Tüm Aralıklarda Hareket Bulanıklığı (2022)

Hareket bulanıklığının uç noktalarının incelenmesi

• Hareket bulanıklığı aşırı düzeyde uygulandığında ne tür sonuçlar ortaya çıktığına dair gözlemler ve fikirler sunuluyor.
• Film veya videoda hareket bulanıklığı, doğal sahnelere benzer bir algıyı desteklemek için kullanılır.
• Amaç, doğal sahnelerde hareketin algılanışı ile videoda yeniden üretilen sahnelerin algılanışı arasındaki farkı en aza indirmektir.

Doğal sahnelerde hareketin algılanışı

• İnsan görüsü, ışığın retinaya ulaşması ve fototransdüksiyon sürecinden geçmesiyle başlar.
• Fototransdüksiyon anlık değildir; bu gecikme, zamana göre ışık uyarısının yumuşatılması olarak modellenebilir.
• Zaten var olan doğal bir bulanıklık olgusu olan 'motion smear' ile videoya yapay hareket bulanıklığı eklenmesinin nedenleri arasındaki ilişki inceleniyor.

Ekrandaki sahnenin algılanışı

• Sınırlı kare hızına sahip bir ekranda sahneler izlenirken algılanan görüntü analiz ediliyor.
• Hareket bulanıklığı olmayan video, üst üste binmiş kareler gibi görünürken; hareket bulanıklığı uygulanmış video, doğal sahnelere daha yakın bir algı sunuyor.

Ekranı daha doğal kılmak için shutter fonksiyonu

• Geleneksel hareket bulanıklığına shutter fonksiyonu uygulanarak hareketin sürekliliği iyileştiriliyor.
• Shutter fonksiyonu, kare içindeki tüm anların ortalamasını almak yerine karenin orta anına daha yüksek ağırlık vererek algısal farkı en aza indiriyor.

Torusphere ve irrasyonel yaklaşım

• Amaç, gerçek zamanlı shader ile sonsuz hareket bulanıklığı animasyonu oluşturmaktır.
• Hacimsel ray casting kullanılarak zamana bağlı yoğunluk fonksiyonu entegre ediliyor ve 'integrated volume motion blur' uygulanıyor.

Hareket bulanıklığı uygulanmış küre

• Yörüngede dönen bir kürenin hareket bulanıklığı yoğunluğunu bulmak için problem 2D dilime indirgeniyor.
• Yörünge içindeki belirli bir noktada kürenin ne zaman girip çıktığını belirleyen yoğunluk fonksiyonu üzerinden hareket bulanıklığı hesaplanıyor.

Hareket bulanıklığı uygulanmış torus

• Aynı süreç torus için de uygulanarak hareket bulanıklığı hesaplanıyor.
• Torusun 2D dikey dilimine 'spheric section' deniyor ve yoğunluk fonksiyonu bunun üzerinden elde ediliyor.

Tüm öğelerin birleştirilmesi

• Standart hacimsel ray casting kullanılarak öğeler birleştiriliyor ve temel fare/dokunmatik etkileşimiyle animasyon çalıştırılıyor.
• Tüm cihazlarda iyi çalışmayabileceğinden, önceden render edilmiş videolar ve shader Shadertoy üzerinde bulunabiliyor.

GN⁺ görüşü

• Hareket bulanıklığı, video veya animasyonda hareketin doğal görünmesini sağlayan önemli bir tekniktir ve bu yazı, hareket bulanıklığının aşırı uygulanması durumundaki görsel etkileri ve teknik yaklaşımı inceliyor.
• Gerçek zamanlı grafiklerde hareket bulanıklığının uygulanması, oyunlar veya etkileşimli medyada önemli bir unsur olup; bu yazı gerçek zamanlı shader ile hareket bulanıklığı uygulamasına dair içgörüler sunuyor.
• Hacimsel ray casting gibi teknikler, karmaşık 3D sahnelerin render edilmesinde kullanılır ve bu yazı bunları hareket bulanıklığıyla birleştirerek yeni görsel efektler üretiyor.
• Bu tekniği benimserken performans ve gerçek zamanlı işleme kapasitesi dikkate alınmalıdır; yazıda sunulan yaklaşım özellikle hızlı hareket eden nesneler için doğal hareket bulanıklığı sağlama potansiyeline sahiptir.
• Benzer işlevler sunan diğer sektör projeleri veya ürünleri arasında Unity ya da Unreal Engine gibi oyun motorlarının sağladığı hareket bulanıklığı efektleri yer alır ve bunlar geliştiriciler tarafından zaten yaygın biçimde kullanılmaktadır.

[GN⁺]

Hacker News görüşleri

• Motion blur’un tavizleri üzerine tartışma

  • Ekrandaki hareketli nesneleri gözle takip ederken, aslında nesnenin netleşmesi gerekir.
  • Göz hareketini izleyip göreli harekete göre blur uygulamak ya da sonsuz yenileme hızıyla motion blur olmadan işlemek gerekir.
  • Mevcut teknolojiyle iki yaklaşım da pratik olmadığı için sonuç her zaman bir şekilde hatalı görünebilir.
  • İyi bir yönetmen ya da oyun tasarımcısı, izleyicinin gözlerinin nasıl hareket edeceğini öngörerek enstantane hızını veya render blur’unu seçer.

• Motion blur’un gerçekçi gelmediği durumlar

  • Oyunlarda motion blur kullanımı, filmlerdeki aşırı kurguyu çağrıştıran ucuz bir yaklaşık çözüm gibi görünebilir.
  • Hızlı hareket eden veya yakında bulunan nesneler için motion blur anlamlıdır, ancak karakter hızlıca döndüğünde aşırı kullanılır.
  • Başı ya da gözleri hızlı hareket ettirdiğimizde bulanık bir görüntü değil, yeni bir görüntü görürüz; beyin aradaki veriyi yok sayar.
  • Oyunlarda bakış açısı değişirken motion blur eklemek, yeni görüşün sunulmasını geciktirdiği için rahatsız edici ve gerçek dışıdır.

• Motion blur render’ına dair tarihsel genel bakış

  • 2005’te shutter efficiency modeling üzerine klasik makale yayımlanmadan önce, tüm VFX prodüksiyon render’ları box shutter kullanıyordu.
  • "Jurassic Park" veya "The Mask" gibi filmlerde görülen aşırı motion blur, PhotoRealistic RenderMan’in box shutter’ı ile üretildi.
  • Makalenin yayımlanmasıyla aynı dönemde 3Delight ilk bire bir uygulamayı yaptı ve ilk kez "Charlotte's Web" filminde kullanıldı.
  • Pixar da birkaç yıl sonra bu özelliği ekledi; bugün birçok offline renderer’ın kullandığı bu özelliğe "shutter curve" adını veriyor.

• Motion blur simülasyonunun gerçek dışılığı

  • Hesaplamaların sRGB uzayında doğrusal olmayan parlaklık değerleriyle yapılması, motion blur’un gerçek dışı hissedilmesine yol açar.
  • Fiziksel olguları simüle etmek için işlemler doğrusal parlaklık değerleriyle yapılmalı ve en sonunda sRGB’ye dönüştürülmelidir.

• Yüksek yenileme hızlı ekranlarda motion blur algısının değişimi

  • 240Hz ekran kullanıldığında motion blur algısı değişiyor.
  • Geleneksel shutter seçenekleri ile sine shutter seçenekleri arasındaki farkı hareket hâlindeyken ayırt etmek zorlaşıyor.
  • Fare hareketlerindeki akıcılık ve düşük gecikme için 240Hz ekran öneriliyor.

• Motion blur teorisi ve shader’ın çalışma mantığı

  • Motion blur’un ne olduğu, teorik olarak nasıl olması gerektiği ve belirli bir "torusphere" animasyonunda shader’ın nasıl çalıştığına dair ayrıntılı açıklamalar var.
  • Kodun anlaşılması zor olabileceği için bu bölüm faydalı.

• Motion blur ile oluşturulmuş nesnelerde saydamlık sorunu

  • Motion blur ile oluşturulmuş torus ve kürenin bir noktada opak görünmesi tuhaf.

• İnsan görsel sistemini simüle etmeye doğru ilerleme

  • Film kamerası simülasyonunun ötesine geçip insan görsel sistemini simüle etmek, gerçeğe bir adım daha yaklaşmak anlamına geliyor.
  • Shutter türüne dayalı motion blur; sepya tonlu baskılar, 16 FPS siyah-beyaz filmler ve mekanik shutter’ın elips biçimli çarkları gibi eski teknolojiler olarak görülebilir.

• Motion blur açık/kapalı karşılaştırma demosunun etkileyici deneyimi

  • Motion blur’un açılıp kapatılabildiği demo, farkı net biçimde algılamayı sağlıyor.

• Motion blur uygulanmış animasyonun görsel etkisi

  • Topun gölgelendirmesinin tuhaf görünmesinin nedeni, bunun aslında dönen bir "torus" olması.
  • Son ve ilk aşama arasında daha uzun bir süre olsaydı top daha iyi görünebilirdi, ancak şaşırtıcılık etkisi azalabilirdi.