Digitaler compositing ist der Prozess, digital vielfache Images zu sammeln, um ein Endimage, normalerweise für den Druck, die Filme oder die Schirm-Anzeige zu machen. Es ist die Evolution in den Digitalbereich des optischen Films compositing.

Mathematik

Die grundlegende verwendete Operation ist als das 'Alpha-Mischen' bekannt, wo ein Undurchsichtigkeitswert, 'α' verwendet wird, um die Verhältnisse von zwei Eingangspixel-Werten zu kontrollieren, die ein einzelnes Produktionspixel enden.

Denken Sie drei Pixel;

• ein Vordergrundpixel, f
• ein Hintergrundpixel, b
• ein composited Pixel, c

und

• α, der Undurchsichtigkeitswert des Vordergrundpixels. (α = 1 für den undurchsichtigen Vordergrund, α = 0 für einen völlig durchsichtigen Vordergrund). Ein monochromes Rasterimage, wo die Pixel-Werte als Alpha-Werte interpretiert werden sollen, ist als ein matte bekannt.

Dann, alle drei Farbenkanäle denkend und annehmend, dass die Farbenkanäle in einem γ = 1 Farbenraum ausgedrückt werden (das heißt, sind die gemessenen Werte zur leichten Intensität proportional), haben wir:

:c = α f + (1  α) b

:c = α f + (1  α) b:c = α f + (1  α) b

Bemerken Sie, dass, wenn die Operationen in einem Farbenraum durchgeführt werden, wo γ 1 dann nicht gleich ist, die Operation zu nichtlinearen Effekten führen wird, die als aliasing Kunsterzeugnisse (oder 'jaggies') entlang scharfen Rändern im matte potenziell gesehen werden können. Mehr allgemein kann nichtlinearer compositing Effekten wie "halos" um Composited-Gegenstände haben, weil der Einfluss des Alpha-Kanals nichtlinear ist. Es ist für einen compositing Künstler möglich, die Effekten von compositing im nichtlinearen Raum zu ersetzen.

Das Durchführen des Alpha-Mischens ist eine teure Operation, wenn durchgeführt, auf einem kompletten Image oder 3D-Szene. Wenn diese Operation in Realtime Videospiele getan werden muss, dort ist ein leichter Trick, um Leistung zu erhöhen.

:c = α f + (1  α) b

:c = α f + b  α b

:c = b + α (f  b)

Indem

man einfach den mathematischen Ausdruck umschreibt, kann man 50 % der erforderlichen Multiplikationen sparen.

Algebraische Eigenschaften

Wenn viele teilweise durchsichtige Schichten composited zusammen sein müssen, ist es lohnend, die algebraischen Eigenschaften von compositing Maschinenbedienern als verwendet zu betrachten. Spezifisch bestimmen der associativity und commutativity, wenn wiederholte Berechnung kann oder nicht vermieden werden kann.

Ziehen Sie den Fall in Betracht, wenn wir vier Schichten haben, um zu verschmelzen, um das Endimage zu erzeugen: F=A * (B * (C*D)) wo sind A, B, C, D teilweise durchsichtige Bildschichten, und "*" zeigt einen compositing Maschinenbediener (mit der linken Schicht oben auf der richtigen Schicht) an. Wenn nur Schicht C Änderungen, wir eine Weise finden sollten zu vermeiden, alle Schichten wiederzuvermischen, wenn wir F rechnen. Ohne irgendwelche speziellen Rücksichten würden vier Mischungen des vollen Images vorkommen müssen. Für compositing Maschinenbediener, die wie das zusätzliche Mischen auswechselbar sind, ist es sicher, die verschmelzenden Operationen wiederzubestellen. In diesem Fall könnten wir T=A * (B*D) nur einmal schätzen und einfach T*C vermischen, um F, eine einzelne Operation zu erzeugen. Leider sind die meisten Maschinenbediener nicht auswechselbar. Jedoch sind viele assoziativ, vorschlagend, dass es sicher ist, Operationen umzugruppieren, ohne ihre Ordnung zu ändern. In diesem Fall können wir S=A*B einmal schätzen und dieses Ergebnis sparen. Um F mit einem assoziativen Maschinenbediener zu bilden, müssen wir nur zwei zusätzliche compositing Operationen tun, um die neue Schicht C zu integrieren: F=S * (C*D). Bemerken Sie, dass dieser Ausdruck compositing C mit allen Schichten darunter in einem Schritt anzeigt und dann alle Schichten obendrein mit dem vorherigen Ergebnis vermischend, das Endimage im zweiten Schritt zu erzeugen.

Wenn alle Schichten einer Bildänderung regelmäßig, aber einer Vielzahl der Schicht noch composited sein müssen (solcher als in der verteilten Übergabe), kann der commutativity eines compositing Maschinenbedieners noch ausgenutzt werden, um Berechnung durch den Parallelismus zu beschleunigen, selbst wenn es keinen Gewinn von der Vorberechnung gibt. Betrachten Sie wieder das Image als F=A * (B * (C*D)). Jede compositing Operation in diesem Ausdruck hängt vom folgenden ab, zu Serienberechnung führend. Jedoch kann commutativity uns erlauben, F = (A*B) * (C*D) umzuschreiben, wo es klar zwei Operationen gibt, die von einander nicht abhängen, der in der Parallele hingerichtet werden kann. Im Allgemeinen können wir einen Baum von mit dem Paar klugen compositing Operationen mit einer Höhe bauen, die in der Zahl von Schichten logarithmisch ist.

Software

Das am meisten historisch bedeutende nichtlineare compositing System war Cineon, der in einem logarithmischen Farbenraum funktioniert hat, der näher die natürliche leichte Antwort von Filmemulsionen nachahmt (das System von Cineon, das von Kodak gemacht ist, wird nicht mehr serienmäßig hergestellt). Wegen der Beschränkungen der in einer Prozession gehenden Geschwindigkeit und des Gedächtnisses, compositing Künstler hatte den Luxus nicht gewöhnlich, das System zu haben, machen Zwischenkonvertierungen zum geradlinigen Raum für die Compositing-Schritte. Mit der Zeit sind die Beschränkungen viel weniger bedeutend geworden, und jetzt wird der grösste Teil von compositing in einem geradlinigen Farbenraum sogar in Fällen getan, wo die Quellbilder in einem logarithmischen Farbenraum sind.

Compositing schließt häufig auch Schuppen, das Retuschieren und die Farbenkorrektur von Images ein.

Knotenbasierter und Schicht-basierter compositing

Es gibt zwei radikal verschiedene compositing Digitalarbeitsabläufe: knotenbasierter compositing und Schicht-basierter compositing.

Knotenbasierter compositing vertritt eine komplette Zusammensetzung als ein Baumgraph, Mediagegenstände und Effekten in einer Verfahrenskarte verbindend, intuitiv den Fortschritt vom Quelleingang bis Endproduktion anlegend, und ist tatsächlich die Weise, wie alle compositing Anwendungen innerlich Zusammensetzungen behandeln. Dieser Typ der Compositing-Schnittstelle erlaubt große Flexibilität einschließlich der Fähigkeit, die Rahmen eines früheren Bildverarbeitungsschritts "im Zusammenhang" zu modifizieren (während er die Endzusammensetzung ansieht). Knotenbasierte compositing Pakete behandeln häufig keyframing und Zeiteffekten schlecht, weil ihr Arbeitsablauf direkt von einer Zeitachse nicht stammt, wie Schicht-basierte compositing Pakete tun. Software, die einen Knoten gestützte Schnittstelle vereinigt, schließt Apple Shake, Mixer, eyeon Fusion und die Kernwaffe der Gießerei ein.

Schicht-basierter compositing vertritt jeden Mediagegenstand in einer Zusammensetzung als eine getrennte Schicht innerhalb einer Zeitachse, jedes mit seinen eigenen Zeitgrenzen, Effekten und keyframes. Alle Schichten, werden ein über dem folgenden in jeder gewünschten Ordnung aufgeschobert; und die unterste Schicht wird gewöhnlich als eine Basis im resultierenden Image mit jeder höheren Schicht gemacht, die oben auf vorher composited Schichten progressiv wird macht, sich aufwärts bewegend, bis alle Schichten in die Endzusammensetzung gemacht worden sind. Schicht-basiertem compositing wird sehr gut für den schnellen 2. angepasst und haben 3D-Effekten solcher als in der Bewegungsgrafik beschränkt, aber wird ungeschickt für kompliziertere Zusammensetzungen, die eine Vielzahl von Schichten zur Folge haben. Eine teilweise Lösung davon ist Fähigkeit einiger Programme, die zerlegbare Ordnung von Elementen anzusehen (wie Images, Effekten oder andere Attribute) mit einem Sehdiagramm hat ein Flussschema genannt, um Zusammensetzungen oder "Setzer" direkt in andere Zusammensetzungen zu verschachteln, dadurch Kompliziertheit zur Machen-Ordnung durch die ersten compositing Schichten in der beginnenden Zusammensetzung hinzufügend, dann dieses resultierende Image mit den layered Images von der weitergehenden Zusammensetzung und so weiter verbindend. Ein Beispiel davon besteht im Programm von Adobe Nach Effekten.

• Adobe After Effects
• Apple Motion
• Apple Shake (Discontinued)
• Autoschreibtisch-Verbrennen
• Autoschreibtisch-Zündstein, Flamme & Inferno
• Autoschreibtisch-Rauch
• Autoschreibtisch Softimage vorher SoftimageXSI
• Autoschreibtisch Toxik
• Vogelhaus-Pfau
• Begieriger DS
• Mixer
• Kodak Cineon
• CompTime Industrielicht & Magie
• Eyeon-Fusion
• FXHome CompositeLab Pro
• Industrielicht & der Eigentumssäbel der Magie
• Jahshaka
• Kdenlive
• Die Gießerei-Kernwaffe
• Videoredakteur von OpenShot
• Gipfel-Tumult
• Houdini Ring von SideFX (sieh Houdini (Software))
• Silikongral Rayz und Trinkbecher

Siehe auch

• Sendungsentwerfer
• Schlüssel von Chroma
• Digitalaktivposten
• Digitalkino
• Digitalbildschirmgrafik (PROGRAMMFEHLER)
• Gammakorrektur
• Grafikkoordinator
• Bewegung grafischer
• Bewegung grafisches Design

Weiterführende Literatur

• T. Gepäckträger und T. Mehlpudding, "Compositing Digitalimages", Verhandlungen von SIGGRAPH '84, 18 (1984).
• Die Kunst und Wissenschaft von Digitalem Compositing (internationale Standardbuchnummer 0-12-133960-2)