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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
Multisource Operators
5
Multisource Operators
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
Multisource Operators
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
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The Matte Image
Matte Out
Mask off
배경을 들어나 보이기 위해 전경의 섹션을
어떤 영역에 영향을 주지 않기 위해 3 번째 이미지로
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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
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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
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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
The Integrated Matte Channel
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The Integrated Matte Channel
R channel
G channel
B channel
A chan-nel
Color * al-pha
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The Integrated Matte Channel
Premultiplied Image
알파채널로 멀티플라이된 RGB 채널 이미지
tga, png, iff
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The Integrated Matte Channel
Premultiplied Image
*
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The Integrated Matte Channel
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
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O = (A * M) + [(1 - M) * B]
+
* *
-
=
Keymix 와 유사함 단 통합매트 채널을 활용하여 단순화함 (4 채널 )
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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
Additional Operators
30
Additional Operators
A B Matte
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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
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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
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Screen
원본 Screen Operator
35
Screen
원본 Screen Operator
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Maximum and Minimum
A B A Matte
37
Maximum and Minimum
Maximum Minimum
38
Maximum and Minimum
Foreground Image
MaximumBackground Image
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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)
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Atop
A B A Matte
44
Atop
A Atop B B Atop A
O = (A In B) Over B
Masks
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Mask
어떤 Operator 효과의 범위를 제한하고자 할 때
분리된 매트를 사용 = Mask
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Mask
Mask Image with saturation(value : 0) controlled by the mask
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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
Compositing with Premultiplied Images
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Compositing with Premultiplied Images
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
Compositing with Premultiplied Images
A background elementA foreground element
52
Compositing with Premultiplied Images
foreground 를 위한 Soft-edge matte
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Compositing with Premultiplied Images
Foreground multiplied by the matte
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Compositing with Premultiplied Images
합성 시스템에서 모든 image 들이 다 premultiplied 되어 있을 때
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Compositing with Premultiplied Images
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
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Compositing with Premultiplied Images
background 위에 두번 premultiplied 된 이미지가 있음 matte 가장자리를 따라 어두운 후광
가장자리 (edge) 가 너무 밝거나 너무 어두우면 대게 premultiply 문제와 관련되었다는 신호
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Compositing with Premultiplied Images
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
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Color Correcting and Combining Premultipied Images
Premultiplied image
Image 와 Matte 관계에 의존
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Color Correcting and Combining Premultipied Images
60
Color Correcting and Combining Premultipied Images
61
Color Correcting and Combining Premultipied Images
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Color Correcting and Combining Premultipied Images
Unpremultiplied image
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Color Correcting and Combining Premultipied Images
matte 로 다시 나눈 후에 premultiply
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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
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Luminosity and the Image-Matte Rela-tionship
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 )
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Luminosity and the Image-Matte Rela-tionship
몇가지 Addmix variations( 바리에이션들 )
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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
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The Matte Image
Warp Blending
Over
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Morphing
71
Morphing
목적으로 하는 Image 와 Match 하기 위해 , Source 이미지가 Warp 되는 것을 보여주는 하나의 시퀀스
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Morphing
단순히 일정 시간 동안 이 둘을 dissolve
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Morphing
동일한 프레임에서 나란히 비교한 것 코 / 주둥이 영역은 좀 더 빨리 dissolve 함 : 아트적인 이유
(warp 결합지점을 숨기기에도 또한 유용 )
Q & A
감사합니다