运动模糊是景物图象中的移动效果。它比较明显地出现在长时间暴光或场景内的物体快速移动的情形里。 为什么会出现运动模糊 摄影机的工作原理是在很短的时间里把场景在胶片上暴光。场景中的光线投射在胶片上,引起化学反应,最终产生图片。这就是暴光。如果在暴光的过程中,场景发生变化,则就会产生模糊的画面。
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Why should you bother?
不难发现,在电影或电视中,运动模糊是经常出现的,甚至于你不会注意到它。另一方面,在计算机图形中,你就会发现缺少运动模糊,由此也带来了失真。
举个例子,lensflare是近来较为流行的一种图象效果,但传统的图象制作者常常简化此效果,自从我们认识到它是仿真的一种工具之后,计算机便开始模拟此效果。在电影制作中,也有如此为了反应现实,而采用的手段。
看一下没有采用运动模糊的计算机动画,你会发现物体快速移动时,缺乏连贯性和真实感。你在电视的体育报道中,也能看到类似的效果。因为普通电视节目使用25帧/秒的摄象机,而体育节目则使用1000帧/秒的摄象机,从而提供清晰的慢镜头回放。但实际中,只回放小部分的帧,失去了运动模糊,使移动的物体看起来有跳跃感。
我们对电视或电影中的运动模糊都习以为常,所以在运动图象中看不到它就会觉得不真实。所以,缺乏运动模糊是计算机动画不真实的原因之一,因为计算机产生的图象“棱角分明”,很注目,以致削弱了运动效果。
另外,有运动模糊的图象包含了更多的信息。请比较这两幅图:
这两幅图中的场景是完全一样的,但其中一幅是从向前飞速移动的摄象机中得到,另一幅则是摄象机向左移动。这从图片上可以轻易地分辨出来。观看动画时,大脑会注意到那些更多的信息,由此也使运动变得更平滑,场景更逼真。
更多的细节
们来观察一下电影摄象机如何拍摄移动的场景。
一架电影摄象机包括以下部分:
- 镜头
把光聚焦到胶片上 - 快门
快门控制在一定时间内,打开让光进入。 - 胶片
胶片包括感光的化学品。通过这些感光的材料记录场景,生成影象。
左边的图片显示的是一个静止不动的红色球体被摄象机摄象时的情形。这里只画出了摄象机中三个重要部分:镜头,快门和胶片。
可以看出,快门在打开状态,让胶片暴光。而胶片上已有两帧已经过暴光,一帧正在暴光。区别在于后者稍微暗一些,因为暴光的时间还不够。稍后,快门将关闭,这时的三帧将完全一样。
快门关闭之后,胶片将向下移动一个合适的距离,让下一帧胶片到达暴光位置,然后快门又将再次打开暴光,这样的过程在一秒内会重复许多次。
右边图片的情形与上面相似,但现在,球体会向箭头所指的方向快速移动。
快门照常打开,胶片也一样被暴光。但现在,由于暴光的时间内,球体正在移动,导致了胶片上的图片变模糊了。这就是我们说的运动模糊效果。
现在,我可以打赌,如果你看到这写模糊了的画面中任意一幅的话,你一定能说出摄象时,球正在水平方向上移动。因为有运动模糊的图象相比之下包含更多的信息。
在图象中创建运动模糊的效果
1、空间反失真
你可能对一种叫做“过采样”的反失真技术比较熟悉。这种技术先渲染一幅大得多得图象,然后缩小此图象。我将先介绍这种反失真技术的实现,因为运动模糊的实现与此很相似。
举个例子,渲染一幅50x50红色圆圈的反失真图象:
3、平均值
接着,对于每个小正方形,取其中所有象素的平均值。用此平均值填充小正方形。
4、缩小 最后,把图片缩小为50x50。这就是一个反失真的红圆图片。
参考:
Bitty
http://parnham.future.easyspace.com/
Bitty是一个小程序,可以进行空间和时间反失真(运动模糊)。输入渲染好的帧,就可以得到运动模糊的效果。它也能把图象重新采样。它不能输出动画文件,只能输出帧画面文件用于生成.MPG、.AVI或.BIK(bink!) 视频文件。
Terragen Motion Blurred Animations
http://parnham.future.easyspace.com/animations.htm
Dan通过使用Terragen渲染帧,Bitty混合帧已经创建了许多极棒的动画。
Bink!
http://www.smacker.com/ (译者注:《星际争霸》用的就是它的前身)
Bink是一种新颖出色的视频压缩解压格式。easily outperforming MPEG-IIand AVI. 它是一个很新的系统,并不象.MPG 或.AVI一样被支持,但我的确希望它能得到它应该得到的认可。从现在开始,我将用这种格式创建我所有的动画。