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Slides - PowerPoint 3

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									Multimedia Programming 15: Transparent Matting
Departments of Digital Contents Sang Il Park

Outline
• Review • Transparent Matting • Sprite Animation

영상 합성 과정
1. 스프라이트를 만든다. (이미지 + 마스크 (alpha 채널))

Co , αo
2. 스프라이트를 배경과 더한다.

Ck
α

Co C αo

매팅 방정식:

C=

αoCo + (1-αo)Ck

영상 합성 과정
1-α α

다수의 영상 합성
1. 각각의 영상으로 부터 스프라이트를 만든다

2. 뒤에서 부터 잘 합성 한다.

Composite by David Dewey

반투명 매팅

• 유리와 같은 반투명한 물질의 색 (R,G,B)과 투명도(alpha)는 어떻게 구할 수 있을까?
– 반투명  0 < alpha < 1

매팅 문제: 수학적 정의
이미지의 모든 픽셀에 대해 주어진 것:
- 배경색 Ck = [Rk Gk Bk] - 합성된 색 C = [R G B]

계산할 것:
- 전경(물체) 색 Co = [Ro Go Bo - 주어진 조건

αo]

매팅 방정식 만족:

C=

αoCo + (1-αo)Ck

어떻게 풀 수 있을까?
매팅 방정식:

C=

αoCo + (1-αo)Ck

주어진 색(측정한 색)은 [R G B]. 따라서 주어진 식은 3개, 구해야 하는 것은 [Ro, Go, Bo, αo] 4개

αoRo + (1-αo)Rk G = αoGo + (1-αo)Gk B = αoBo + (1-αo)Bk
R=
무수히 많은 해가 존재 다른 조건(식)이 필요하다!

풀이방법 #1: 파랑색이 없다!
매팅 방정식:

C=

αoCo + (1-αo)Ck

만약에 전경(물체)에 파랑색이 없다는 가정을 할 수 있다면? (즉 Bo = 0 ) 3개의 방정식, 3개의 모르는 값  풀이 가능

αoRo + (1-αo)Rk G = αoGo + (1-αo)Gk B = (1-αo)Bk
R=

3. Ro 를 구한다 2. Go 를 구한다 1. αo를 구한다

문제점: 가정이 너무 강하다! 파랑색이 없인 모든 회색, 색의 1/3 을 표현할 수 없다 흰색을 표현 못한다 (255,255,255)

풀이방법 #2: 회색 or 살색?
매팅 방정식:

C=

αoCo + (1-αo)Ck
αo)  풀이 가능

만약 전경(물체)가 회색이라면? 즉 (Ro = Go = Bo=d) 3개의 방정식, 2개의 모르는 값(Ro,

살색은 보통 [R B B] = [d 0.5d 0.5d] 로 표현 d에 따라 살색의 진함, 밝음을 표현

3개의 방정식, 2개의 모르는 값(d, αo)  풀이 가능

삼각화 매팅 (Smith & Blinn)
매팅 방정식:

C=

αoCo + (1-αo)Ck

구해야 할 수의 개수를 줄이는 대신 방정식의 수를 늘리면 어떨까? 물체는 같지만 배경의 색을 달리하여 여러 번 측정 한다면? 생각해 봐야 할점: 얼마나 많은 방정식(배경색)이 필요할까? 배경은 단색이어야 할까?

알고리즘
이미지의 모든 픽셀에 대해 주어진 것:
배경색 배경색 합성된 합성된 Ck1 = [Rk1 Gk1 Bk1] Ck2 = [Rk2 Gk2 Bk2] 색 C1 = [R1 G1 B1] 색 C2 = [R2 G2 B2]

계산할 것:
- 전경(물체) 색 Co = [Ro Go Bo - 6개의 방정식

αo]

αoRo + (1-αo)Rk1 G1 = αoGo + (1-αo)Gk1 B1 = αoBo + (1-αo)Bk1
R1 =

αoRo + (1-αo)Rk2 G2 = αoGo + (1-αo)Gk2 B2 = αoBo + (1-αo)Bk2
R2 =

삼각화 매팅 예제

더 많은 예제!

좀 더 많은 예제!

매팅의 문제점
• 이미지가 사실적이지 않은 것 같은데? Why?
– 빛의 굴절(Refraction)이 없다 – 빛의 반사(Reflection)이 없다

• 해결방법: 매팅 방정식을 바꾸자!

Environment Matting and Compositing 배경(주변) 매팅 기법과 합성

slides by Jay Hetler
Douglas E. Zongker ~ Dawn M. Werner ~ Brian Curless ~ David H. Salsin

배경(주변) 매팅 방정식
C = aF + (1- a)B + F

• • • •

C ~ 측정한 색 F ~ 전경물체의 색 B ~ 바로 뒤의 배경 색 a ~ 투명도 (얼마나 빛이 물체를 투과 할 수 있는가?) • F ~ 배경(주변)이 얼마나 빛이 현재의 부분에 영향을 주고 있는가?

실험 세팅
C = aF + (1- a)B + F

F는 무엇일까?

R – 얼마나 반사(굴절)되어 오는가? T – 주변(배경) 그림의 색

Environment Mattes

수행 속도
• 카메라 보정 • 매팅 계산 (전처리): 각 배경에 대해 10-20 분 소요 (Pentium II 400Mhz) • 합성속도: 4-40 frames per second • 실시간이 가능할까?

배경(주변) 매팅으로 얼마나 향상될 수 있으까?

알파 매팅

배경(주변) 매팅

Photograph

배경(주변) 매팅으로 얼마나 향상될 수 있으까?

알파 매팅

배경(주변) 매팅

Photograph

Movies!

실습: 스프라이트 애니메이션
DOOM 게임을 만들어 보자!

실습: 스프라이트 애니메이션
주어지는 것!

sprite.jpg

spritea.jpg

background.jpg

실습: 스프라이트 애니메이션
1/6 1/3 1/6 1/6 1/6 1/6 1/6

방향변화

1/3 1/3

자세 변화


								
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