Vizuální efekty ve filmu a televizi 3

Zapsat Zobrazit rozvrh

Garant předmětu

Antonín WEISER

Jméno vyučujícího (jména vyučujících)

Antonín WEISER

Katedra

Předmět zajišťuje Katedra kamery

Obsah

VFX III.

1. DIGITÁLNÍ EFEKTY 3D.
2. VÝROBA 3D MODELU.

1.MODELACE,- POLYGONÁLNÍ MODELACE,SCULPTING, SCANOVÁNÍ,LIDAR

2.PAINTING - TEXTUROVÁNÍ

3.PHOTOGRAMMETRIE

4.RIGOVÁNÍ,RIGGING

5.ANIMACE-POSTAVY,OBLIČEJE,OBJEKTUŮ,KAMERY

6.MOTION CAPTURE,

7.ZADÁNÍ POHYBU,

8.POVRCHU,

9.KOMBINACE VLOŽENÉHO MODELU DO REÁLNÉ SCÉNY,

10.POUŽITÉ NÁSTROJE.

2.VÝROBA 3D SCÉNY.

1.MODELACE, PROCEDURÁLNÍ MODELACE,SCANOVÁNÍ,LUDAR

2.PAINTING – TEXTUROVÁNÍ

3.LIDAR SCANNING

4.UNREAL ENGINE

5.POHYB KAMERY,

6.OBJEKTIVY,

7.OSVĚTLOVÁNÍ,

8.VYUŽITÍ REFLEXŮ, FYZIKÁLNÍCH VLASTNOSTÍ

9.KOMBINACE REÁLNÝCH ZÁBĚRŮ VLOŽENÝCH DO 3D SCÉN

3.VÝROBA 3D EFEKTŮ.

MODELACE,

ČÁSTICE, PARTICLE

1.ZDROJ VZNIKU,

2.RYCHLOST POHYBU,

3.GRAVITACE,

4.SILOVÉ POLE,

5.KOLIZE,

6.DÉLKA ŽIVOTA ČÁSTIC,

7.ZMĚNA JASU,

8.ZMĚNA BARVY,

VÝSTUPY

AVLASY, CHLUPY, TRÁVY, PEŘÍ

BOHŇOSTROJ

CJISKRY

DPRACH

ESNÍH,DÉŠŤ

TEKUTINOVÉ SIMULACE , FLUID EFFECS

A. LAVINA,

B. LÁVA,

C. MRAKY,

D. VODA,

E. MED,

F. EMULZE

NAIAD, REAL FLOW - VODNÍ EFEKTY

PARAMETRY OVLIVŇUJÍCÍ ANIMACI

A. HUSTOTA

B. ROZMER MEDIA

C. ČAS

D. VISKOZITA

OHŇOVÉ & KOUŘOVÉ SIMULACE - FIRE & SMOKE

TKANINOVÉ SIMULACE - CLOTH

INTERAKCE TUHÝCH TĚLES - RIGID BODY SIMULACE

CROWD SIMULATIONS

4.LIGHTING

A.ENVIRONMENT LIGHTING - HDRI

B.POINT LIGHT

C.SPOT LIGHT

D.AREA LIGHT

E.DIRECTIONAL LIGHT

F.SUN

G.GEOMETRY EMITERS

H. VOLUMETRIKA

1. DIGITÁLNÍ KOMPOZICE S 3D KAMEROU

SOUČASNÉ MOŽNOSTI

3D TRACKING,

TVORBA A REŽIE 3D DAVOVÝCH SCÉN.

1. TÝM PRO TRIKOVÉ PROJEKTY.

SOUČASNÉ PROFESE A JEJICH PRÁCE

1. OPAKOVÁNÍ – PŘÍPRAVA TRIKOVÉHO PROJEKTU.

1.PLÁNOVÁNÍ,

2.ROZBORY,

3.VÝTVARNÉ NÁVRHY, PŘESNÁ CHARAKTERISTIKA

4.TECHOLOGICKÉ ZKOUŠKY,

5.ROZPOČTY,

6.ORGANIZACE VÝROBY,

7.PIPELINE

8.ON-SET SUPERVIZOR,

9.ZÁZNAM NATÁČENÍ,

10.PLÁNOVÁNÍ POSTPRODUKCE

11.ŘÍZENÍ A KONTROLA VÝROBY

1. ANIMACE

1.2-D ANIMACE

2.ANIMACE SPECIÁLNÍCH EFFEKTŮ

3.ROTOSKOPIE – ROTOSCOPING

4.SLIT – SCAN

5.2-D POČÍTAČOVÁ ANIMACE

6.3-D POČÍTAČOVÁ ANIMACE

7.MOTION BLUR

8.DIGITÁLNÍ SOCHAŘSTVÍ DIGITAL SCULPTING

9.CHARACTER RIGGING

10.DIGITAL SKIN

11.CHARACTER PAINTING

12.ANIMATING DIGITAL CHARACTERS – ANIMACE DIGITÁLNÍCH POSTAV

13.ZACHYCOVÁNÍ POHYBU-PERFORMANCE CAPTURE , MOTION CAPTURE

14.ANIMACE TVÁŘE - FACIAL ANIMATION

15.ANIMACE DAVŮ – CROWDS

16.ANIMACE TKANINY – CLOTH

17.PROCEDURÁLNÍ ANIMACE – PROCEDURAL ANIMATION

18.ČÁSTICOVÉ SYSTÉMY – PARTICLE SYSTEMS

19.DYNAMIKA TUHÝCH TĚLES – RIGID BODY DYNAMICS

20.VODA – WATER

21.KOŽEŠINY A PEŘÍ – FUR AND FEATHERS

22.PRE VIZUALIZATION

23.DIGITAL LIGHTING

24.HIGH DYNAMIC RANGE IMAGES

25.THE VIRTUAL CAMERA

26.MATCH MOVING

27.VIZUALIZACE KRAJINY

LED PROJEKCE / VIRTUAL PRODUCTION

doc.Mgr.Antonín Weiser

1. Princip LED projekce / Virtual Production

Základní princip

• LED stěna zobrazuje virtuální prostředí přímo při natáčení.

• Oproti greenscreenu poskytuje hotové pozadí, interaktivní světlo a reálné odrazy.

• Virtuální produkce přesouvá významnou část práce z postprodukce do preprodukce.

Real-time rendering – typy zobrazování na LED stěně

2D – předtočený obraz / plate

• Klasické video nebo statický obraz zobrazený na LED stěně.

• Perspektiva obrazu je pevná – bez skutečné paralaxy.

• Kamera by měla zůstat převážně statická.

• Vhodné pro jednoduchá pozadí, jízdu autem nebo krajinu.

• Nejnižší nároky na výpočetní výkon.

2,5D – prostorově rozdělené vrstvy

• 2D obraz je rozdělen do několika plánů v různých virtuálních vzdálenostech.

• Pohyb kamery vytváří omezenou simulaci paralaxy.

• Umožňuje větší pohyb kamery než čisté 2D.

• Nižší výpočetní náročnost než plnohodnotné 3D.

• Kompromis mezi předtočeným plate a real-time 3D.

3D – real-time virtuální prostředí

• Prostředí je vytvořeno jako skutečná 3D scéna, typicky v Unreal Engine.

• Camera tracking předává enginu aktuální polohu a orientaci kamery.

• Perspektiva se přepočítává v reálném čase.

• Frustum zobrazuje správnou perspektivu pro aktuální pozici kamery.

• Vzniká skutečná prostorová paralaxa.

• Nejvyšší nároky na rendering, tracking, synchronizaci a výkon systému.

• Hlavní riziko: latence.

Zapamatovat: 2D = bez paralaxy → 2,5D = simulovaná paralaxa → 3D = real-time paralaxa.

1. LED stěna – technické parametry důležité pro kameramana

Pixel pitch

• Rozteč mezi středy sousedních LED.

• Určuje minimální použitelnou vzdálenost kamery od stěny.

• Menší pixel pitch = kamera může být blíže.

• Orientačně: 2 mm ≈ 4 m; 10 mm ≈ 20 m.

• P2.6 – běžný standard VP; P1.9 – vyšší kvalita a vyšší nároky.

• Hlavní riziko: moiré a viditelný rastr.

Refresh rate

• Určuje rychlost obnovování LED panelu.

• Eventové stěny kolem 3 840 Hz mohou být pro kameru hraniční.

• Pro virtual production je vhodné přibližně 7 680 Hz a více.

• Nízká hodnota může způsobovat pruhy a problémy při změně fps nebo závěrky.

Scan rate

• Určuje, kolik LED se obnovuje současně.

• Vyšší multiplexování může vytvářet pruhy nebo nesynchronní části obrazu.

• Pro VP alespoň přibližně 1/16; vhodnější 1/8.

Úhel vyzařování

• Pro kameru je žádoucí úhel přibližně 170° a více.

• Při extrémním bočním pohledu mohou vznikat zelené nebo purpurové barevné posuny.

Jas

• Pro VP je vhodná stěna přibližně 1 000 nitů a více.

• Jas stěny je pracovní parametr, ne pouze technická specifikace.

• Příliš nízký jas může omezit interaktivní světlo a možnosti expozice.

Kontrast a černá

• Zhasnutá LED není dokonale černá.

• Panely a reflektory odrážejí studiové světlo a zvedají úroveň černé.

• Chránit stěnu před parazitním světlem – flagy, směrové svícení, odstup.

• Při přípravě vypnout obraz a zkontrolovat odrazy, spáry a hot spots.

Barevný gamut a spektrum

• LED je primárně zobrazovací zařízení, nikoli plnohodnotné filmové svítidlo.

• Úzké RGB spektrum může problematicky reprodukovat cyan, oranžovou a žlutou.

• Samotná LED stěna není ideální pro pleťové tóny.

• RGBW / RGBCA mohou mít vhodnější spektrum.

• Běžné kolorimetry nemusí úzkopásmové LED světlo měřit spolehlivě.

1. Rendering, tracking a synchronizace

Camera tracking

• Systém musí v reálném čase znát polohu a orientaci kamery.

• Tracking předává data renderovacímu enginu, který mění perspektivu pozadí.

• Používají se pevné optické systémy nebo senzory umístěné na kameře.

• Přesnost trackingu je nutné během natáčení kontrolovat a kalibrovat.

Lens mapping

• Do systému patří ohnisková vzdálenost, ostření, zkreslení a další parametry optiky.

• Objektivy je vhodné zmapovat během přípravného dne.

• Každá výměna objektivu znamená aktualizaci parametrů frustumu a paralaxy.

Genlock

• Kamera, tracking, engine, media server a LED procesory musí být synchronizované.

• Genlock sjednocuje okamžik snímání a generování jednotlivých snímků.

• Bez synchronizace hrozí line-scan aliasing a další obrazové artefakty.

• Synchronizovat lze i filmovou kameru pomocí film/video sync boxu.

Shutter a frame rate

• Genlock sám nemusí vyřešit všechny problémy se scan rate.

• Úhel závěrky musí odpovídat možnostem LED procesoru a panelů.

• ShutterSync umožňuje přizpůsobit obnovování stěny závěrce kamery.

• Vždy testovat konkrétní kombinaci kamery, fps, závěrky, panelu a procesoru.

Více kamer / vysoké fps

• Maximální fps omezuje kvalita panelů a datová kapacita LED procesorů.

• Vyšší fps může vyžadovat výrazně více procesorů.

• Frame Remapping / GhostFrame může zobrazovat rozdílný obsah pro dvě kamery.

• Nevýhody: blikání pro herce a pokles jasu stěny.

1. Příprava podkladů pro LED

Volba podkladu

• 2D – nejjednodušší a nejméně náročné; bez skutečné paralaxy.

• 2,5D – kompromis mezi flexibilitou a výpočetní náročností.

• 3D – největší prostorová věrohodnost, ale nejvyšší nároky na rendering a tracking.

• Typ podkladu musí odpovídat plánovanému pohybu kamery.

Příprava

• Virtuální prostředí musí být připraveno a schváleno před natáčením.

• Počítat s finálním záběrováním, optikou, světlem a návazností fyzické dekorace.

• Čím složitější real-time prostředí, tím důležitější jsou testovací dny.

1. Volba kamery a objektivů

Kamera

• Výhodou je global shutter nebo velmi rychlý rolling shutter.

• Důležitá je možnost přesné synchronizace.

• Kvalita low-pass filtru ovlivňuje náchylnost k moiré.

• Větší snímač umožňuje při stejném záběru použít delší ohniska a menší hloubku pole.

Objektivy

• Delší ohniska a otevřenější clona pomáhají rozostřit LED rastr.

• Měkčí kresba může lépe spojit fyzické popředí s LED pozadím.

• Velmi ostrá optika může zvýraznit strukturu stěny.

• Anamorfická optika může pomoci charakterem kresby, ale vyžaduje důkladnější přípravu.

• U širokých záběrů hlídat, aby kamera neopustila plochu LED volume.

Filtry

• Difuzní filtry snižují hranovou ostrost a mohou omezit viditelnost rastru.

• Jejich účinek je nutné testovat spolu s konkrétní optikou a stěnou.

1. Expozice a práce kamery na place

Expozice

• Jas LED stěny nepoužívat pouze jako nástroj pro dorovnání expozice.

• Se stěnou pracovat podobně jako s reálnou lokací.

• U světlých scén lze expozici upravovat ND filtry a zachovat pracovní jas stěny.

• V praxi může být výhodné držet stěnu na vysokém nebo maximálním jasu.

Sladění popředí a pozadí

• Nejdůležitější je shoda jasu a barevnosti fyzického popředí s virtuálním pozadím.

• Kritické jsou protisvětlo, slunce a jiné výrazné zdroje.

• False Color a EL Zone pomáhají kontrolovat jasové vztahy.

• Chybný poměr světla mezi popředím a pozadím rychle prozradí iluzi.

1. Color management

Kalibrace

• LED stěna se kalibruje na konkrétní kamerový systém.

• Jiný model kamery může na stejné stěně vykazovat barevné odchylky.

• Vlastní camera test je nutný i u již kalibrovaného studia.

• Referenční bílá LED stěny bývá D65 ≈ 6 504 K.

Kontrola barvy

• LED světlo neposuzovat pouze okem.

• Používat kameru a kalibrovaný monitor.

• Běžné expozimetry a kolorimetry mohou být u úzkopásmového LED spektra nepřesné.

Korekce

• Obraz na stěně je současně světlem dopadajícím na scénu.

• Barevná změna pozadí tedy mění i barvu interaktivního světla.

• Základní obsah držet pokud možno neutrální.

• Finální rozhodnutí kontrolovat přes kameru / DIT workflow.

• U spektrálních problémů lze obsah cíleně korigovat, ale vždy podle kamerového testu.

1. LED stěna jako světelný zdroj

Interactive lighting

• LED prostředí vytváří přirozené ambientní světlo a barevné odrazy.

• Výhodou jsou reflexe ve skle, kovu, oknech a lesklých površích.

• Light cards mimo frustum mohou sloužit jako doplňkové virtuální zdroje.

Limity

• LED stěna není ideální jako jediný zdroj pro pleť.

• Silné zdroje – slunce, oheň, tvrdé lesky – je obvykle nutné doplnit filmovým světlem.

• Světlo ze stěny může mít nesprávnou měkkost nebo úbytek vzhledem k virtuální vzdálenosti zdroje.

• Pokud fyzika světla neodpovídá obrazu, světelný efekt nahradit skutečným svítidlem.

Odstup

• Rozptýlené studiové světlo snižuje černou LED panelů.

• Ideální odstup dekorace od stěny může být přibližně 2–3 m, v praxi bývá menší.

• Zvlášť problematický je přechod fyzické a virtuální podlahy.

1. Typické obrazové problémy

Moiré

• Vzniká interferencí rastru LED stěny a rastru snímače kamery.

• Riziko roste při malé vzdálenosti a vysoké ostrosti pozadí.

• Pomáhá větší odstup, delší ohnisko, otevřenější clona a ostření před stěnu.

• LED stěna by neměla být v kritických situacích ostrá.

Banding / tonální přechody

• Tmavé a nízkokontrastní scény mohou odhalit nedostatek tonálních kroků.

• Výsledkem mohou být viditelné pruhy a posterizace.

Černá

• LED panel nedokáže vytvořit absolutní černou.

• Parazitní světlo může změnit černou na mléčně šedou.

• U velmi kontrastních scén lze držet černou popředí mírně výš a stáhnout ji v postprodukci.

Barevné posuny

• Při nevhodném úhlu kamery vůči panelu se mohou objevit zelené nebo purpurové posuny.

• Kontrolovat úhel vyzařování panelů.

Textura a atmosféra

• Filmové zrno nebo filmová emulace může sjednotit fyzickou a virtuální část obrazu.

• Haze může obraz sjednotit, ale současně snižuje kontrast stěny – používat opatrně.

1. Latence a omezení pohybu kamery

Latence

• Signál prochází řetězcem: tracking → engine → rendering → LED procesor → panel.

• Každý článek přidává zpoždění.

• Latence je nejviditelnější při rychlém pohybu a u jasných prostorových referencí.

Problematické pohyby

• Rychlé švenky a strhy.

• Dynamické jeřábové pohyby.

• Rychlé kruhové jízdy.

• Velmi neklidný handheld.

Možná řešení

• U 2D / 2,5D lze některé dynamické pohyby provést bez real-time paralaxy.

• U dynamických jízd počítat s nepoužitelným rozjezdem a dojezdem.

• Vybranou část frustumu lze předrenderovat a snížit výpočetní zátěž.

• Každý dynamický záběr je nutné předem otestovat.

1. Fyzická dekorace a propojení s virtuálním prostředím

Popředí

• Fyzická dekorace je klíčová pro věrohodnost výsledku.

• Budovat několik plánů mezi kamerou a LED stěnou.

• Virtuální prostředí by mělo přirozeně pokračovat za fyzickou dekorací.

Podlaha

• Přechod fyzické a virtuální podlahy je kritické místo.

• Kontrolovat návaznost perspektivy, textury, světla a stínů.

• Virtuální slunce nesmí osvětlovat pozadí jinak než navazující fyzickou část.

Reflexní povrchy

• Odrazy LED prostředí jsou velkou výhodou technologie.

• Velké zakřivené plochy mohou současně odhalit hranu stěny nebo studio.

• U automobilů, skla a chromu je výhodné co největší prostorové pokrytí LED – ideálně i strop.

• Záběrování musí respektovat skutečný rozsah volume.

1. Produkční workflow, příprava a hranice použití LED

Workflow

• LED není levnější greenscreen – jde o samostatný způsob trikového natáčení.

• Největší změnou je přesun části postprodukce do preprodukce.

• Nutné jsou testy kamery, optiky, pozadí, trackingu, synchronizace a barev.

• Na place musí být čas na kalibraci a technické úpravy.

• Přesnost trackingu se může během dne měnit – průběžně kontrolovat.

Kdy LED nepoužít jako finální pozadí

• LED lze použít pouze jako interaktivní světelný zdroj.

• Stěna může zobrazovat čisté klíčovací pozadí pro následnou postprodukci.

• Pozadí lze záměrně rozostřit a nahradit v postprodukci.

• Hybridní postup může být výhodnější než snaha dokončit vše in-camera.

Závěrečná teze

• Technologie funguje nejlépe tehdy, když je způsob použití LED zvolen podle konkrétního záběru.

• Rozhodující není samotná stěna, ale příprava, testování a propojení kamery, světla, dekorace a

virtuálního prostředí.

Výsledky učení

Absolvent přednášek by měl rozumět v základních principech jak připravit a s kým dokončit projekt s VFX scénami.

Předpoklady a další požadavky

-

Literatura

-

Hodnoticí metody a kritéria

Kredity jsou uděleny na základě aktivní účasti na přednáškách a semináři. Zkouška probíhá individuálně, formou pohovoru, otázky z tématu a vysvětlení postupů na konkrétních příkladech.

Minimální požadovaná docházka na semináře je 70 %.Podmínky úspěšného ukončení předmětu: aktivní účast na seminářích,

Poznámka

-

Rozvrh na zimní semestr 2026/2027:

• Týdenní přehled
• Seznam

Rozvrh na letní semestr 2026/2027:

Rozvrh zatím není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů

• Kamera - magistr_2021 (Povinné předměty)