โมชั่นเบลอในทุกช่วงของการเคลื่อนไหว (2022)

 (osar.fr)
3 คะแนน โดย GN⁺ 2024-03-05 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp

การสำรวจโมชั่นเบลอแบบสุดขั้ว

  • การสังเกตและนำเสนอแนวคิดว่าหากใช้โมชั่นเบลออย่างสุดขั้วจะให้ผลลัพธ์แบบใด
  • ในภาพยนตร์หรือวิดีโอ มีการใช้โมชั่นเบลอเพื่อช่วยให้การรับรู้ใกล้เคียงกับฉากธรรมชาติ
  • เป้าหมายคือการลดความแตกต่างระหว่างการรับรู้การเคลื่อนไหวในฉากธรรมชาติกับการรับรู้ฉากที่สร้างซ้ำในวิดีโอ

การรับรู้การเคลื่อนไหวในฉากธรรมชาติ

  • การมองเห็นของมนุษย์เริ่มต้นเมื่อแสงตกกระทบจอประสาทตาและผ่านกระบวนการแปลงแสงเป็นสัญญาณประสาท
  • กระบวนการนี้ไม่ได้เกิดขึ้นทันที และสามารถจำลองความหน่วงนี้เป็นการทำให้สิ่งเร้าของแสงตามเวลาเรียบเนียนขึ้น
  • สำรวจความเชื่อมโยงระหว่างปรากฏการณ์เบลอตามธรรมชาติที่มีอยู่แล้วอย่าง 'motion smear' กับเหตุผลที่ต้องเติมโมชั่นเบลอแบบประดิษฐ์ลงในวิดีโอ

การรับรู้ฉากบนหน้าจอ

  • วิเคราะห์ภาพที่ถูกรับรู้เมื่อดูฉากบนหน้าจอที่มีอัตราเฟรมจำกัด
  • วิดีโอที่ไม่มีโมชั่นเบลอจะดูเหมือนเฟรมที่ซ้อนทับกัน ขณะที่วิดีโอที่ใช้โมชั่นเบลอจะให้การรับรู้ที่ใกล้เคียงฉากธรรมชาติมากกว่า

ฟังก์ชันชัตเตอร์เพื่อทำให้หน้าจอดูเป็นธรรมชาติ

  • ใช้ฟังก์ชันชัตเตอร์กับโมชั่นเบลอแบบดั้งเดิมเพื่อปรับปรุงความต่อเนื่องของการเคลื่อนไหว
  • แทนที่จะถัวเฉลี่ยทุกช่วงเวลาในเฟรมเท่ากัน ฟังก์ชันชัตเตอร์จะให้น้ำหนักกับช่วงกลางของเฟรมมากกว่าเพื่อลดความแตกต่างในการรับรู้

ทอรัสสเฟียร์และแนวทางที่ไม่เป็นเหตุเป็นผล

  • มีเป้าหมายเพื่อสร้างแอนิเมชันโมชั่นเบลอแบบไร้ขีดจำกัดด้วยเชดเดอร์แบบเรียลไทม์
  • ใช้ volume ray casting เพื่ออินทิเกรตฟังก์ชันความหนาแน่นตามเวลาและทำให้เกิด 'integrated volume motion blur'

ทรงกลมที่มีโมชั่นเบลอ

  • ทำให้ปัญหาง่ายลงด้วยสไลซ์ 2D เพื่อหาความหนาแน่นของโมชั่นเบลอของทรงกลมที่โคจรอยู่
  • คำนวณโมชั่นเบลอผ่านฟังก์ชันความหนาแน่นที่กำหนดว่าทรงกลมเข้ามาและออกไปเมื่อใด ณ จุดหนึ่งในวงโคจร

ทอรัสที่มีโมชั่นเบลอ

  • ใช้กระบวนการเดียวกันกับทอรัสเพื่อคำนวณโมชั่นเบลอ
  • สไลซ์แนวตั้งแบบ 2D ของทอรัสเรียกว่า 'spheric section' และใช้สิ่งนี้เพื่อหาฟังก์ชันความหนาแน่น

การรวมทุกองค์ประกอบเข้าด้วยกัน

  • รวมองค์ประกอบต่าง ๆ ด้วย standard volume ray casting และรันแอนิเมชันผ่านการโต้ตอบเมาส์/ทัชพื้นฐาน
  • อาจทำงานได้ไม่ดีบนทุกอุปกรณ์ จึงสามารถดูวิดีโอที่เรนเดอร์ไว้ล่วงหน้าและเชดเดอร์บน Shadertoy ได้

ความเห็นของ GN⁺

  • โมชั่นเบลอเป็นเทคนิคสำคัญที่ทำให้การเคลื่อนไหวในวิดีโอหรือแอนิเมชันดูเป็นธรรมชาติ และบทความนี้สำรวจทั้งเอฟเฟกต์ทางภาพและแนวทางเชิงเทคนิคเมื่อใช้มันอย่างสุดขั้ว
  • การทำโมชั่นเบลอในกราฟิกส์แบบเรียลไทม์เป็นองค์ประกอบสำคัญในเกมและสื่อเชิงโต้ตอบ และบทความนี้ให้มุมมองเชิงลึกเกี่ยวกับการนำไปใช้ผ่านเชดเดอร์แบบเรียลไทม์
  • เทคนิคอย่าง volume ray casting ถูกใช้ในการเรนเดอร์ฉาก 3D ที่ซับซ้อน และบทความนี้นำมาผสานกับโมชั่นเบลอเพื่อสร้างเอฟเฟกต์ภาพรูปแบบใหม่
  • เมื่อนำเทคนิคนี้ไปใช้ ต้องคำนึงถึงประสิทธิภาพและความสามารถในการประมวลผลแบบเรียลไทม์ โดยแนวทางที่นำเสนอในบทความมีศักยภาพในการให้โมชั่นเบลอที่เป็นธรรมชาติโดยเฉพาะกับวัตถุที่เคลื่อนที่เร็ว
  • โปรเจกต์หรือผลิตภัณฑ์อื่นในอุตสาหกรรมที่มีความสามารถคล้ายกัน ได้แก่เอฟเฟกต์โมชั่นเบลอที่มีในเอนจินเกมอย่าง Unity และ Unreal Engine ซึ่งนักพัฒนาใช้งานกันอย่างแพร่หลาย

บทความที่เกี่ยวข้อง

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 2024-03-05
ความคิดเห็นจาก Hacker News

  • การอภิปรายเกี่ยวกับจุดแลกเปลี่ยนของ motion blur

    • เมื่อใช้สายตาติดตามวัตถุที่เคลื่อนที่บนหน้าจอ ตามจริงแล้ววัตถุนั้นควรดูคมชัดขึ้น
    • ควรติดตามการเคลื่อนไหวของดวงตาแล้วใช้ blur ตามการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ หรือไม่ก็ประมวลผลโดยไม่มี motion blur ด้วยอัตรารีเฟรชที่ไร้ขีดจำกัด
    • ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน ทั้งสองทางยังใช้งานจริงไม่ได้ จึงหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะดูผิดไปเสมอ
    • ผู้กำกับหรือเกมดีไซเนอร์ที่เก่งจะคาดเดาการเคลื่อนไหวของสายตาผู้ชม แล้วเลือกความเร็วชัตเตอร์หรือ rendering blur ให้เหมาะสม

  • กรณีที่ motion blur ให้ความรู้สึกไม่สมจริง

    • การใช้ motion blur ในเกมอาจดูเหมือนการประมาณแบบราคาถูกที่ชวนให้นึกถึงการตัดต่อในภาพยนตร์ที่มากเกินไป
    • motion blur มีความหมายกับวัตถุที่เคลื่อนที่เร็วหรืออยู่ใกล้มาก แต่กลับถูกใช้มากเกินไปเวลาตัวละครหันตัวอย่างรวดเร็ว
    • เมื่อขยับศีรษะหรือดวงตาอย่างรวดเร็ว เราจะเห็นภาพใหม่ ไม่ใช่ภาพเบลอ และสมองจะมองข้ามข้อมูลระหว่างทาง
    • เมื่อเพิ่ม motion blur ตอนขยับมุมมองในเกม จะทำให้การแสดงภาพมุมมองใหม่ล่าช้า จึงรบกวนและไม่สมจริง

  • ภาพรวมเชิงประวัติศาสตร์ของการเรนเดอร์ motion blur

    • ก่อนจะมีงานวิจัยคลาสสิกปี 2005 เรื่องการจำลองประสิทธิภาพชัตเตอร์ โปรดักชันเรนเดอเรอร์สำหรับงาน VFX ทั้งหมดใช้ box shutter
    • motion blur แบบสุดขั้วที่เห็นได้ในภาพยนตร์อย่าง "Jurassic Park" หรือ "The Mask" ถูกสร้างด้วย box shutter ของ PhotoRealistic RenderMan
    • พร้อมกับการเผยแพร่งานวิจัย 3Delight เป็นรายแรกที่นำไปทำแบบ 1:1 และถูกใช้ครั้งแรกใน "Charlotte's Web"
    • Pixar ก็เพิ่มฟีเจอร์นี้ในอีกไม่กี่ปีต่อมา และเรียกมันว่า "shutter curve" ซึ่งปัจจุบัน offline renderer จำนวนมากใช้งานอยู่

  • ความไม่สมจริงของการจำลอง motion blur

    • มีการคำนวณใน sRGB space ด้วยค่าความสว่างแบบไม่เชิงเส้น จึงทำให้ motion blur ดูไม่สมจริง
    • หากต้องการจำลองปรากฏการณ์ทางกายภาพ ควรประมวลผลด้วยค่าความสว่างเชิงเส้น แล้วค่อยแปลงเป็น sRGB ในขั้นสุดท้าย

  • การเปลี่ยนแปลงของการรับรู้ motion blur บนจอรีเฟรชเรตสูง

    • เมื่อใช้จอ 240Hz การรับรู้ motion blur จะเปลี่ยนไป
    • เป็นเรื่องยากที่จะบอกความแตกต่างระหว่างตัวเลือกชัตเตอร์แบบดั้งเดิมกับแบบ sine shutter ขณะมีการเคลื่อนไหว
    • แนะนำให้ใช้จอ 240Hz เพื่อความลื่นไหลของการเคลื่อนไหวเมาส์และค่า latency ที่ต่ำ

  • ทฤษฎีของ motion blur และหลักการทำงานของเชดเดอร์

    • มีคำอธิบายอย่างละเอียดว่า motion blur คืออะไร ในทางทฤษฎีควรเป็นอย่างไร และเชดเดอร์ของแอนิเมชัน "torusphere" ที่ระบุทำงานอย่างไร
    • ส่วนนี้มีประโยชน์เพราะโค้ดอาจเข้าใจได้ยาก

  • ปัญหาความโปร่งใสของวัตถุที่ประกอบด้วย motion blur

    • เป็นเรื่องแปลกที่ torus และทรงกลมซึ่งประกอบขึ้นด้วย motion blur ดูทึบแสงในบางช่วงเวลา

  • พัฒนาการไปสู่การจำลองระบบการมองเห็นของมนุษย์

    • การก้าวข้ามจากการจำลองกล้องฟิล์มไปสู่การจำลองระบบการมองเห็นของมนุษย์ คือการเข้าใกล้ความเป็นจริงขึ้นอีกขั้น
    • motion blur แบบชัตเตอร์อาจถูกมองเป็นเทคโนโลยีล้าสมัย เช่น งานพิมพ์โทนซีเปีย ภาพยนตร์ขาวดำ 16 FPS หรือวงล้อทรงรีของชัตเตอร์แบบกลไก

  • ประสบการณ์ที่น่าประทับใจจากเดโมเปรียบเทียบเปิด/ปิด motion blur

    • เดโมที่สามารถเปิดและปิด motion blur ได้ ทำให้รับรู้ความแตกต่างได้อย่างชัดเจน

  • เอฟเฟ็กต์ทางภาพของแอนิเมชันที่ใช้ motion blur

    • เหตุผลที่เงาของลูกบอลดูแปลก เป็นเพราะจริง ๆ แล้วมันคือ "torus" ที่กำลังหมุน
    • หากมีช่วงเวลาที่ยาวขึ้นระหว่างขั้นสุดท้ายกับขั้นแรก ลูกบอลอาจดูดีขึ้น แต่เอฟเฟ็กต์ของความประหลาดใจอาจลดลง