Tobias Günther

Real-Live-Fotos mit Artificial-3D-Stills kombinieren

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Übersicht

● Flexibilität von 3D-Modellen● Realismus der Realität● Motivation● Kombination von CGI und Fotos

● Was war mir wichtig● Wie bin ich vorgegangen

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Flexibilität von CGI

● CGI=Computer Generated Images● 3D-Modelle● Beleuchtung & Materialien

● Wiederverwendbarkeit mit● Anpassungsmöglichkeit für geänderte Kundenwünsche● 100% Kontrolle in allen Eigenschaften

● Wetter, Bestandteile der Szene, Tageszeit● Jederzeit physikalische Naturgesetze missachten● Contra: je realistischer, desto teurer

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Realismus von Fotos

● Es gibt keine bessere Grafik-Engine als die reale Welt● Sehr große Vielfalt von Stimmungen und Atmosphären● „Modellierung“ von noch so kleinen Details (sogar

Nanostrukturen, in der Wüste gibt es jedes Sandkorn als einzelnes Objekt )

● Von technisch über häuslich bis zu Naturumgebungen● „Einfangen“ der Stimmung mit einem Klick (geringe

Erstellungskosten bei maximalem Realismus)● Contra: Änderung von Eigenschaft der Szene sehr teuer

bis unmöglich (Beispiel: Materialien)

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Motivation

● Das beste aus zwei Welten● Fotos transportieren maximalen Realismus● 3d-Modelle bieten maximale Flexibilität

● Optimale Kombination bzgl. Herstellungskosten● Beiden Welten können sich gegenseitig nur unter

extrem hohen Kosten ersetzen

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Ausgangsmaterial

● „Backplate“ Schwetzinger Schloss

J.Kubasch, Schlossgarten Schwetzingen

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Ausgangsmaterial

● 3D-Modell „Elaspix-Car“

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Anwendungen

● Stills● Zeitschriften,

Webseiten, Plakate, (bewegungslos)

● Hohe Qualität des einen Frames

● Lange Betrachtung● Hohe Auflösung (10k)

● Hohe Fertigungszeit für den einen Frame

● CGI-Animationen● Film, Werbung, Messe,

Demos, (Bewegtbild-Medien)

● Tausende Frame nötig● Mittlere Qualität

(Ablenkung durch Beweg.)● Mittlerweile auch hohe

Fertigungszeit durch Cloud-basiertes Rendern

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Arbeitsschritte Übersicht

● Konzeption und Planung (skipped)● Fotoaufnahmen von mindestens zwei Standorten● CGI-Modelle erstellen (besorgen)● Kombination beider „Welten“

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Fotoaufnahmen

● „Backplate“ fotografieren● Landschaft,

Straßenszene etc.● HDR-Panorama

aufnehmen● Von der Position an

dem das CGI-Objekt integriert wird („Was würde das CGI-Objekt sehen“)

http://eyefish.tv/files/images/images/Tracking-markers-hand.jpg

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CGI-Modell erstellen in Blender

● Geometrie, Materialien, Texturen Außen, Innen● Individualanfertigung / Vorgabe von Kunden / Kauf als

digitales Gut

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Kombination von 3D und 2D

● Fünf Schritte● Kamera-Matching● Modellanpassungen & Ausrichtung● Beleuchtung und Schatten setzen● Reflektionen der Umgebung erzeugen● Externes „Compositing“

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Schritt 1 Kamera Matching

● Ausrichtung der 3D-Cam auf 2D-Cam

● Standort, Blickrichtung, Öffnungswinkel

● Tools● Camera Marker und

Backgroundimage

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Schritt 2 Modellanpassung

● Modell muss in Skala der Backplane passen● Größe, Bodenhaftung

● Ästhetische Anpassungen● Rotation & Position

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Schritt 3 Lichtsetzung & Schatten

● Lichter des Realbildes nachbauen

● Richtung, Stärke, Lichtfarbe, Typ

● Schatten setzen und auf reale Lichtquelle anpassen

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Hilfsmittel Lichtsetzung

● „Light probes“ (Kugeln) werden am Realschauplatz aufgestellt und fotografiert

● Zeigen das einfallende Licht von allen Seiten

● Task: Lichter setzen, bis Oberfläche der 3D-Sphere ähnlich ist

http://images.gamedev.net/columns/hardcore/hdrrendering/Image12-Different%20Exposures.jpg

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Unterschiedliche Lichter

● Hauptlicht● Entspricht der

stärksten Lichtquelle aus der Realszene

● Schattenquelle● Back-Light

● Anti-Schatten des Hauptlichts

● Ist oft ein homogenes orts-loses Licht

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Schritt 4 Reflektionen aus Backplate

● Metall-Oberflächen benötigen unbedingt Reflektionen● Verlauf der Reflektionen macht die Form erst sichtbar

Keine Refle

ktion = la

ngweilig

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Hilfsmittel für Reflektionen

● 360°-Panorama-Aufnahme vom Real-Ort anfertigen● Diese auf einen Zylinder oder Kugel legen● 3D-Modell darin „einschließen“

http://www.3dm3.com/tutorials/seatleon/FImagen_21_Ilum_hdri.jpg

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Schritt 5 Compositing

● Zusammenkopieren von CGI und Backplate● Meist extern, geht aber auch intern

● Neben Backplate noch 7 weitere Layer (Render-Passes)● Maskierung ermöglich CGI im Mittelteil einzufügen

(Vorder- und Hintergrund ist Realfoto)● Artefakte und Bildfehler entfernen● Fake-Rauschen einbringen● Homogenisierung durch Adaption der Render-Passes

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Render-PassesR

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Compositing mit Gimp

● Alle passes als Ebenen laden● Manipulationen

● Stärke der Ebenen gewichten● Teile ausblenden über Ebenenmaske

● Modi● Normal (Backplate und Diffuser Pass)● Multiplikation (dunkle Grafiken, Schatten)● Aufhellen (helle Grafiken, Glanzlichter)● Bildschirm (alle andere Passes)

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Vielen DankBackplate

J.Kubasch, Schwetzinger Schlossgarten

ArmaturenbrettSchoschie, Flickr

Notiz an selbst: Mülltonnendeckel sind als Felgen ungeeignet