Rekonstrukce 3D elementu z fotografie - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

23. prosince 2010, 00.00 | Jedním z hlavních běžných užití 3D grafiky může být implementace nějakého vytvořeného 3D prvku do fotografie skutečného prostředí. Nové stylové vázy na stůl, přístřešku k domu, zaplnění proluky mezi několika domy a podobně. Vyzkoušíme si základní cestu, jak připravit 3D objekt ze zdrojové fotografie. Pomocí základních objektů CINEMY 4D.

Téma jsme předestřeli v perexu a není k němu v podstatě co dodávat. Snad jen, že rekonstrukce 3D dat z 2D obrázku je opravdu poměrně zásadní technikou. Výčet možných užití je vlastně nekonečný. K uvedeným, kdy například budeme chtít doplnit proluky mezi domy domem dalším a chceme, abychom měli shodnou kameru (pak se jedná vlastně o reverzní užití popisované techniky), nebo pokud bychom chtěli na pracovní desku kuchyňské linky dodat zbrusu nový spotřebič, který opravdu musí mít každá hospodyně, můžeme dodat desítky dalších. Snad jen z patra: pergola ke stávající stavbě, doplnění dalšího patra, změna města za prvky v popředí, kdy v popředí stará věž interaktuje s novou zástavbou v pozadí (virtuální), tvorba prostředí pro pozadí komplexní architektonické vizualizace, doplnění prvků interiéru, umístění animovaného děje do nějakého existujícího (nebo domalovaného, ale to jsme trochu dále) prostředí, nebo jen a pouze umístění nové hračky do fotografie hraček ležících na podlaze, umístění obrazu v místnosti....

Možnosti vážně nejsou omezené. Ne vždy je nutné vše modelovat, vše vytvářet, či rekonstruovat. Často postačuje si prostor jen doplnit.

 Než uvedeme videa, krátké ohlédnutí. Kdysi jsem, při vydání knihy o CINEMĚ 4D prezentoval plugin, který uvedený proces automatizuje. Jednalo se o plugin PhotoMatch verze lite. Ano, je to s ním často snazší, ale možná že i trochu více omezující. Například situaci jednoúběžníkové perspektivy plugin (v light verzi) nezvládne. Proto asi není úplně od věci si vyzkoušet obecné postupy, jak scénu rekonstruovat pomocí interních objektů CINEMY 4D.

A abychom měli všichni totéž, zdrojové textury ke stažení naleznete zde

Příklad první, rekonstrukce podlahy

Valná většina z nás asi někdy potřebuje něco umístit na podlahu. Otázkou je, proč že se trápit s mapováním textur, vytvářením složitějších materiálů, když si můžeme pomoci jinak. Můžeme přeci rekonstruovat podlahu, promítnout na ní materiál tak, aby byl na povrchu bez deformace a tka, že není deformován ani v jiných pohledech a pak na ni jen umístit objekt. Nic těžkého. Respektive, skoro zbytečná práce, ale pro demonstraci základních technik je vhodné si vše vyzkoušet. Nabyté znalosti zužitkujeme v díle navazujícím. Naučíme se tedy, jak si vytvořit objekt, který bude správně v nedeformovaném stavu přijímat promítanou texturu, na nějž můžeme následně zcela volně nahlížet další kamerou.

Příklad druhý, rekonstrukce objekt

Druhý příklad je již poněkud komplexnější, ale opět poměrně jednoduchý. Již také naznačí, v čem že je síla projekcí kamerou. Zrekonstruujeme si totiž stavbu a zjistíme, že můžeme okolo objektu prolétávat a případně jej ještě doplňovat, jelikož již obsahuje zprostředkovanou geometrii.

Tématem bude minaret, tedy věž, jedné z mešit v Tunisu, kterou jsem kdysi vyfotil při jednom příšerném fakultativním výletě při křižování středozemního moře. Fotografie, jakou asi vlastní tisíce dalších nešťastníků, kteří se, na rozdíl od nás, nechali obrat koupí nějaké té zcela úplně zbytečné tretky. Upřímně, úplně mi to zkazilo dojem z návštěvy Kart Hadašt. Ale k věci. Vytvoříme si zástupné kulisy, model, na který budeme mapovat naší fotografii. Díky tom, že projekce bude probíhat ze stále stejné a fixní kamery zjistíme, že se můžeme dokonce okolo tohoto objektu pohybovat a pokud bychom doladili promítaný obrázek (například připravili masky stínek), byla by simulace prostoru velmi věrná.

Jak budeme postupovat? Naprosto totožně s tím, co jsme si již vyzkoušeli. Základem je opět primitivní objekt, který můžeme vhodně nasegmentovat a tím porovnávat úběžníky s liniemi objektu. Natáčením kamery, případně objektu, změnou ohniskové vzdálenosti a polohy kamery nakonec docílíme požadovaného stavu, kdy model odpovídá fotografii. Postup je poměrně prostý.

Příklad třetí, a muezzin by se sakra divil

Víme, jak můžeme rekonstruovat nějakou stavbu, máme vystavěnou kulisu minaretu a tak můžeme trochu ohromit muezzina. Vystavíme mu během páteční odpolední motlitby na místo jeho působiště pěkný přístavek.

Vše jsem pro Vás připravil. Máme k dispozici rekonstruovaný model věže, i když poměrně jednoduchý, triviální model dřevěného přístřešku a ostatní si již vyřešíme spolu. Vyzkoušíme si jak můžeme jednoduše konstruovat osvětlení podobných scén, k čemu že můžeme použít nastavení vlastnosti Kompozice a další. Celý postup bude překvapivě jednoduchý a přehledný. To lze slíbit již nyní.

Doufám, že Vás dnešní téma zaujalo a načrtlo, že pokud se chceme přiblížit realitě, není nic snazšího, než samu realitu využít v náš prospěch.