Создание 3D натюрморта для лентикулярного или анаглифного просмотра

Дэниел Ричардс

Прекрасные люди из Triaxes попросили меня поделиться своим уникальным опытом создания трехмерных произведений искусства с использованием программы StereoTracer, поэтому я решил предложить что-то, что могло бы понравиться каждому. А именно: трехмерный натюрморт для безочкового либо анаглифного просмотра. Этот урок предполагает следующие вещи: первое, вы фотограф, который умеет работать с цифровой фотографией и может осуществлять ее обработку в редакторах типа Photoshop; второе, вы понимаете концепцию создания стереоизображений для безочкового или анаглифного просмотра; и наконец, у вас есть энтузиазм — много энтузиазма. Здесь я не дам вам необходимых фоновых знаний, поэтому, придется изучить эти вопросы самостоятельно. Однако, те, кто уже обладает этими знаниями, с легкостью смогут повторить данный урок.

Будучи художником с сорокалетним стажем и главой мультимедийного отдела Национальной Гелереи в Канаде, я получил  доступ к некоторым очень мощным 3D технологиям и программам. К числу этих программ,  которым я обязан своим успехом, я отношу и StereoTracer. Эта замечательная программа от Triaxes помогла совершить революцию в области трехмерного изобразительного искусства и в этом детальном уроке-описании технологического процесса я надеюсь продемонстрировать один из способов того, как это можно сделать. Надеюсь, вам понравится описание малой части того, чем я, будучи живописцем и 3D художником, занимаюсь на протяжении 30 лет 3D разработок. Вы также можете посетить мою галерею на www.danielrichardsgallery.com или в г. Люненбург, штат Нова Скотия, Канада.

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Ниже представлены изображения, иллюстрирующие ключевые моменты рабочего процесса. Первое изображение – оригинальная фотография. Позже я объясню, как добиться такого качества фотографии, чтобы ваш натюрморт смотрелся так же профессионально как мой.

Следующий шаг необязательный. Большинство моих работ – это  обычные 3D фотографии, но здесь я решил стилизовать изображение под цифровую картину, как видно на фото ниже. Сделано это с помощью Photoshop и таких инструментов как Палец (размытие) и Сухая кисть. Опять же, вам придется самостоятельно этому научиться.

Задача состоит в том, чтобы конвертировать данную фотографию или нарисованное изображение в точную стереопару, используя так называемую карту глубины в StereoTracer. Вот, собственно, карта глубины, которую я создал, чтобы сообщить программе StereoTracer, каким образом конвертировать 2D изображение выше в настоящую точную стереопару (левое и правое изображение). Не волнуйтесь, пока что все очень легко.

Самое сложное при создании КГ это точно определить, где находится каждый объект в плоскости Z относительно плоскостей X и Y. Люди часто находят это трудным и в итоге сдаются, потому что это полный кошмар. На фото ниже — я увеличил и распечатал простую шкалу градаций серого, которую я поместил вдоль композиции. Теперь я быстро и точно могу сказать, на каком уровне серого в плоскости Z (глубина) находится объект. Если у вас есть готовая композиция вроде этой, осталось только измерить точное местоположение каждого объекта в плоскости Z относительно шкалы градаций серого. Мне неинтересна передняя или задняя часть объекта, только его центральная часть относительно шкалы. Например,  центр черной кастрюльки, кажется, точно занимает 99 уровень шкалы, тогда как коричневая бутылка на заднем плане – 53 уровень. За несколько секунд я получаю значения градаций серого для каждого из объектов в сцене и это все что мне нужно для построения идеальной КГ. Теперь я могу назначить оттенок серого для каждого объекта. Таким образом, определяется правильная глубина для всей композиции. Просто и понятно.

Следующий шаг потребует знания программ для обработки изображений. Вы просто берете оригинальную фотографию и вырезаете каждый объект, используя инструмент Полигональное лассо, или любой другой, позволяющий выделить пунктирной линией объект типа лимона. Затем в программе Photoshop нужно перенести выделение на новый слой. После этого вернуть выделение, чтобы дальше работать с выделенной областью. Используя инструмент Ведро, заливаем лемон тем цветом, которому он соответствует согласно шкале в плоскости Z.  Когда все ваши объекты будут выглядеть как на изображении ниже, вы почти закончили.

Теперь у вас есть достаточно простая карта глубины в градациях серого, которую понимает StereoTracer и использует, чтобы разместить объекты в плоскости Z.  Для наших целей интерес представляют только первое и последнее изображение всей серии. Но об этом позднее. Разница между картой глубины сверху и снизу состоит в том, что мне потребовалось время для моделирования формы каждого объекта, как на верхней карте.

Это также помогает StereoTracer придать форму каждому объекту. Это необязательный этап, т.к. я выяснил, что для того чтобы видеть 3D картинку полностью объемной, достаточно простой серой КГ вместе с, так называемыми, признаками стерео зрения. Это такие признаки, которые использует наш мозг для просмотра 3D и которых довольно много.  Детальное моделирование объектов усиливает этот эффект. Но вам опять придется здесь многому учиться в интернете.

Важно понимать, что все мои работы предназначены для просмотра вживую, а не на экране. Моя постоянная выставка в галерее Люненбурга, штат Нова Скотия, обновляется каждую весну (www.danielrichardsgallery.com ). Это одна из работ, которая будет выставлена этим летом. Качество этой картины в печатном виде значительно превосходит то, что можно видеть на экране в этом уроке. В действительности, изображение не двоится, а поверхность гладкая как шелк. Данное изображение это только 66% готового напечатанного изображения и на нем можно заметить полосы.

Итак, это конец небольшой секции, рассказывающей, что можно сделать с помощью вышеописанной технологии. Запомните, что эти изображения представлены в анаглифном формате, поэтому могут казаться размытыми при просмотре без специальных очков. Еще раз повторюсь, все артефакты, которые вы видите на этой цифровой фотографии, не присутствуют на глянцевой бумажной копии. Кстати, самое лучшее изображение мне удалось получить с помощью принтера HP Z2100. У меня в студии есть 3 широкоформатных принтера этого типа. Можно подобрать его 24-дюймовую версию менее чем за $2000. Они великолепны!

ПОДРОБНЕЕ О РАБОЧЕМ ПРОЦЕССЕ

1) ВЫСТАВЛЕНИЕ СВЕТА (подготовка студии)

Мне неважно, хороший ли ты художник, умеющий составить композицию, или хорошо владеешь софтом. Если ты не можешь сделать классную фотографию из своей композиции, считай, что твои дальнейшие действия по созданию стереоизображения обречены на провал, потому что основа любого 3D — это хорошая фотография. Сейчас я просто расскажу, как можно сделать идеальную фотографию, вне зависимости от вашей фотографической компетенции и оборудования.   Дело вовсе не в камере, хотя хорошая камера, конечно, облегчает задачу, а в том свете, который она видит. Освещение может быть 4х типов: прямое, падающее, отраженное, рассеянное.  Каждый тип будет создавать различные уровни светотени. Прямое освещение, когда источник света находится ближе всего,  дает довольно резкий свет. При падающем освещении, свет падает на поверхность объекта под углом, что создает длинные тени, точно также как отвесно падающие солнечные лучи в ясную погоду, но только вечером. Отраженное освещение, как например вспышка, отраженная от зонта, создает эффект солнечного дня, когда на небе плывут легкие белые облака, отражающие свет и делающие его как бы рассеянным за счет того, что есть гораздо больший объект, на который падает свет. И наконец, полностью рассеянное освещение это пасмурный день, когда небо покрыто облаками. Такое освещение убирает все тени и потому наиболее предпочтительно для анаглифных 3D изображений, так как минимизирует вероятность появления двоения на изображениях этого типа. Опять же, вам придется самостоятельно почитать про анаглифные изображения. Для того, чтобы получить качество изображения, как на фотографиях выше, свет должен быть полностью рассеян, особенно, если вы снимаете объекты с блестящими поверхностями. Источник света может быть любым. Я использовал вспышки по бокам сцены (слева и справа), как показано ниже. Между вспышкой и композицией я поставил два квадратных экрана, сделанных из белой занавески для ванной. Ее можно купить за $10 в любом хозяйственном магазине. Полупрозрачный полиэтилен пропускает какое-то количество света, а часть задерживает, таким образом, весь этот кусок полиэтилена светится как один большой источник света. Освещение, рассеянное сквозь вот этот прозрачный светорассеиватель, показанный ниже, будет очень и очень мягким.  Я убрал большой белый экран справа от композиции, чтобы вы могли видеть всю установку. За большим белым светорассеивающим экраном на фотографии находится другая вспышка. Таким образом, сцена освещена со всех сторон так, что свет попадает в каждый уголок, в каждую трещинку композиции, заполняя собой все тени. Если вы сможете рассеять достаточное количество света и уберете все тени, фотография приобретет  строгий и профессиональный вид, с которым ничего не сравнится.  Но здесь могут быть и свои недостатки. Если бы я поставил освещение вместе с экранами чуть ближе к сцене и прямо перед ней, а не по краям, теней было бы настолько мало, что я потерял бы эффект округлости каждого объекта. В итоге, я выставил освещение слева и справа, тем самым, оставив тени по центру керамических изделий. Моделирование формы важно для визуальных признаков стерео зрения, помогающих мозгу воспринимать формы объектов.

Для съемки я использовал камеру Canon 5D MK2 и вспышки Bowens GM 200, стоимостью около $700 за весь комплект. Комплект шел с зонтиками и двумя стойками, его можно заказать в любом хорошем фотомагазине. Флуоресцентные лампы в 5000k работают хорошо, также как и галогенные, но используя последние, вам придется что-то делать с выделяющимся теплом,  и выставлять их надо будет гораздо дольше. Со вспышкой и флуоресцентными лампами ни о чем таком не придется беспокоиться. Флуоресцентные лампы можно купить в специализированном магазине. Например, я купил свои в магазине «Home Depot», они называются Sunshine. На них указана их цветовая температура – 5000 градусов по Кельвину. Опять же, если вы не понимаете, о чем я говорю, вам придется еще много чему научиться из области фотографии.

Проще говоря, поставьте по одному источнику света слева и справа от композиции и огромный светорассеиватель любого типа между источником и фотографируемым объектом  — не ошибетесь. И наконец, поговорим о вашей экспозиции. Многие говорят про  такой способ съемки как ETTR («Expose To The Right» – «смещение (гистограммы) вправо»). Это работает для съемки пейзажей, но в нашем случае это не сработает, так как приведет к компрессии светлых тонов, сколько бы вы ни пытались.  Тем самым вы потеряете детали изображения, несущие информацию о поверхности фотографируемого объекта. Убедитесь в том, что нет передержки экспозиции, и что вы снимаете с самым низким значением ISO с целью уменьшить шум. Затем просто подберите такую экспозицию, при которой все выглядит хорошо, после чего вы можете перейти к работе в StereoTracer. Если вы знаете как работать с цифровыми фотографиями, вы в принципе можете использовать камеру, которая немного «шумит». Самый простой способ – это сделать 2 кадра. Первый кадр не должен быть передержан. Второй – передержан на 1 или 2 ступени. Затем используйте Photomatix Fusion, чтобы совместить их и получить идеальную фотографию. Повторюсь, это потребует обучения с вашей стороны.

2) ПОСТРОЕНИЕ КОМПОЗИЦИИ

А вот тут уже начинается искусство. Я не могу научить вас, как это делается. Вам это либо дано, либо нет. Но я могу указать на некоторые трудности, которые сопряжены с созданием 3D изображений. Первое – это глубина сцены. Общая физическая глубина сцены в дюймах с одного края стола до другого составила 24 дюйма. Весь натюрморт в центре стола занял 16 дюймов в глубину. Расстояние от центра композиции до сенсора камеры составило 36 дюймов. Если сцена слишком глубокая, мы получим двоящиеся артефакты на наших стереоизображениях, а этого нам не надо. Если вы работаете с анаглифом, получите чрезмерное двоение, вызванное перекрытием левого и правого изображений и несовершенством красного и голубого фильтров очков. Увы, ничто не совершенно. Если вы работаете с лентикулярной технологией, вы просто получите картинку не в фокусе с огромной глубиной резкости. Самой четкой будет точка нулевого параллакса (точка фокусировки обоих изображений). И чем дальше объект находится от этой точки, тем более расфокусированным он будет. И дело тут именно в лентикулярной технологии, а не в вашем объективе. В обоих случаях поможет уменьшение глубины сцены. Если ваша цель – анаглифные изображения, тогда изменения цветовой гаммы будут для вас не критичны, так как большинство цветов будут приглушены и сместятся в сторону зеленого и желтого спектра. Это побочный эффект работы с анаглифом. При работе с лентикулярной технологией все цвета сохранятся, поэтому обратите на них внимание. В остальном же, ваше правое полушарие подскажет, как правильно составить композицию.

3) ОБЪЕКТИВ

Многие, даже специалисты в области 3D, не понимают то, что я собираюсь сейчас рассказать. Если вы используете объектив с фокусным расстоянием 50mm, вы, по сути, снимаете фотографию так, как видит картинку человеческий глаз. Если вы увеличиваете фокусное расстояние, тогда вам придется «сжать» то, что видит человеческий глаз в пользу воспринимаемой глубины. Это может привести к тому, что ваше стереоизображение в некоторых случаях будет полосить. Если вы используете фокусное расстояние меньше чем 50mm, вы увеличите воспринимаемое расстояние между всеми объектами на вашем изображении. Это создает эффект большей глубины и придает всей сцене большую округлость. После многолетних экспериментов я пришел к выводу, что идеальный вариант для такого рода студийной работы — объектив с фокусным расстоянием 40mm.  Это нестандартное фокусное расстояние для объектива, но к счастью Canon недавно выпустил свой Pancake prime с фокусным расстоянием 40mm, cтоимостью $200. Он просто изумительный!  Это идеальный вариант для вас, если вы хотите снимать студийные натюрморты. Я также подразумеваю полнокадровую матрицу, говоря об этом фокусном расстоянии. Кстати, именно такой объектив я использую всегда для работы в студии. И еще одна причина, по которой стоит его использовать, это возможность придать изображению округлости, что достигается визуальным увеличением глубины между объектами за счет меньшего фокусного расстояния. Это гарантирует вам то, что объекты станут округлыми и не будут плоскими спереди, а стерео глубина между объектами, перекрывающими друг друга, не будет нарочитой. Техника придет только с опытом. Как я уже говорил, вам будут необходимы  хорошие познания в области фотографии.

4) ФОКУС

Чем больше объектов у вас будут в фокусе, тем лучше. Поэтому большие значения диафрагмы (f) это обязательное условие. Я снимал эту сцену со значением f=16, чтобы все объекты, как переднего так и заднего плана, оказались в фокусе. Я фокусировался по центру голубого чайника. О дифракции можно не беспокоиться. Объектив настолько идеален, что я ее особо не заметил, также как и хроматической аберрации. Вы можете также использовать совмещение фокуса, если хотите, но это может вызвать проблемы, такие как двоение изображений стереопары, вызванное тем, что выравнивание каждого совмещенного изображения в итоге нарушает текстуру объектов на стереоизображении. Если снимаемые объекты не очень текстурные, то вероятнее всего проблем не будет, но это опять же применимо к стереопарам, а здесь мы их не используем. Мы используем только одно изображение с картой глубины, поэтому совмещение фокуса будет очень кстати.

5) ЕЩЕ О ПРОГРАММЕ STEREOTRACER

Ну, вот теперь у нас есть два готовых изображения. Остается только открыть StereoTracer и загрузить их в программу. Сначала загружаете основное фото, а затем во втором окне загружаете карту глубины. Затем просто сообщаете ST, сколько изображений выдать на выходе. Эта программа разработана для генерации изображений для последующей лентикулярной печати, но в этом случае нам не надо много изображений. Нам только нужно левое и правое изображение серии, поэтому достаточно сказать программе, чтобы она сгенерировала 3 изображения. Это все, что нам нужно. Затем устанавливаем значение параллакса – 3. Это значение говорит программе, какую степень «трехмерности» применить к изображению. Значение параллакса – 3 более близко человеческому зрению, тогда как 6 придаст изображению эффект гиперобъема, но также и создаст много двоения. Наконец, вам надо задать точку нулевого параллакса – это точка, в которой изображения идеально выровнены относительно друг друга. Это будет центр вашей стерео сцены, своего рода «стерео окно». Все, находящееся перед этой точкой, будет казаться выдвинутым вперед, а объекты позади нее будут как бы внутри. Если вы не понимаете, о чем я говорю, вам нужно изучить материалы по стерео изображениям. Материалы по StereoTracer на сайте Triaxes определенно заполнят многие из ваших пропусков.

6) ПРОСМОТР АНАГЛИФА

Итак, ниже представлено итоговое анаглифное стерео изображение, которое можно просматривать, используя любые красно-синие анаглифные очки. Лучшие очки для просмотра как цифровых, так и напечатанных изображений, которые мне удалось отыскать, сделаны американской фирмой American Paper Optics.