Rendern Für Compostining

Rendern f端r Compositing

Rendern f端r Compositing von Sebastian Weidner

Rendern f체r Compositing Raytracing bzw. Rendering Bei dem 3Drendering wird ein Bild anhand seiner 3d-Geometrie und Lichtquellen berechnet.

Bei Spiegelungen und Lichtbrechungen kommt Raytracing zum Einsatz.

Dies kann je nach Strahlentiefe die Renderzeiten vervielfachen.

Pro Brechung oder Spiegelung muss ein zus채tzlicher Lichtstrahl berechnet werden.

Wireframe-Model

Opengl Hardwareshading

Rendering

Rendern f端r Compositing

(Anti)-Aliasing

Rendern fĂźr Compositing Antialiasing Aliasing nennt man die Treppenbildung, die bei der Digitalisierung von Bildern entsteht.

Antialiasing bedeutet, dass man das Bild mit einer hĂśheren Abtastung pro Pixel berechnet.

Dadurch entstehen Graustufen zwischen den Treppenstufen. Die Kanten wirken glatt.

Der selbe Effekt kann auch durch Verkleinerung des Bildes erzielt werden.

Bild mit niedrigen Antialaisingeinstellungen Bild mit hohen Antialiasingeinstellungen Vier mal längere Renderzeit

Rendern f端r Compositing

Fileformate

Rendern f端r Compositing

Bittiefen Ein analoges Bild (z.B. Filmnegativ-) hat unendlich viele Abstufungen. Beim digitalisieren werden diese je nach Bittiefe runter gerechnet.

Die Bittiefe gibt die Farbabstufungen innerhalb eines Farbkanals wieder.

Die Regel ist: Anzahl der Farben = 2 hoch Bittiefe.

Rendern f端r Compositing 1 Bit

2 Bit

4 Bit

8 Bit

Rendern für Compositing Bittiefen -8bit sind 256 Abstufungen pro Kanal. Diese sind für das menschliche Auge gerade nicht mehr als Stufen erkennbar. Bei sanften Verläufen kann es aber schon zur Treppenbildung (Bendings) kommen.

-16 Bit sind bereits 65536 Abstufungen. SGI 16bit wird gerne bei Filmprojekten verwendet. Da dort eine höherer Kontrastumfang benötigt wird.

-32 Bit sind 4294967296 Abstufungen pro Kanal. Man spricht auch von einem Floatingformat, da bei der Berechnung so viele Kommastellen benötigt werden, dass man in den Bereich der Fließkommaberechnung kommt. Des weiteren sind die 32bit Formate nach oben und unten offen. Das heißt, dass es Werte heller als Weiß (über 1 bzw 255) und Werte dunkler als Schwarz (unter 0)gibt.

Rendern f체r Compositing Bittiefen Brightness채nderung bei 8bit und 32bit

8bit

32bit

Rendern für Compositing Die gebräuchlichsten Filmformate aus der „3D“ sind: Softimage TARGA TIFF SGI HDRI OpenExr Zpic

.pic .tga .tif .sgi .hdr .exr .zpic

8bit 8bit 8/16/32bit 8/16bit 32bit 16/32bit 32bit

RGBA RGBA RGBA RGBA RGB RGBA+aux Z

Metadaten gebräuchlichstes Format eher auf Macs verbreitet (auch als CMYK) älteres Format (16bit für Film) erstes Floatingformat, sehr groß Floatingformat von ILM entwickelt Tiefenkanal

Die Wahl des Filefomats hängt stark von der Nachbearbeitung ab.

Höhere Bittiefen verbrauchen sehr viel Platz auf dem Server.

Die Renderzeiten hingegen sind gleich, da die 3DSoftware intern Floatingpoint rendert und die Bilder erst beim Abspeichern runter gerechnet werden.

Rendern f端r Compositing

Mathematische Grundlagen des Compositings

Rendern für Compositing Ein bisschen Mathematik: Um Compositing zu verstehen, sollte man sich mit der Mathematik hinter den jeweiligen Funktionen beschäftigen. Es gibt viele Möglichkeiten Bild1 mit Bild2 zu kombinieren.

Die gebräuchlichsten sind : NORMAL ADD SUB MULT SCREEN

= = = = =

BILD2 wird ersetzt durch BILD1 gesteuert durch Alpha (B1*A1)+(B2*(1-A1)) BILD1+BILD2 BILD1-BILD2 BILD1*BILD2 1-(1-BILD1)*(1-BILD2)

Rendern f端r Compositing

normal COMB mit ALPHA

=

Standardcompositing mit Alpha premultipied

Rendern f端r Compositing ADD

=

SCREEN

=

MULT

=

F端r Aufhellungen (z.B Hilights oder Lensflares) F端r Aufhellungen ohne clipping. (z. B. Bildschirme oder Reflectionen)

F端r Abdunklungen (z.B. Schattenlayer)

Rendern f端r Compositing SUB

= Zum extrahieren von Bildunterschieden (z.B Schatten oder einzelne Lichter)

SUB

=

Rendern für Compositing ALPHAKANAL: Der Alphakanal ist ein 8Bit Colorchannel, der als Maske für die Farbkanäle dient.

Bei der Berechnung ist es wichtig zu wissen, ob es sich um pre- oder unpremultipliziertes Material handelt.

Die meisten 3D-Renderer geben in Defaulteinstellung premultiplitierte Bilder aus.

Diese sollten bei starken Farbkorrekturen zurückgerechnet (Bild/Alpha) werden, da sonst helle oder dunkle Ränder entstehen.

Unpremultiply = Farbkanal / Alpha Premultiply = Farbkanal*Alpha Premultiplizertes RGB Alphakanal: Unpremultipliziertes RGB

Rendern f체r Compositing

Standardkan채le

Rendern für Compositing Kombination der Standardkanäle aus der 3DSoftware: Die 3DProgramme geben folgende Layer schon default mit einem Renderdurchgang aus: -Das Hauptbild (Main) und die dazugehörigen Einzelelemente -Ambient (Grundlicht) -Diffuse (Angeleuchtete Flächen) -Specular (Glanzlichter) -Reflections (Spiegelungen) -Refractions (Transparenzen) Aus den Einzelelementen lässt sich das Hauptbild erstellen.

Ambient ADD Diffuse ADD Specular MIX Reflections MIX Refractions= Main

Rendern f체r Compositing Kombination der Standardkan채le aus der 3DSoftware:

Ambient

MIX Reflection

MIX Refraction

ADD Irridiance

ADD Diffuse

MIX Refmatte

MIX Refmatte

ADD Specular

=

=

=

=

=

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Zusatzkan채le

Rendern f端r Compositing

RGB-Pass

Rendern für Compositing -RGB Matte, 8bit Die RGBmatte ist ein einfaches Werkzeug um dem Compositor zusätzliche Masken für Korrekturen zu liefern. Im Compositing Programm müssen nur die Farbkanäle gesplittet und als Masken weiterverwendet werden.

RGB Pass

Rotkanal

Grünkanal

Blaukanal

Rendern f端r Compositing -RGB Matte 8bit

Ursprungsbild

Korrektur 1

RGB Matte

Korrektur 2

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Motion(vector)-Pass

Rendern für Compositing -Motionvector, 32bit Der Motionkanal gibt die Richtungsvektoren der 3Dobjekte als Farben wieder.

Damit können Postmotionblurtools gesteuert werden.

Vektoren für den Fusion Vectormotionblur Vektoren für den Reelsmartmotionblur Der Pass kann direkt mit dem Der Pass wird mit einem Extrashader gerendert.

Layer gerendert werden Es wird das Reelsmatmotionblur plugin benötigt.

Grün = Xblur, Blau = Yblur

Rendern f端r Compositing -Motionvector, 32bit

Original

Motionvector

Bild mit Motionblur

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Objectlabelpass

Rendern für Compositing -ObjectLabels, 8bit, doublesize Die Objectlabel-Maske gibt einen Farbton pro 3D-Objekt aus. Soweit die Compositingsoftware diesen Kanal unterstützt können so gezielte Korrekturen durchgeführt werden.

Es empfiehlt sich diesen Pass in doppelter Auflösung zu rendern, da er kein Antialiasing enthält.

Rendern f端r Compositing -ObjectLabels, 8bit, doublesize Anwendnungen: selective Farbkorrekturen und Effekte

Rendern f端r Compositing

Depth -Pass

Rendern für Compositing -Depth ,32bit, doublesize Depth ist ein zusätzlicher Tiefenkanal. Als Zpic kann er in Fusion direkt mit einem Softimagepic eingeladen werden. Der Tiefenkanal kann einerseits für Nebel und Unschärfentools benutzt werden. Andererseits kann man mit ihm auch tiefenabhängige Compositings durchführen (Zmerge)

Rendern f체r Compositing Depth Anwendnungen: Z-Combine, Fog, Tiefenunsch채rfen

Rendern f端r Compositing

UV Texture -Pass

Rendern f체r Compositing -UV Texture 32bit doublesize Der Texturekanal gibt anhand zweier Farbverl채ufe (rot und gr체n) die Lage einer Textur auf einem Objekt an. (Muss ohne Antialisingund Dithering gerendert werden.)

Rendern f체r Compositing

-UV Texture Anwendungen: Nachtr채gliches Austauschen von Texturen, Logos oder Inserts

Rendern f端r Compositing

Normal -Pass

Rendern für Compositing -Normalmap, 32bit, doublesize Die Normalmap gibt die Ausrichtung (Rotation) der Flächen eines 3Dobjects im Raum zurück.

Dadurch wird ein zusätzliches Beleuchten (shaden) des Objekts ermöglicht

Rendern f端r Compositing

-Normalmap Anwendungen: Postshading , Postlighting, Postreflektions

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Incedence- bzw. Fresnelpass

Rendern für Compositing -Incidence- oder Fresnelllayer 8bit Dieser Layer gibt eine Maske in Abhängigkeit des Objektoberfläche zur Kamera zurück.

Damit lassen sich weitaus realistischere Spiegelungen erzeugen. Aber auch Röntegeneffekte sind möglich.

Rendern f端r Compositing

-Incidence Anwendungen: Steuermaske f端r Edgereflections

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Ambient Occlusion Pass

Rendern f端r Compositing -Ambient, Occlusion, 8-bit Der Abientocclusionpass gibt die Bereiche an, die kein Grundlicht bekommen sollen.

Er kann als Maske f端r Farbkorrekturen oder zum Multiplizeren benutzt werden.

Rendern f端r Compositing -Ambient, Occlusion, 8-bit Multipliziert Original Bild

Ambient Occlusion

Farbkorrigiert

Rendern f端r Compositing

Shadow-Pass

Rendern f端r Compositing -Shadow, 8bit Der Schatten des Objekts ohne Objekt.

Wird als Maske f端r Farbkorrekturen eingesetzt.

Beautylayer

Shadow

Finalcombine Background