How to make a PIXAR movie

Transkript

1 How to make a PIXAR movie Non-Photorealistic Rendering

2 Definition NPR is an area of computer graphics that focuses on enabling a wide variety of expressive styles for digital art. Alternativbezeichnungen: artistic rendering expressive graphics [

3 Nachteile photorealistischer Bilder Sehr hoher Informationsgehalt Künstlerische Kreativität ist eingeschränkt Zeitaufwendige Erzeugung von Bildern

4 Ziele Künstlerischer Effekt Annecy, Frankreich

5 Ziele Reduzierung der Informationen auf das Wesentliche

6 Gliederung Simulation von Zeichengeräten Kantenerkennung Artistic Line Drawing Artistic Shading Anwendungen von NPR

7 Gliederung Simulation von Zeichengeräten Kantenerkennung Artistic Line Drawing Artistic Shading Anwendungen von NPR

8 Zeichengeräte - Bleistift Verschiedene Linienstile

9 Zeichengeräte - Bleistift Verschiedene Linienstile Verschiedene Schraffuren

10 Zeichengeräte - Bleistift Verschiedene Linienstile Verschiedene Schraffuren Verschiedene Härtegrade

11 Zeichengeräte - Pinsel Strichtechniken Untergrund Farbüberlagerungen

12 Zeichengeräte - Pinsel Original Gerendertes Bild (Pinsel und Wasserfarben)

13 Gliederung Simulation von Zeichengeräten Kantenerkennung Artistic Line Drawing Artistic Shading Anwendungen von NPR

14 Kantenerkennung mit Depth Maps Ursprungsszene (3D):

15 Kantenerkennung mit Depth Maps 1. Z-Buffering: Pufferung der z-koordinate (= Tiefe) für jeden Pixel eines gerenderten Objekts

16 Kantenerkennung mit Depth Maps Depth Map:

17 Kantenerkennung mit Depth Maps 2. Approximation des Gradienten mit Sobel-Filter: [ ] [ ] G x = A G y= A Faltung Beispiel: G y (3,3)= ( 1) A(2,2) + ( 2) A(3,2) + ( 1) A(4,2) + 1 A(2,4) + 2 A(3,4) + 1 A(4,4) Resultat: G= G 2x+G 2y

18 Kantenerkennung mit Depth Maps 3. C0 Diskontinuitäten finden: G= G 2x+G 2y G ( x, y) > k Kante für einen Schwellwert k

19 Kantenerkennung mit Normal Maps 1. Berechnung der normal map: Abbildung jedes Punktes auf den Normalenvektor n in diesem Punkt Def. Normalenvektor einer Fläche: Vektor, der auf die Fläche senkrecht steht.

20 Kantenerkennung mit Normal Maps 2. Berechnung der Kanten: wie bei der depth map über SobelFilterung

21 Kantenerkennung Kombination der Kanten aus der depth map und der normal map = + aus depth map aus normal map

22 Gliederung Simulation von Zeichengeräten Kantenerkennung Artistic Line Drawing Artistic Shading Anwendungen von NPR

23 Artistic Line Drawing a few simple lines defining the outline of an object suffice to determine its 3-D structure. 1 1 Christou, C., Koenderink, J.J., van Doorn, A.J. Surface gradients, contours and the perception of surface attitude in images of complex scenes. (1996), S. 712

24 Artistic Line Drawing

25 Artistic Line Drawing - Farbe schwarze Konturen weiße Konturen weiße innere Kanten

26 Artistic Line Drawing - Dicke konstante Dicke dickere äußere Kanten flexible Dicke

27 Artistic Line Drawing - Stil

28 Gliederung Simulation von Zeichengeräten Kantenerkennung Artistic Line Drawing Artistic Shading Anwendungen von NPR

29 Artistic Shading

30 Artistic Shading Cartoon Shading Vorberechnung für jede Oberfläche: Farbe 1: nur ambient lighting Farbe 2: ambient lighting + diffuse lighting eindimensionale texture map:

31 Artistic Shading Cartoon Shading Zur Laufzeit: Für jeden Vertex:,0) < ε: dunklere Farbe max ( L N,0) > ε: hellere Farbe max ( L N ε kann einfach angepasst werden, um einen helleren/dunkleren Stil zu erzeugen.

32 Artistic Shading Cartoon Shading Resultat: mehrdimensionale texture map:

33 Artistic Shading Cool-to-Warm Traditionelles Phong-beleuchtetes Objekt:

34 Artistic Shading Cool-to-Warm Yellow-to-blue shading:

35 Gliederung Simulation von Zeichengeräten Kantenerkennung Artistic Line Drawing Artistic Shading Anwendungen von NPR

36 Anwendungen - Medizin

37 Anwendungen - Architektur

38 Anwendungen Computerspiele Mirror's Edge Team Fortress 2

39 Anwendungen - Filme Findet Nemo Sin City

40 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!