (A * M) + [(1 - M) * B]

+

* *

-

=

Keymix 와 유사함 단 통합매트 채널을 활용하여 단순화함 (4 채널 )

28

Over

Orgb = Argb + [ (1 - Aa) * Brgb ]

Oa = Aa + [ (1 - Aa) * Ba ]

Orgba = Argba + [ (1 - Aa) * Brgba ]

보조 알파채널로 완벽하게 Premultiplied 이미지가 됐을때 Over 의 방정식

출력이미지의 매트 채널의 방정식

4 채널에 대한 단순 방정식

전경에 대한 Premultiplied 이미지임을 가정하기 때문에 이것은 잘 작동함

Premultiplied 가 없을때나 다른 연산자를 함께 작업하는 경우에 혼란이 있을수 있음

30


A B Matte

31

Multiply

O = A * B고정범위 0 ~ 1 를 가진 같은 픽셀을 곱하는 두개의

값은 원래의 값보다 항상 더 작은 값을 생성하기 때문에 항상 이미지가 어두운 결과를 생산함

32

Screen

A B Matte

33

Screen

O = 1 - (1 - A) * (1 - B)Screen 이펙트는 빛나는 물체 ( 유리잔과 같은

투명한 표면 ) 위에서 반사되는 성질을 정확하게 모방

34

Screen

원본 Screen Operator

35

Screen

원본 Screen Operator

36

Maximum and Minimum

A B A Matte

37

Maximum and Minimum

Maximum Minimum

38

Maximum and Minimum

Foreground Image

MaximumBackground Image

39

In

A B A Matte

40

In

A in B B in A

O = A * Ba

41

Out

A B A Matte

42

Out

A outside of B B outside of A

O = A * (1 - Ba)

43

Atop

A B A Matte

44

Atop

A Atop B B Atop A

O = (A In B) Over B

46

Mask

어떤 Operator 효과의 범위를 제한하고자 할 때

분리된 매트를 사용 = Mask

47

Mask

Mask Image with saturation(value : 0) controlled by the mask

48

Mask

어떤 Operator 효과의 범위를 제한하고자 할 때

분리된 매트를 사용 = Mask

어떠한 소프트웨어 패키지는 특별한 경우 이미지로써 Mask 를 다루기도 하지만 대부분은

전체 프레임에 효과를 적용하고 Mask 를 사용하여 적당한 영역을 분리시키고 효과의 영향을

받지 않은 원본과 Mask 를 합성

0~1 사이의 range( 레인지 , 범위 ) 에서 이미지가 만들어졌다고 일반적으로 가정함으로

효과의 제한을 위해 Mask 를 사용하기 전에 범위를 0 ~ 1 로 Clamp 해줘야함

50


합성 Operator 가 원하는 Image Type 을 정확하게 이해하는 것은 매우 중요

Operator 에 따라 Premultiplied Image 를 다루고 있거나 혹은 Matte 와 분리해서

가져오도록 요구함

적절한 이미지 타입을 사용하지 않으면 다양한 Artifact 를 경험할 수 있음

51


A background elementA foreground element

52


foreground 를 위한 Soft-edge matte

53


Foreground multiplied by the matte

54


합성 시스템에서 모든 image 들이 다 premultiplied 되어 있을 때

55


모든 이미지가 premultiplied 되어있다고 고려하는 시스템에서 , background image 위에 premultiplied 하지 않은 image 를 위치시켰을 경우- matte 가 0 인 지점에서도 여전히 결과물에 영향을 줌

- 수학적으로 두개의 이미지를 함께 더한것과 동일 - matte 만 갖고 있는 이미지를 합성하는 operator 를 이용해서 premultiplied image 에 적용한다면 역시 문제가 발생

56


background 위에 두번 premultiplied 된 이미지가 있음 matte 가장자리를 따라 어두운 후광

가장자리 (edge) 가 너무 밝거나 너무 어두우면 대게 premultiply 문제와 관련되었다는 신호

57


background 위에 두 번 premultiplied 된 이미지가 있음보다 일반적인 matte 를 가지고 합성했을때

operator 가 지원하는 이미지 type(premultiply 여부 ) 과 완전히 동기화시키더라도 , 좀 더 심도 있게 이미지 처리하다 보면 artifact 들이 또 생김

58

Color Correcting and Combining Premultipied Images

Premultiplied image

Image 와 Matte 관계에 의존

59


60


61


62


Unpremultiplied image

63


matte 로 다시 나눈 후에 premultiply

64

Luminosity and the Image-Matte Rela-tionship

Alpha 채널 값을 줄임으로써 오브젝트가 결과적으로 더 밝아짐

– background 는 foreground element 를 관통하여 보여지게 될 것

– matte 채널값이 0 으로 줄어들수록 Over 대신 Add operator 를 사용한 것처럼 보일것

Background 위에 놓기 전에 Premultiplied Foreground image 의 Matte 채널 값에 0.6 을 곱한 이미지

65


이미지의 alpha 채널을 조작하여 이미지와 matte 와의 관계를 수정– Luminosity Operator / Opacity Operator

많은 시스템이 Addmix Operator 를 제공– 부분적으로 Transparent Matte 영역에서 Image – Matte 관계를 수정하기 위해 Lookup Curve 를 제공

Addmix 를 위한 source foreground image( 와 그것의 matte 채널 )

66


몇가지 Addmix variations( 바리에이션들 )

67

Luminosity and the Image-Matte Relationship

image 들을 서로 layering 할 때 , 이미지와 Matte 관계의 선별적인 조작은 어떤

상황이 되어도 사용

– matte 채널을 살짝 수정하여 부분적으로 투명한 경계 (edge) 의 밝기에 영향을 주는 것도 대중적으로 사용

(ex : 밝은 background 에 금발 머리카락을 보다 잘 합치도록 할때 )

Morphing

69

The Matte Image

Warp Blending

Over

70

Morphing

71

Morphing

목적으로 하는 Image 와 Match 하기 위해 , Source 이미지가 Warp 되는 것을 보여주는 하나의 시퀀스

72

Morphing

단순히 일정 시간 동안 이 둘을 dissolve

73

Morphing

동일한 프레임에서 나란히 비교한 것 코 / 주둥이 영역은 좀 더 빨리 dissolve 함 : 아트적인 이유

(warp 결합지점을 숨기기에도 또한 유용 )

감사합니다

120106 ch 5_basic image compositing_re

Documents