the art and science of digital compositing chapter 1,2

The Art and Science of Digital Compositing

개발 1 본부 엔진개발팀김정근

Chapter 1

Introduction to Digital Compositing

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합성이라고 하면 떠오르는 것들

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“ 에이

저거 합성이네”

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비쥬얼 이펙트를

가능하게 하는 것 !


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Definition

Digital Compositing ?

“ 적어도 2 개의 이미지를 하나의 통합된 결과물로 생산하기 위해

디지털 방식으로 조작하는 조합”

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Digital Compositing

디지털 컴퍼지팅의 예– 잡지 / 책

– 텔레비전광고

– 영화 특수효과 등 여러 범위

컴퍼지터 아티스트– 기술적인 숙련

– 합성 프로세스의 과학에 대한 지식

• 카메라가 라이트나 컬러에 반응 하는 것 등

• 정확성에 대한 판단

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Digital Compositing

디지털 컴퍼지팅의 전제

– 컴퓨터를 이용하여 작업 → CG 의 일부로 간주

– 컴퓨터 그래픽은 3D 와 2D 로 분류 되며 작업이 주로 3D 이든 2D 이든 상관없이 CG 로 명시

– 3D 의 정의 : 컴퓨터로 하나의 사물을 완성하는 것이며 어떠한 각도에서 보여지며 , 빛의 영향을

받으며 , 재질이 입혀지고 , 색과 빛이 주어지며 , 애니메이션을 가질 수 있음

– 비쥬얼 이펙트에서 3D 는 큰 비중을 차지 하는 것으로 보이지만 최종 결과물을 구성하는 퍼즐의 한

조각일뿐

– 2 차원 화면출력을 기본으로 제작하고 있으므로 비쥬얼 이펙트는 2D 작업이 대부분임

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Digital Compositing 의 역사

“ 인생의 갈림길” 오스카 레일란더 (Oscar G. Rejlander)

최초의 합성 사진

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제작 과정– 32 개의 다른 유리 사진 원판으로부터 하나의 커다란 인쇄물로 제작– 작은 그룹의 사람들과 세트에서 촬영– 각각의 위치와 크기를 조절– 프레임안 사이즈에 맞추기 위해 거울에 반사시켜서 촬영

작품 설명– 왼쪽은 고귀하지 않는 것들을 묘사

• 게으름 , 도박 , 음란 , 살인 등– 오른쪽은 도덕적으로 옳은 길

• 종교 , 지식 , 자비 , 결혼한 인생 등

당시 문제되던 주제 , “ 속임수” 사진 기술이 예술인가 에 대한 이슈 제기

개선되고 지속됨

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1800 년 후반 영화의 등장

– 합성에 대한 요구가 하드웨어 발전

– 광학 프린터기 제작

– 광학 합성의 등장

광학 합성과 관련된 많은 기법과 기술은 디지털 세계에 적용됨

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King Kong, 1933

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“ 킹콩” 합성의 예

– 16 인치 크기의 미니어처로 처음 촬영한 뒤 각 프레임 간에 포즈나 위치를 바꾸며 한번에 한 프레임씩 촬영 연결하면 움직이는 오브젝트

– 풀 사이즈 무대위에 위치한 커다란 프로젝션 스크린 위에 투영

– 투영되는 동안 나무의 여배우를 촬영

– 샷을 완성 후 추가적인 편집 작업이 불필요

– 전경과 배경이 따로 촬영된 뒤 광학 프린팅 단계에서 합성

광학합성 → 컴퓨터 시스템 , 몇몇 소프트웨어로 대체 ( 개념은 유지 )

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Terminology

제임스와 거대한 복숭아 , 1996

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Organization of the Book

Chapter 2 Learning to See – 카메라와 시야의 특성

Chapter 3 The Digital Representation of Visual Information – 이미지가 디지털적으로 어떻게 대변되는지에 대한 개요

Chapter 4 Basic Image Manipulation– 디지털 이미지로 할 수 있는 몇몇 기본 조작

Chpater 5 Basic Image Compositing– 이미지의 합성 혹은 이미지 시퀀스 과정을 보며 다음 단계로 진행 , 매트의 개념 소개

Chapter 6 Matte Creation and Manipulation– 자세한 매트의 설명

Chapter 7 Time and Temporal Manipulations– 시간의 흐름에 관련된 형상화 개념과 기술에 대한 설명

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Chapter 8 Image Tracking and Stabilization – 움직임을 분석하고 복제하는 과정

Chapter 9 Interface Interactions – 데이터 , 이미지 , 소프트웨어를 가지고 상호작용하기 위한 다양한 방법에 논의

Chapter 10 Film Formats: Media, Resolution, and Aspect Ratios – 디지털 합성을 이용하기 위해 필요로 하는 다양한 포맷

Chapter 11 Quality and Efficiency – 합성 프로젝트에 대한 매우 중요한 영역을 생산하는 몇몇 주요 개념

Chpater 12 Creating Elements – 합성을 시작하기 앞서 벌어지게 될 몇몇 일들에 대한 설명

Chapter 13 Additional Integration Techniques – 이미지와 장면 통합 기술의 심화

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Chapter 14 Advanced and Related Topics– 합성에 대한 심화학습

Chapter 15 Case Studies– 다수의 유명한 장면을 살펴보기 위해 지금까지 공부한 정보를 이용

Appendix A– 합성 도구의 요약

Appendix B– 합성 목적을 위해 디지털 이미지를 저장하기 위해 사용하는 파일 포맷의 리스트

Appendix C– 일반적으로 사용하는 필름과 비디오 포맷에 대해 상세하게 기술

Chapter 2

Learning to See

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Learning to See

“This is the most difficult thing of all, though it would seem the easiest: to see that which is before one's eyes.”

Johann Wolfgang von Goethe

“I see no more than you, but I have trained myself to notice what I see.”

Sherlock Holmes, in Arthur Conan Doyle's"Tile Adventure of the blanched Soldier"

“Seeing is (in some respect) an art, which must be learnt.”

-Sir William Herschel, file famous astronomer who,among other achievements, discovered Uranus and helped to prove the existence infrared light

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Learning to See

Seeing( 보는 것 )

– 디지털 아티스트가 태초부터 배워야 하는 것

– 현실성 있고 그럴듯하게 보이는 이미지 제작하기 위해서 배워야 하는 것

– 디지털 합성은 꿈같고 환상적인 이미지를 위해 만들기 위해 사용하지만 그러나 그 장면에 있는 모든

것이 동시에 같은 카메라로 촬영되었다고 믿을 수 있어야 함

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Judging Color, Brightness, and Contrast

색상 , 밝기 그리고 대비를 판단하기

– 컴퍼지터가 합성할 때는 컬러 , 밝기 , 대비를 항상 균형 있게 해야 함

– 좋은 눈을 가지기 위해서는 상당한 실습이 필요

– 읽어서 배우는 건 불가능 하지만 몇 가지 중요한 사실에 도움을 얻음

– 지각하는 건 외부의 영향을 상당히 받음

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“ 동시 대비의 예제”

3 가지 케이스 안 원은 같은 컬러이긴 하지만 그것은 어두운 배경에 둘러 쌓여 있을 때 밝게 보인다 .

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“ 동시 대비의 예제”

색은 보색 (청록색과 녹색안에 둘러 쌓인 적색 ) 으로 둘러 쌓였을 때 더 활기차고 강렬하게 나타난다

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Simultaneous contrast( 동시대비 )

– 두 가지 이상의 색을 동시에 볼 때 , 그들 색이 서로 영향을 미쳐 색을 단독으로 볼 때와 색이 다르게

보이는 현상

– 정확하게 색조와 색상을 판단하는 능력에 영향을 미치는 요인 중 하나

– 전체 대비인식에 대한 요소 또는 장면은 장면 안의 환경에 반응

• 밝은 조명의 주변환경에 위치하며 특정이미지를 보게 되면 눈이 속아 이미지가 실제보다 더

대비가 많다고 착각

• 어두운 환경에서 이미지를 볼 때 대비가 더 적게 나타남

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“ 체크판의 그림자 환각”

이 예제에서 , “A” 란 라벨이 붙여진 정사각형은 “ B” 란 라벨이 붙여진 정사각형과 정확하게 같은 색이다 .

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“ 회색 라인을 참고한 체크보드 그림자”

정확하게 판단하는 것은 매우 어렵고 회색 라인이 추가 될때 조차 그것을 믿는 것은 상당히 어렵다

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결론

– 색상 적응성의 원칙은 두뇌의 시각적 시스템에 관련 주변환경에 영향 받지 않고 보는 연습이 필요

– 이미지들을 가능한 같은 맥락에서 비슷하게 보이도록 노력해야 함

• 캘리브레이션 [ calibration ]

– 컬러 테이블을 통해 디바이스에 맞춤

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Light and Shadow

라이트와 그림자– 일반적인 경우

• 시각 세계를 인식하는 방법에 대해 가장 중요한 건 빛의 상호작용

• 빛이 없는 대부분의 이미지는 덜 흥미로울 것

– 컴퍼지터의 경우

• 컴퍼지터의 기술 중 가장 기본적인 부분

• 장면에서 찾을 다양한 조명 특성에 대해 마음속으로 “체크리스트”가 필요

• 직사광선 (direct lighting) 은 조명의 세기 , 컬러 , 위치를 포함

• 직접 광원 (direct light source) 은 스스로 장면 안에 서 있다면 측정하기 매우 쉬움

• 단순히 장면의 이미지만 보고 근사값을 결정하는 것은 훨씬 어려움

• 광원의 성격은 기본 변수들이 가르 키는 것보다 꽤나 복잡함

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Light and Shadow

색 산란광 (Colored bounce-light)

– 장면에 있는 모든 개체에서 라이트가는 산란

– 추가적인 간접 조명은 장면의 전반적인 조명의 특성에 기여

• 하얀 벽

• 모래시장

– 라이트가 산란하는 객체의 색상은 라이트 색깔에도 영향을 줌

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Light and Shadow

색 산란광 (Colored bounce-light) 의 예

붉은 공과 근접한곳에 위치한 피규어 면을 보면 , 꽤 많은 붉은 빛이 공으로부터 나오고 있는 것을 볼 수 있다 .

붉은 오브젝트없이 같은 장면

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Light and Shadow


산란 조명 영역의 디테일 산란 조명 영역의 디테일

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Light and Shadow


– 하나의 오브젝트가 개별적으로 식별 가능한 충분한 빛을 산란시키는 경우들이 있지만 대개

장면내의 간접광의 다양한 소스는 좀더 랜덤함

– 장면내에 모든 라이트를 참고하지만 그 라이트는 식별가능한 소스가 아닌 환경광으로써도 존재함

– 빛은 항상 산란하지는 않으며 , 몇가지 물질을 통과하며 , 확산하고 , 회절하며 그리고 불규칙

그림자를 드리움

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Light and Shadow

대기 (공기 ) 로 인해 바뀌는 빛의 특성

– 장면에서의 대기도 빛의 특성을 바꿀 수 있음

시간에 의해 바뀌는 빛의 특성

– 구름이 하늘을 가로질러 이동

– 밝은 방 너머로 새로운 빛이 쏟아져 나오는 문을 열어봄

대기에 상호작용하는 빛

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Light and Shadow

빛 ( 라이트 ) 에 의해 변하는 그림자 ( 예제 )

그림자 부드러움 비교 – 하드 새도우 그림자 부드러움 비교 – 미디엄 새도우

그림자 부드러움 비교 – 소프트새도우

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Light and Shadow

빛 ( 라이트 ) 에 의해 변하는 그림자 ( 예제 )

– 크기 밀도 그리고 그림자의 부드러움은 빛의 직접적인 결과

– 예제의 처음 3 가지의 이미지는 빛의 특성이 다른 동일한 장면을 보여줌

– 이런 종류의 다양성은 인위적인 라이팅과 자연광에 의한 야외 모두 발견

– 그림자의 부드러움은 그림자가 지는 객체와 그것을 받아들이는 표면 사이의 거리에 의해 결정됨

– 아래의 이미지는 물체와 표면사이가 멀수록 그림자가 좀더 확산되는 것을 볼수 있음

그림자 부드러움 비교 – 소프트새도우거리에 따른 부드러움

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Light and Shadow

컬러광원으로부터의 그림자

– 예제와 같이 그림자 내 한 영역이 특정 컬러를 가지고 있다면

그 칼라는 그림자를 드리우는 라이트중 하나에서 나온것

– 눈의 착각 중 하나이며 그림자 지역은 붉은 색조를 가져도

그것은 사실 중성의 회색

– 우리의 시각 시스템이 라이트 조건에 즉시 적응하고자 하려는

욕구가 있어서임

컬러 광원으로부터의 그림자

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Camera

카메라– 어떻게 보는가는 배우는 것이 필요할 뿐 아니라 카메라가 어떻게 보는 가를 배워야 할 필요가 있음

– 기본 사진 개념은 일반 카메라나 전문적인 영화 카메라나 동일

– 카메라가 어떻게 동작하느냐를 이해하기 위해서는 실습보다 더 좋은 방법은 없음

– 합리적인 가격의 카메라는 셔터 속도 , 렌즈 조리게 , 줌 설정 및 낮은 조명 감도 등을 유저가 제어하도록 허용하므로 도움이 됨

– 컴포지터 아티스트가 사진의 근본원리를 이해하지 못하는 것에 대한 변명의 여지가 없음

“ 다양한 변수들이 사진을 찍는데 어떤 영향을 주는 지와 깊이를 가지는 2 차원 이미지 요소를 해석할 수 있는지에 대해 알아봄”

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Camera

해상도 한계 (Resolution Limits)

대단한 디테일의 양을 고려한 장면( 하이렌지 디지털카메라로 촬영 )

확대하면 실제장면과 연관된 정보량에

한계가 있음

이 영역에 초점을 맞추고 특정영역에 더 가까운 위치에서 찍은 사진

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Camera

해상도 한계 (Resolution Limits)

– 이미지의 단계별 디테일만 아니라 해상도 한계는 이미지 조작의 거의 모든 측면에 영향을

줌

– 원래 장면에서 존재하는 색상과 휘도 레벨의 일부분을 촬영할 수 있음

• 예를 들어 위에 혹은 아래에 모종의 밝기는 흰색 , 또는 검은색으로 간단하게 기록

– 특정합성이 필요한 변경사항에 적용할 정보가 충분하지 않을 때 작업시간은 오래 걸린다는 것을

명심해야함

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Camera

카메라에 대한 고찰– 차원 뿐만 아니라 , 디테일 그리고 촬영된 이미지에 내제하는 다양한 한계 , 등 카메라의 독특한 표현법에 능숙

– 당신이 필름 혹은 비디오와 함께 작업할 때 셔터의 아티팩트 , 그리고 렌즈는 분석되어야만 하고 최대한 비슷하게 모방해야 함

– 필름 결정의 특징 등 영화 필름에 대한 이해

– Uncharted 2: HDR Lighting at GDC 2010 참조

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Focus and Depth of Field

포커스 ( 초점 )

– 사진을 보면 모든 요소가 뚜렷한 것은 찾기 어려움

– 카메라 렌즈는 특정한 거리에서 하나의 포커스

– 초점을 맞추는 것은 무의식적인 것 ( 사람의 눈도 마찬가지 )

– 렌즈로부터 더 멀리 혹은 가깝게 했을 때 아웃포커스가 일어날수 있으며 초점에 맞는 렌즈는 실제로

거리범위가 허용범위인지 판단해줌 ( 이 거리를 Depth of Field 라고함 )

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피사계심도– 사진 렌즈로 어떤 거리의 피사체에 초점을 맞추면 그 앞쪽 [近點 ] 과 뒤쪽 [遠點 ] 의 일정한 거리 내에 초점이 맞는데 이때 그 범위를 이르는 말

– 아래 샘플은 중앙열 장난감에 초점이 맞춰져 있으며 다른 장난감은 초점에서 멀어질수록 아웃포커스가 많이 됨

매우 얕은 피사계 심도를 보여주는 예제

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피사계심도

– 이미지의 초점 이탈의 양을 측정하는데 사용하는 것이 착각원

• 점이 지름을 가진 원처럼 크게 보이는 현상

– 공통적으로 초첨이 맞는 이미지를 35mm 음화에 1000 분의 1 인치 보자 작은 착각원 생산

– 피사계 심도 (Depth of Field) 초점심도 (depth of focus)

• 초점 심도는 렌즈 뒤의 거리에 대한 매우 특별한 용어

• 전송 이미지가 초점내에 있도록 하기 위해서 필름이 ( 카메라 안쪽 ) 렌즈 뒤에 위치

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착각원 [ circle of confusion , 錯覺圓 ]

– 포커스가 정확히 맞은 상태인 초점면의 한 점을 중심으로 그 주위를 둘러싼 부분이 하나의 원으로 필름에 기록되는 현상

– A 로부터 빛이 렌즈를 통과하여 B( 초점면 ) 로 모아진다고 할 때 빛의 흐름은 원추 모양을 이루게 됨

– 만약 필름이 C 혹은 D 지점에 위치하면 빛의 원추가 잘리면서 가상적인 원을 형성

– C 지점은 D 지점보다 초점면에 가깝기 때문에 착각원도 D 지점보다 작으며 만약 이때 형성되는 착각원이 아주 작으면 사람은 그 지점도 초점이 맞는 상태로 인식

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피사계 심도의 변화– 렌즈의 조리개 (the aperture of the lens)

• 조리개 값이 줄면 ( 구멍이커지면 ) 피사계심도는 얕아진다

• 제곱에 반비례 : 초점거리가 3 배가 되면 피사계심도는 1/9

– 렌즈의 초점 (the focal length of the lens)

• 초점거리가 길면 피사계심도는 얕아진다 .

• 제곱에 비례 - 거리가 1/4 로 가까워지면 피사계심도는 1/16 로

– 렌즈로부터 초점까지의 거리 (the distance from the lens to the point of focus)

• 피사체와의 거리가 가까와질수록 피사계심도는 얕아진다

• 제곱에 반비례 : 조리개 값이 2 에서 2.8 이 되면 피사계 심도는 1/1.4 배

– ISO 감도센서

• 센서크기가 " 작아지면 " 피사계심도는 얕아진다

• 센서 크기 ( 예를들면 대각선 ) 가 1.5 배 커지면 피사계 심도는 1.5 배 깊어진다 .

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피사계 심도의 변화 ( 예제 )

조리개 (F2.5) 조리개 (f32)

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피사계 심도의 변화 ( 예제 )

– 단순히 가우시안 블러되는 것과의 차이를 보여주는 예제

A. 초점이 잘맞는 사진 B. 변경된 초점 C. 단순한 가우시안 블러

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Lens Flares and Other Lens Artifacts

렌즈 플레어– 현실 세계에서 밝은 광원이 렌즈에 직접 비추고 있을 때 , 렌즈를 이루는 집합체에서 다양한 구성

요소를 가지고 , 필름 또는 이미지 센서의 노출 과도와 여러 반사에 의해 발생하는 플레어 아티팩트를 얻을 수 있음

렌즈 어셈블리 (렌즈를 구성하는 집합체 )

– 표준 카메라 렌즈는 실제로 특정 목적으로 맞춤 제작된 렌즈들의 집합체이며 , 모두가 하나의 기계 본체 안에 함께 합쳐져 있음

– 이 구조는 렌즈 플레어가 단 하나의 아티팩트 대신 여러 아티팩트를 가지는 이유가 됨

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렌즈 플레어 ( 예제 )

렌즈 플레어 예제 렌즈 플레어 예제 ( 원주 렌즈 )

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렌즈 플레어– 대각선을 보면 이런 각각의 섬광이 전체 렌즈 어셈블리의 렌즈 중 하나에 의해 발생

– 육각 모양으로 보이는 것은 카메라의 조리개를 형성하는 홍채의 모양에 의해 나옴

– 렌즈 플레어 아티팩트는 광원이 아니라 렌즈에 의해 발생

– 렌즈 플레어 아티팩트는 항상 카메라와 가장 가까운 개체이며 어떤 것도 렌즈 플레어의 앞에 있지 못함 (렌즈나 필름사이 카메라의 바디안에 뭔가를 하지 않는 이상 )

– 렌즈 플레어의 원인이 되는 광원을 일정부분 가리워 질수 있게 하며 결과는 렌즈 플레어 아티팩트가 전체적으로 더 어둡게 할 것이고 렌즈플레어 요소들이 가려지는 것보다 다소 성격이 바뀔 것

– 렌즈 펠러는 렌즈 집합체에 의해 생산된 것이기 때문에 다른 타입의 렌즈는 시각적으로 다른 플레어를 만들게 됨

– 원주 렌즈 ( 한 방향으로만 비틀리거나 확대되는 복합 렌즈 ) : 수평으로 치우친 플레어를 생산하는 경향

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움직이는 렌즈 플레어– 서로 다른 아티팩트들이 카메라 (또는 광원 ) 이 이동할때마다 서로 상대적인 다른 속도로 이동

– 운동시차의 예임 ( 뒤에 다뤄짐 )

움직이는 렌즈 플레어를 보여주는 일련의 이미지

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움직이는 렌즈 플레어– 움직이는 면에서 렌즈 플레어의 다양성을 검토하고 그것은 대개 완벽하지 않다는 것을 주목

– 불규칙하고 예측할수 없는 프리즘 아티팩트

– 시간에 영향을 받아 밝기 레벨 변화를 가짐

– 불규칙 한 현상을 무시해서는 안됨

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– 오른쪽의 이미지가 빛을 차단하기 위해 렌즈 뚜껑을 올려놓음

– 하지만 이것으로 장면의 모든 개체의 조명이 변경되지 않음

– 사진에 영향을 줄지 몰라도 전체의 빛에 영향을 주지는 못함

(렌즈 플레어가 빛이 아니라는 의미 )

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– 오른쪽의 이미지가 빛을 차단하기 위해 렌즈 뚜껑을 올려놓음

– 하지만 이것으로 장면의 모든 개체의 조명이 변경되지 않음

– 태양을 손으로 가려도 태양은 보이지 않지만 태양에서 나오는 빛은 그대로임

– 이것은 렌즈 플레어가 빛이 아니다 ( 비록 사진에 영향을 줄지 몰라도 ) 라는 의미임

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완벽하지 않은 렌즈– 렌즈는 완벽하지 않음

강조 되어야 할 다양한 또 다른 아티팩트– 광학왜곡

– 색수차

– 렌즈 그자체의 손상

광각 렌즈로 잡힌 장면 ( 예제 )

– 선반의 직선은 현저히 곡선

– 렌즈에서 왜곡된 것을 보여주는 샘플

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결론– 컴퍼지터의 직업은 완전히 아티팩트가 없는 이미지를 만드는 것이 아니라 완벽하게 통합된 이미지를

만드는 것이고 이 통합은 종종 렌즈 결합에 대응 다른 표현법을 포함하는 것

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Motion Blur

모션블러– 영상 및 애니메이션같은 연속한 그림들이나 스틸 이미지 속에 비치는 빠르게 움직이는 물체의 뚜렷한 줄무늬

– 노출이 길거나 움직임이 빠른 까닭에 , 아니면 프레임 하나를 촬영하는 동안 영상이 변화할 때 이러한 현상이 나타남

– 크기는 움직이는 물체의 속도나 카메라의 셔터가 열려 있었던 시간의 양에 의해 결정

• 느린 셔터 스피드는 모션블러의 큰 양의 결과가 나올 것

• 빠른 셔터 속도가 감소하거나 모션 흐림 효과를 제거

– 셔터 스피드는 이미지를 사용한 프레임 속도보다 더 할 수 없음

• 24 프레임으로 촬영하면 최대로 가능한 셔터 스피드는 24 분의 1

– 모션블러의 최대 크기는 대략 한 프레임에서 오브젝트가 이동하는 거리의 2 분의 1 정도

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Motion Blur

모션블러 ( 예제 )

1 초의 셔터 스피드 1/640 초의 셔터 스피드

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Motion Blur

모션블러 ( 예제 )

– 움직이는 물체의 앞으로 향하는 가장자리와 궤적이 발생하는 가장자리가 같은 양만큼 Blur

– 개체 뒤에서 Blur 된 궤적부분과 함께 , 앞부분의 가장자리는 초점이 없음

떨어지는 오브젝트를 180 도의 셔터각도의 필름카메라로 촬영한 것

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Depth, Distance, and Perspective :

Perspective and the Camera

깊이 , 거리 그리고 시점 ( 원근 ) : 원근법 ( 관점 / 시각 ) 과 카메라

A. 양초로부터약 16 인치 정도 떨어진 거리에서 24 미리 렌즈를 이용해서 촬영

B. 양초로부터 약 4 피트에서 , 하지만 좀 더 긴 85 미리 렌즈를 이용해서 촬영

C. B 의 거리에서 A 의 렌즈로 촬영

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Depth, Distance, and Perspective :

Perspective and the Camera

깊이 , 거리 그리고 시점 ( 원근 ) : 원근법 ( 관점 / 시각 ) 과 카메라– 장면내에서 (양초들 간에 ) 겉으로 보이는 크기와 거리의 관계는 현저하게 다름

• 그림 A 에서 양초들은 상당히 분리되어 보이며 그림 B 에서는 좀 더 빽빽하게 밀집되어 있는것처럼 보임

– C 의 예제는 렌즈가 시점의 변화에 기여하지 않는다는 것을 보여줌

– 롱 렌즈 가지고 촬영한 장면은 ( 사물로부터 더 먼거리에서 촬영되었다는 것을 암시하는 ) 보다 평평하고 덜 원근감있게 보이는 경향이 있음

– 넓은 시각의 렌즈 ( 광각렌즈 ) 를 가지고 촬영한 장면은 ( 사물에 근접해 있다는 것을 암시하는 )

보다 원근감있게 보이는 경향이 있음

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Depth Cues : Overlap

깊이 단서 : 깊이를 알리는 여러 종류의 정보

깊이 단서 (겹쳐지는 것 )

– 기본적인 정보라고 보여지더라도 실제 세상은 “자동적으로” 어떤 일이 발생하지 않음

– 장면에서 오브젝트 들이 레이어 되는 것에 대해 알 필요가 있음

– 이후 Chapter 13 은 이것과 나머지 부분에서의 통합과정이 어떻게 사용되는지 다룸

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Depth Cues : Relative Size

깊이 단서 ( 상대적인 크기 )

– 오브젝트의 위치를 판단하는 것을 도와주는 또 다른 단서로 카메라로 부터 오브젝트가 멀어질수록

그것이 점점 작게 보인다는 것

– 이론상 간단하고 명확하지만 어려울 수 있음

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Depth Cues : Motion Parallax

깊이 단서 ( 움직임의 시차 )

– 먼거리에 있는 것보다 카메라와 보다 가까이 있다면 매프레임 같은 속도로 움직이는 오브젝트들은 더 많이 움직이는 것처럼 보임

– 움직이고 있는 것이 오브젝트 그 자체이든 카메라가 오브젝트로부터 상대적으로 움직이든지 간에 이것은 실제 일어남

– 카메라 가시 범위 (FOV) 퍼센테이지에 비해 물체가 움직이는 거리의 양과 관련

– 카메라부터 100 미터 떨어져 있는 한오브젝트가 어떤 방향으로 20 미터 움직이면 가시범위의 25% 만이 움직인 거리가 되지만 40 미터가 떨어져 있는 오브젝트의 동일한 20 미터 이동은 그 오브젝트가 프레임 바깥으로 완전이 움직이게 됨

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Depth Cues : Atmospheric Effects

깊이 단서 ( 대기 효과들 )

– 카메라로부터 사물이 더 멀어질 때 이 대기 효과들은 확연하게 나타남

– 대기 표가 안개 아지랑이 연기 같은 것을 포함하지만 청명한 날씨라도 멀리에 있는 사물들은 대기가

영향을 줌

– 공기 그 자체는 완벽하게 투명하지 않으며 외부 가스 혹은 부유하는 물질이 공기의 불투명함을

증가함

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깊이 단서 ( 대기 효과들 ) : 달에서의 깊이 단서

– 달표면에서 찍은 사진을 보면 가장 먼 거리에 있는 사물조차 선명하게 보이는지 알 수 있음

– 그림자들은 매우 짙으며 일반적으로 이 물체들의 크기와 위치를 판단하는 것은 매우 어려움

– 달이 더 짧은 지평선을 가지고 있기 때문이기도 하지만 먼 거리에서 크기를 판단하는데 어러움이

따르는 것을 설명하지는 못함

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깊이 단서 ( 대기 효과들 ) : 예제

“ 거리 함수 (function of distance) 에 따라 대기가 얼마나 이미지에 영향을 주는지에 대한 예제” “ 대기에의 또 다른 예제”

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– 먼거리의 사물들은 연속적으로 차이가 없음 : 어두운 지역은 밝아지고 이미지는 다소 산란

– 더 어두운 지역은 그 주변의 대기 색깔이 입혀짐

– ( 카메라와 사물이 멀어질수록 )맑은 날씨에는 사물 위에 어둡거나 그늘진 지점이 하늘의 푸른

색조로 입혀짐

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“ 어떤 안개도 없는 장면” ” 옆과 같은 장면이지만 엄청난 양의 안개와 함께 있는 장면”

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– 대기가 장면에서 사물의 거리를 결정하는데 도움을 줄 수 있는지 확인 할 수 있음

– 먼 거리에 있는 육지는 보다 균일해 보임 : 다양 한 나무들 사이에 상대적인 깊이의 차이를 알수

없음

– 강에 짙은 안개가 꼈을 때 이 시간 동안 촬영된 동일한 장면을 본다면 사물의 깊이가 확실히 다르게

존재한다는 것을 알 수 있음

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Depth Cues : Depth of Field

깊이 단서 : 피사 심도계

– 카메라가 이미지를 포착하는 일반적인 성질

– 하지만 사물의 거리 관계를 이해하는데 사용되는 단서 들 중 하나

– 다른 깊이 단서들과는 다르게 피사 심도계 효과는 초점 영역 주변에서 대칭적

– 따라서 두 개의 사물이 동일한 양만큼 흐려지는 것을 볼 수 있음

– 하지만 첫 번째 사물이 초점 앞 30피트에 있을지도 모르고 나머지 사물은 초점 뒤에서 30피트에

있을지도 모름

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Depth Cues : Stereoscopic Effects

깊이 단서 : 입체 효과

– 보통 필름과 비디오로는 포착할 수 없으며 양안 (binocular vision) 시에만 확인

– 입체효과에 의한 깊이 지각은 두 눈 사이의 시차의 차이에서 발생

– 각각의 눈은 살짝 다른 이미지를 바라보며 가까운 사물일수록 멀리 있는 사물들보다 더 차이를 볼수

있음

– 움직임 시차와 유사하나 두곳의 다른 위치에서 동시에 장면을 바라보고 있기 때문에 발생한다는점

이 다름

– 뇌는 두개의 일관성 있는 하나의 장면을 융합시킬수 있으며 동시에 뇌는 사물을 깊이에 의해 분류

– 아바타 등 최근에 더욱 많이 제작되고 다루어지고 있음

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Depth Cues : Stereoscopic Effects

깊이 단서 : 입체 효과 예제– 왼쪽의 이미지는 두 개의 카메라로부터 보여지는 장면을 보여줌

– 이미지를 조사하면 두 개의 이미지가 틀리며 , 한쪽 눈의 시점에서 눈에 띄게 겹쳐지는 것이 다른 눈으로 볼 때 전혀 안 겹쳐질때도 있다는 것을 주목

– 오른쪽 이미지에서 더 강조되어있음

“ 한쌍의 입체 이미지” “ 세부적인 한쌍의 입체 이미지”

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Visual "Correctness"

결론 : 비주얼 정확성

– 리얼로 보이지 않는 경우를 리얼로 보이게 (좋아보이게 ) 하라는 요청을 받음

– 이것은 과학이 끝나고 예술적인 작업이 시작되는것

– 그 경계를 결정하기 위해서는 주관적인 판단이 필요

– 경험을 쌓으며 판단력과 규칙을 이해하고 적용하는 것을 배우며 그 것이 리얼로 보인다면 그것은

정확한 것

감사합니다

the art and science of digital compositing chapter 1,2

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