3D stills mit fotos kombinieren

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Die Kombination von Computer-Generierten-Images (CGI) mit echtem Fotomaterial
ist im Profibereich bei Film & Werbung längst Stand der Technik. Für das Fotocamp in Pforzheim zeige ich die dafür nötigen Schritte und eine Anleitung zum Nachbauen mit Open-Source-Tools.

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3D stills mit fotos kombinieren

  1. 1. elaspix Real-Live-Fotos mitArtificial-3D-Stills kombinieren Tobias Günther
  2. 2. Übersicht● Flexibilität von 3D-Modellen● Realismus der Realität● Motivation● Kombination von CGI und Fotos ● Was war mir wichtig ● Wie bin ich vorgegangen elaspix
  3. 3. 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 elaspix
  4. 4. 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) elaspix
  5. 5. 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 elaspix
  6. 6. Ausgangsmaterial● „Backplate“ Schwetzinger Schloss J.Kubasch, Schlossgarten Schwetzingen elaspix
  7. 7. Ausgangsmaterial● 3D-Modell „Elaspix-Car“ elaspix
  8. 8. Anwendungen● Stills ● CGI-Animationen ● Zeitschriften, ● Film, Werbung, Messe, Webseiten, Plakate, Demos, (Bewegtbild- (bewegungslos) Medien)● Hohe Qualität des einen ● Tausende Frame nötig Frames ● Mittlere Qualität ● Lange Betrachtung (Ablenkung durch Beweg.) ● Hohe Auflösung (10k) ● Mittlerweile auch hohe● Hohe Fertigungszeit für Fertigungszeit durch den einen Frame Cloud-basiertes Rendern elaspix
  9. 9. Arbeitsschritte Übersicht● Konzeption und Planung (skipped)● Fotoaufnahmen von mindestens zwei Standorten● CGI-Modelle erstellen (besorgen)● Kombination beider „Welten“ elaspix
  10. 10. Fotoaufnahmen● „Backplate“ fotografieren ● Landschaft, Straßenszene etc.● HDR-Panorama aufnehmen ● Von der Position an dem das CGI-Objekt integriert wird („Was würde das CGI-Objekt http://eyefish.tv/files/images/images/Tracking-markers-hand.jpg sehen“) elaspix
  11. 11. CGI-Modell erstellen in Blender● Geometrie, Materialien, Texturen Außen, Innen● Individualanfertigung / Vorgabe von Kunden / Kauf als digitales Gut elaspix
  12. 12. Kombination von 3D und 2D● Fünf Schritte ● Kamera-Matching ● Modellanpassungen & Ausrichtung ● Beleuchtung und Schatten setzen ● Reflektionen der Umgebung erzeugen ● Externes „Compositing“ elaspix
  13. 13. Schritt 1 Kamera Matching● Ausrichtung der 3D- Cam auf 2D-Cam ● Standort, Blickrichtung, Öffnungswinkel● Tools ● Camera Marker und Backgroundimage elaspix
  14. 14. Schritt 2 Modellanpassung● Modell muss in Skala der Backplane passen ● Größe, Bodenhaftung● Ästhetische Anpassungen ● Rotation & Position elaspix
  15. 15. Schritt 3 Lichtsetzung & Schatten● Lichter des Realbildes nachbauen ● Richtung, Stärke, Lichtfarbe, Typ● Schatten setzen und auf reale Lichtquelle anpassen elaspix
  16. 16. 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 elaspix
  17. 17. Unterschiedliche Lichter● Hauptlicht ● Entspricht der stärksten Lichtquelle aus der Realszene ● Schattenquelle● Back-Light ● Anti-Schatten des Hauptlichts ● Ist oft ein homogenes orts-loses Licht elaspix
  18. 18. Schritt 4 Reflektionen aus Backplate● Metall-Oberflächen benötigen unbedingt Reflektionen ● Verlauf der Reflektionen macht die Form erst sichtbar ig weil lang = tion ek efl eR Kein elaspix
  19. 19. 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 elaspix
  20. 20. 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 elaspix
  21. 21. Reflection Alpha Diffuse Light Render-Passeselaspix Ambient Occlusion Shadow Specular Light
  22. 22. 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) elaspix
  23. 23. Vielen Dank Backplate J.Kubasch, Schwetzinger Schlossgarten Armaturenbrett Schoschie, Flickr Notiz an selbst: Mülltonnendeckel sind als Felgen ungeeignet elaspix

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