Compositing e Mondo Reale.

Il mondo reale è complesso. Fin dagli albori della CG, ingegneri e artisti hanno sempre collaborato per cercare di portare un alto grado di realismo sullo schermo. Dopo i primi film degli anni 70 – 80, si è giunto a una conclusione: la realtà è dannatamente difficile da simulare. Ci sono tanti fattori che concorrono nel rendere una immagine simile al reale: illuminazione, materiali, effetti particellari. Man mano che l’hardware dei computer progredisce, la tecnlogia migliora ma spesso, questo aumento di qualità, si manifesta come un ulteriore tempo di calcolo. Risoluzioni sempre più alte e particolari non lasciati al caso spingono i render per frame verso traguardi orari sempre più alti.

Un passo importante nell’ottimizzazione di tutti gli elementi di un un render in cgi è stato la scomposizione della scena in passaggi. Ogni singola luce ( o gruppo di luci ), materiale ed elemento viene separato dalla globalità della scena e renderizzata a parte per essere compositato in un secondo momento: questo processo dà origine al pass.

Compositing e Pass.

I pass sono vantaggiosi poichè permettono una flessibilità maggiore nelle variazioni di elementi. Una luce, su richiesta del cliente, può essere modificata senza renderizzare tutti gli altri elementi. Una sedia in un angolo troppo scuro può essere illuminata in compositing ( essendo isolata rispetto al resto ) o re-renderizzata in termini decisamente più bassi rispetto alla scena intera.

Nei prossimi articoli vedremo un workflow base di compositing multipass basato su 5 elementi base: pass di diffuse, ambient occlusion, specular, reflection e shadow. Le case di post produzione con target il cinema spesso lavorano con più di 20 pass a scena.

Nel prossimo articolo vedremo i pass di diffuse e specular.

Compositing richiede almeno 3 elementi.

Uno script di compositing richiede almeno 3 elementi. Una immagine di primo piano, una immagine di sfondo e una maschera ( matte ). Solo alcuni pixel vengono usati nel compositing finale, è importante infatti comunicare al software quali prendere. E’ l’immagine di matte a svolgere questo lavoro.

L’importanza del matte in un compositing.

Nell’immagine in alto a destra è possibile vedere l’immagine di matte. Se il software incontra pixel bianchi, sul compositing finale vedremo il 100% di quel pixel dall’immagine di foreground. Se il software incontra un pixel totalmente nero, vedremo invece al 100% il pixel appartentente all’immagine di background. Negli altri range ( dal nero al bianco ), la percentuale di brightness del bianco sarà la percentuale di foreground presente sul compositing, la restante percentuale sarà composta dal background.

L’assenza di matte in un compositing.

La formula matematica che sta dietro al 99% percento del compositing è molto semplice e si può considerare come una funzione di over, vedremo esattamente come funziona molti articoli più avanti e parleremo anche del compositing basato su depth. In ogni caso l’assenza di una matte non dà al software la possibile di sottrare colore dal background e per questo motivo la funzione di over senza una maschera opportuna è equivalente a un add: tutti i pixel si sommano tra loro creando un effetto di transluscenza.

Nel prossimo articolo vedremo il multipass compositing.

Exr e importanza.

OpenEXR, o Exr, è un formato immagine floating point sviluppato dalla Industrial Light & Magic ( ILM ) e sta diventando velocemente uno standard nell’industria cinematografica. Sicuramente sarà un formato che almeno una volta nella vita tutti abbiamo avuto modo di incontrare. E’ giunto il momento di vederlo da vicino. Nel prossimo articolo parleremo dei diversi formati immagini ma, l’ exr, è sia unico e sia importante abbastanza da avere questo articolo dedicato. Questo perchè è stato sviluppato con in mente il workflow di un compositore.

Le caratteristiche dell’ exr.

High Dynamic Range – Creato specificatamente per supportare immagini HDR come scansioni di pellicole ed elementi digitali in CGI. Il range dinamico ( dal nero al bianco ) è vastissimo.

Molti canali – Mentre un render classico CGI è composto da 4 canali, l’ Exr è espandibile a un numero illimitato di canali. Lo scopo, infatti, è evitare di renderizzare più pass in file differenti.

Compressione Lossless – Studiato per il cinema, l’exr utilizza una compressione senza perdità di qualità. Lo schema di compressione permette di dimezzare la grandezza di un file con tempi di compressione / decompressione molto veloci.

Short e Full Float – L’exr opera in floating point, supportando il full float a 32 bit e l’half float a 16 bit. L’half float permette di avere abbastanza qualità pur dimezzando il numero di bit. La velocità di calcolo è notevolmente superiore al 32 bit.

L’Exr è stato rilasciato pubblicamente dell’ILM nel 2003 e oggi giorno la maggior parte dei software di compositing lo supportano pienamente. La sua ramificazione è stata cosi ampia da essere integrato nativamente anche in software di motion graphics come Adobe After Effects e di fotografia come Adobe Photoshop.

Nel prossimo articolo vedremo altri formati file.

Compositing e After Effects

L’altro lato dei programmi di compositing è il layout a livelli, un esempio è After Effects. Il concetto dei programmi basati su livelli è fondamentalmente l’uso della timeline e dei livelli come in Photoshop. Il livello più in alto copre il livello piu in basso. Nel compositing a nodi la timeline e i diversi keyframe non vengono visualizzati contemporaneamente, si dà molta più importanza alla rappresentazione schematica dello spazio di lavoro. Cambia invece workflow di lavoro il compositing a livelli dove si dà priorità al timecode per organizzare il giusto sync dei diversi video. In realtà un compositing a livelli è molto simile a un editing video dove i diversi sorgenti vengono sovrapposti o tagliati e si vede in preview il risultato finale con una qualità più bassa.

Compositing e Target

In realtà i due approcci hanno un target differente. After Effects nasce come un software di motion graphics dove la maggior parte dei video viene caricata nel software sotto forma di singola traccia; vengono poi aggiunti livelli grafici ( vettoriali e non) e si ha quindi una timeline per spostare i  punti di in/out. After Effects viene comunque utilizzato anche in vfx ma la sua natura non lo rende il compagno ideale. Il compositing a nodi invece porta in secondo piano la timeline perchè lavora generalmente su singoli shot ( divisi in frame ). I livelli sono generalmente più pass (passaggi) di un rendering digitale e hanno medesima durata.  Il lavoro del compositore, infatti, è quello di compositare correttamente i diversi livelli e aggiungere dettaglio per rendere la scena realistica nel complesso.

Due tipi di compositing con molti elementi in comune ma con target leggermente diversi. Nel prossimo articolo vedremo le immagini digitali.

Compositing e FlowGraph.

Il compositing a nodi rappresenta un tipo di compositing caratterizzato dall’utilizzo di nodi rappresentanti ciascuno una fase dell’intero processo di manipolazione. Ogni nodo è connesso a un altro nodo il quale applicherà qualcosa al precedente. Tutti i nodi a cascata rappresentano il grafico di flusso o chiamato semplicemente flowchart, flowgraph.

Vantaggi del compositing a nodi.

Nell’immagine in alto, notiamo come due diversi nodi, rappresentanti ciascuno un file sorgente, vengono combinati mediante un altro nodo. Il gran vantaggio di lavorare con il compositing a nodi è quello di avere totale controllo visivamente su quello che succede, a step. Basterebbe scollegare in serie, dall’ultimo al primo nodo, per vedere nuovamente la nostra immagine di partenza. Ogni nodo può essere aperto per controllarne le caratteristiche: nell’esempio sopra il nodo idisplace avrà diversi parametri da configurare per ottenere l’immagine sulla sinistra. Un grande vantaggio del compositing a nodi consiste nella grande lettura da parte di un essere umano. Se consideriamo grandi shot in cui ci sono centinai e centinaia di nodi, diventerebbe davvero impossibile capire dopo qualche giorno dove si trova quel nodo che abbiamo creato giorni addietro. Fanno parte del compositing a nodi software come Nuke, Fusion, Shake. Ad opporsi al compositing a nodi c’è invece quello a livelli, a ricordarcelo di pensa After Effects che citeremo nel prossimo articolo.

Nel prossimo articolo vedremo: Compositing a Livelli