Když post-produkce, tak masky - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

28. května 2009, 00.00 | Je to skoro zaklínadlo, ale pravdou je, že masky jsou skutečně elementárním zdrojem dat a není nikdy od věci znát cesty, kterými si je můžeme připravit. A že těch cest je, alespoň v CINEMĚ 4D, celá řada. Od poměrně nativních a jednoduchých po relativně komplexní. Pokud ale potřebujeme skutečně kvalitní masky, je dobré znát pár triků...

A proč vlastně

3D grafika má jednu nezastupitelnou výhodu. Tam kde musí 2D grafik v rámci úpravy fotografických dat postupovat poměrně pracně, tam si můžeme my připravit výběrová data bez větších potíží a nemusíme se za to vůbec stydět. Žádná 3D práce není tak „jak se vyrenderovala“. Větší a nebo menší zásah je nezbytností a jednoznačně patří k produkčnímu procesu a vlastně je zcela irelevantní zda se přitom bavíme o statickém snímku a nebo celé animaci.

Pro produční proces jsou přitom velmi často nezbytné masky. A samozřejmě nejenom masky, i další data, která různé 3D aplikace většinou generují. Není ale jistě lží pokud budeme konstatovat, že masky jsou jednoznačně klíčové. A otázkou tedy je, jak si je připravit...

Jen krátce v úvodu pozastavení, co jsou vlastně masky?. Masky jsou jinak řečeno výběrové informace reprezentované uloženým kanálem (vulgárně řečeno obrázkem ve škále šedé) majícím proti křivkám i proti standardním výběrům několik výhod. V prvé řadě jsou podporované relativně širokým spektrem formátů (standardně psd, tiff a další) a umožňují výběr do přechodu. Ukládány jsou ve formě kanálů mimo tři/čtyři základní kanály obrázku (ve PhotoShopu je tak najdeme v okně Kanály). 

Cest je mnoho a vlastně všechny jsou správné...

Nadpis tohoto odstavce vlastně již řekl vše podstatné. Ano, cest je několik a ano, všechny jsou správné. Pravdou ale také je, že některé jsou v jistých situacích vhodné a jiné nikoliv a tak by nebylo od věci si jednotlivé postupy odzkoušet. Samozřejmě za využití standardního systému výpočtu CINEMY 4D...

Předpokládejme že

Předpokládejme že máme velmi jednoduchou scénu konstruovanou jen a pouze z pár vlastně stejných rotačních objektů, jedné hrací kostky a také protažením, simulujícím stuhu s alfa kanálem. Scéna není nikterak krásná, ale naším účelům plně vyhovuje. Postupně si u této scény vytvoříme finální výpočet a také masky, kterými budeme chtít tento výpočet modifikovat. Přitom si předvedeme jednotlivé cesty přípravy výběrových masek.

Zásobník alias Object buffer

První cestou je možnost využití systému takzvaných zásobníků, tedy nastavení vlastnosti Kompozice s volbou čísla zásobníku. Tento postup má mimo to ještě tu podmínku, že musíme využít systém renderování do vícevrstvého souboru (multipass) a formátu, který tomuto typu uložení odpovídá. Tedy nejlépe PSD. Pak se nám vytvoří (po aktivaci všech příslušných kanálů, respektive v tomto případě zásobníků) soubor psd, který bude obsahovat přesně tolik alfa kanálů (najdeme je v záložce kanálů asociované ve výchozím nastavení v paletě s vrstvami), kolik jsme si jich v CINEMĚ 4D připravili.

Podívejme se tedy, co nám nabízí vlastnost Kompozice. V této vlastnosti nalezneme záložku Zásobník ve které je celkem tuším 12 zásobníčků, které můžeme jednotlivě aktivovat a těmto zásobníčkům poté definujeme číslo výstupu. Zásobník tohoto čísla poté musíme také vytvořit v nastavení renderingu vícevrstvého souboru, protože jinak se nám nevypočítá. Otázka je, to máme k dispozici je na pouze 12 kanálů? Jednoznačně nikoliv. Může jich být podstatně více, záleží jen na tom, jaké číslo zadáme. Omezení dvanácti položek spočívá v tom, že jeden objekt můžeme vázat do různých masek a to není úplně špatný systém.

Pokud máme vlastnosti nastavené, přejdeme do nastavení renderingu, jmenovitě do záložky Multi Pass, kterou musíme samozřejmě aktivovat. V této záložce si musíme, pokud nám stačí jen jednotlivé passy, aktivovat volbu RGBA obrázek a také tolik zásobníků objektů (Object buffer) kolik jsme si jich vytvořili v nastavení vlastností Kompozice. A samozřejmě do každého jednoho zásobníku musíme nastavit správné číslo.

Co dále? Musíme nastavit ukládání do typu souboru, který podporuje vrstvy, nejlépe tedy psd a to je vlastně vše.

Vyrenderujeme si scénu a můžeme si ji prohlédnout v Adobe PhotoShopu. A co zjistíme? Že v záložce Kanály máme mimo kanálů RGB také jednotlivé zásobníky (které se jmenují podle CINEMY 4D buďto Zásobník objektu a nebo Object buffer. Nadále můžeme pracovat se všemi uloženými výběry bez potíží...

Shrnutí daného postupu

To bylo myslím docela snadné, řekl bych. Uvedený postup má několik zásadních výhod. V prvé řadě je totiž jednoduchý na přípravu a také umí zpracovávat některé typy dat, které ostatní postupy nemusí podporovat. Je to skutečně dobrý postup, ale přes jeho klady má i své nevýhody. Představte si, že chcete z nějakého důvodu vytvořit masky jinak. To ale znamená, v tomto případě, že musíme přerenderovat celou scénu a to zbytečně zdržuje. Další nevýhodou je, že masky nejsou úplně zcela přesné. To můžeme ostatně zjistit sami tak, že si sečteme v Adobe PhotoShopu několik na sebe navazujících masek a pak si přiblížíme hranice mezi těmito maskami. Zjistíme, že tyto hranice nejsou úplně přesné.

Další problém se vyskytne pravděpodobně v případě, že bychom chtěli vytvořit post produkční masku na nějaký post efekt, přičemž klasickým příkladem může být efekt Hair. Otázka zní, lze to?

Ano, lze, jen musíme vědět jak na to. V takovém případě totiž nelze získat masku (tedy lze, ukážeme si to za chvilinku, jenže to je cesta oklikou), přesto ale můžeme v rámci jednoho výpočtu získat také informaci o tom, kde že vlastně vlasy máme.

Na uvedeném příkladě vůbec nezáleželo na tom, jaký systém výpočtu vlasů bychom použili. Uvedený postup funguje jak pro systém „rastr“ tak pro raytracovaný, který je v uvedeném příkladě použitý (mimochodem, režim raytrace dává poněkud jiné vyhlazení proti systému rastr a to proto, že v tomto případě je do vyhlazování výpočtu zahrnuto vyhlazování nastavení renderingu a nikoliv jen nastavení vlasů, jak tomu je v případě nastavení volby „rastr“).

Jak tedy na to? Jednoduše, použijeme kanál „Atmosféra (násobit)“, kterým vytvoříme černobílou vrstvu, kterou můžeme použít jako masku. Mimochodem, tento postup můžeme použít i v případě jiných efektů, jako například PyroCluster.

Vlastnost Kompozice a další možnost

Musím přiznat, že dále popisovaný postup užívám docela rád. Ano, není úplně dokonalý, ano, není příliš flexibilní, ale na jisté typy scén je poměrně vhodný a hlavně je přehledný.

Jakým scénám se tedy uvedený postup hodí? Scénám spíše technického charakteru, které neobsahují velký počet objektů a principielně! nevyužívají ani post efekty typu modulu Hair, ani alfa kanály (a to je dost významné upozornění). 

I v tomto případě můžeme využívat vlastnost Kompozice, ale nikoliv ve smyslu zásobníků objektu, ale využít můžeme parametr Matte, což je parametr který můžeme využívat pro klíčování různých objektů pro účely post produkce. Pokud ale tento parametr využijeme pro tvorbu masek zjistíme, že je poměrně výkonný (jakkoliv má několik omezení).

A jak na to? Předpokládejme, že máme technickou scénu obsahující několik skupin objektů, u kterých potřebujeme připravit alfa kanály. Těmto objektům přidáme vlastnost Kompozice a aktivujeme parametr Matte a nastavíme barvu, kterou chceme objektu přiřadit. Je docela dobrým trikem (pamatujte, jedná se o jednoduché scény) nastavovat barvy RGB v jejich maximálních hodnotách. Můžeme si tak vytvořit tři výběrové skupiny R 255, 0, 0, G 0, 255, 0 a B 0, 0, 255. Dostaneme tak separátní obrázek, který apriori (objekty pozadí, obloha a podobně můžeme vypnout) ignoruje nastavení různých efektů (GI, AO, celkově můžeme tyto efekty opět vypnout) a počítá se tak zásadně rychleji, než celkový výpočet popsaný v případě zásobníků.

Jak ve PhotoShopu? Vlastně velmi jednoduše, stačí si zkopírovat vyrenderovaný RGB kanálový obrázek do finálního výstupu, zkopírovat kanály ve správci kanálů a nakopírovaný obrázek smazat. Máme všechny tři kanály připravené.

Shrnutí daného postupu

Uvedená  cesta má jeden zásadní klad. A to, že je nezávislý výpočet. V případě že zjistíme, že masky nejsou úplně ideálně připravené a například jsme si špatně asociovali barvy objektů, tak nemusíme celý finální výpočet scény spouštět znova, ale prostě si uděláme jen nový výpočet masek který zabere jen pár vteřin. A proto u popsaných typů scén tento postup preferuji. Nevýhody tu ale jsou také. A není jich málo.

V prvé řadě tento systém neumí zpracovávat alfa kanály a to mi upřímně poměrně dost vadí. Za další je zde omezení ve formě počtu kanálů (max. 3 ve smyslu jednotlivých kanálů RGB, případě 4, pokud všechny tři kanály odečteme) a tak musíme výběry smysluplně spojovat. Například předpokládejme, že na dvou koncích objektu jsou dva kovové povrchy, které mají různé materiály a tyto povrchy se vizuálně nedotýkají. Vznikne tak nespojitá plocha, ze které můžeme normálními výběrovými nástroji část výběru odstranit bez nějaké námahy. Mimo to platí přesně to samé co v případě zásobníků objektů, vyhlazování je mírně odlišné. Další omezení tohoto systému leží v post efektech. Například Hair nám to tak pěkně nevyrenderuje, ale samozřejmě, že i tady máme řešení...

Tím řešením je možnost nastavit modul Hair tak, aby se generovaly polygonové objekty. A poté můžeme jen tomuto objektu nastavit vlastnost Kompozice a využít Matte, je nadále brán jako polygonový objekt. Co je ale trochu mrzuté je, že vyhlazování vlasů v režimu Rastr je vlastně částečně nezávislé na nastavení vyhlazování renderingu. Opět je situace bližší v případě (vyhlazování) že použijeme volbu Raytracing.

Vlastní materiály – cesta poslední

Materiály jsou také řešením ale upřímně, nejsou řešením všemocným zejména proto, že v případě složité scény s mnoha a mnoha materiály může být situace poněkud zmatečná a frustrující.

Výhodou tohoto postupu ale je, že máme přímou kontrolu nad všemi aspekty scény a vždy také získáme zcela korektní vyhlazování, které bude shodné s renderovaným obrázkem scény. Ale ta příprava, ta příprava...

A o co se jedná? Vlastně o přeložení všech objektů na materiály, které budou mít aktivovaný kanál Svítivost, který bude generovat jejich barvu ve výsledku. V takovém případě opět možno vypnout všechny objekty i elementy scény (světla, obloha, GI a podobně). Opakuji ale, že tento postup je v případě složitých scén poměrně náročný na přípravu a opět lze tvrdit, že máme k dispozici (v případě jednoho výpočtu) omezený počet tří barev spektra RGB. Škoda je, že nelze definovat přímé barvy, protože tím by se spektrum kanálů značně rozšířilo a obě dvě posledně jmenované cesty by získali na flexibilitě.

A co PhotoShop

Co PhotoShop či obdobný program? Vlastně není co říci, jen snad že bychom neměli zapomínat na možnost přičítat a také odečítat výběry a na možnost využití vrstev úprav – samozřejmě za využití masek.