あらゆる区間におけるモーションブラー現象 (2022)

 (osar.fr)
3 ポイント 投稿者 GN⁺ 2024-03-05 | 1件のコメント | WhatsAppで共有

モーションブラーの極端な探究

  • モーションブラーを極端に適用するとどのような結果が現れるのかについての観察とアイデアを提示。
  • 映画やビデオにおいてモーションブラーは、自然な場面に近い知覚を助けるために使われる。
  • 自然な場面での動きの知覚と、ビデオで再現された場面の知覚との違いを最小化することが目標。

自然な場面での動きの知覚

  • 人間の視覚は、光が網膜に届き、光変換の過程を経ることで始まる。
  • 光変換は即時ではなく、この遅延は時間に応じた光刺激の平滑化としてモデル化できる。
  • もともと存在する自然なぼやけ現象である「モーションスミア」があるにもかかわらず、なぜビデオに人工的なモーションブラーを追加するのか、その関連性を探る。

スクリーン上の場面知覚

  • フレームレートが限られたスクリーンで場面を見るときに知覚される画像を分析。
  • モーションブラーのないビデオは重なったフレームのように見える一方、モーションブラーが適用されたビデオは自然な場面により近い知覚を提供する。

スクリーンを自然に見せるためのシャッター関数

  • 従来のモーションブラーにシャッター関数を適用して、動きの連続性を改善。
  • シャッター関数はフレーム内のすべての瞬間を平均化する代わりに、フレーム中央の瞬間により大きな重みを与えることで、知覚の差を最小化する。

トーラスフィアと非合理的なアプローチ

  • リアルタイムシェーダーで無限モーションブラーアニメーションを作ることを目標とする。
  • ボリュームレイキャスティングを使って時間に応じた密度関数を積分し、「統合ボリュームモーションブラー」を実装。

モーションブラーが適用された球体

  • 軌道を回る球体のモーションブラー密度を求めるために、問題を2Dスライスに単純化。
  • 軌道内の特定の点で球体がいつ入り、いつ出るかを決定する密度関数を通じてモーションブラーを計算する。

モーションブラーが適用されたトーラス

  • トーラスについても同じ過程を適用してモーションブラーを計算。
  • トーラスの2D垂直スライスは「スフェリックセクション」と呼ばれ、これを通じて密度関数を求める。

すべての要素の結合

  • 標準的なボリュームレイキャスティングを使って要素を結合し、基本的なマウス/タッチ操作を通じてアニメーションを実行。
  • すべてのデバイスでうまく動作するとは限らないため、事前レンダリングされたビデオとShadertoyでシェーダーを確認できる。

GN⁺の見解

  • モーションブラーは映像やアニメーションで動きを自然に見せるための重要な技術であり、この記事はモーションブラーを極端に適用したときの視覚効果と技術的アプローチを探究している。
  • リアルタイムグラフィックスにおけるモーションブラーの実装は、ゲームやインタラクティブメディアで重要な要素であり、この記事はリアルタイムシェーダーによるモーションブラー実装への洞察を提供する。
  • ボリュームレイキャスティングのような技術は複雑な3Dシーンのレンダリングに使われており、この記事はそれをモーションブラーと組み合わせて新しい視覚効果を生み出している。
  • この技術を導入する際には、性能とリアルタイム処理能力を考慮する必要があり、この記事で示されたアプローチは特に高速で動くオブジェクトに対して自然なモーションブラーを提供できる可能性を持つ。
  • 類似機能を提供する業界の他プロジェクトや製品としては、UnityやUnreal Engineのようなゲームエンジンが提供するモーションブラー効果があり、これらは開発者にすでに広く利用されている。

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1件のコメント

 
GN⁺ 2024-03-05
Hacker Newsの意見

  • モーションブラーのトレードオフに関する議論

    • 画面上の動くオブジェクトを目で追うとき、本来であれば実際にはオブジェクトは鮮明に見えるはず。
    • 目の動きを追跡して相対的な動きに応じてブラーを適用するか、無限のリフレッシュレートでモーションブラーなしに処理する必要がある。
    • 現在の技術ではどちらも実用的ではなく、常に不自然に見えてしまう。
    • 優れた監督やゲームデザイナーは、観客の目がどう動くかを予測してシャッター速度やレンダリングブラーを選ぶ。

  • モーションブラーが非現実的に感じられる場合

    • ゲームでモーションブラーを使うと、映画の過剰な編集を連想させる安っぽい近似のように見えることがある。
    • 素早く動く、あるいは近くにあるオブジェクトに対してはモーションブラーに意味があるが、キャラクターが素早く振り向くときには過剰に使われがちである。
    • 頭や目を素早く動かすとき、ぼやけた画像ではなく新しい画像を見ることになり、中間のデータは脳が無視する。
    • ゲームで視点を移動するときにモーションブラーを加えると、新しい視界の提示が遅れてしまい、邪魔で非現実的である。

  • モーションブラーのレンダリングに関する歴史的概要

    • 2005年にシャッター効率のモデリングに関する古典的な論文が出る前は、すべてのVFXプロダクションレンダラーがボックスシャッターを使っていた。
    • "ジュラシック・パーク" や "マスク" のような映画で見られる極端なモーションブラーは、PhotoRealistic RenderManのボックスシャッターで作られていた。
    • 論文発表と同時に3Delightで初めて1:1実装が行われ、"シャーロットのおくりもの" で初めて使われた。
    • ピクサーも数年後にこの機能を追加し、"シャッターカーブ" と呼ぶ機能を現在では多くのオフラインレンダラーが使っている。

  • モーションブラーシミュレーションの非現実性

    • sRGB空間で非線形の輝度値を使って計算されるため、モーションブラーの不自然な印象が生まれる。
    • 物理現象をシミュレートするには線形の輝度値で処理し、最後にsRGBへ変換する必要がある。

  • 高リフレッシュレートディスプレイにおけるモーションブラー認識の変化

    • 240Hzディスプレイを使うと、モーションブラーの感じ方が変わる。
    • 従来のシャッターオプションとサインシャッターオプションの違いは、動いている状態では見分けにくい。
    • マウス操作の滑らかさと低遅延のために、240Hzディスプレイの使用を勧める。

  • モーションブラーの理論とシェーダーの動作原理

    • モーションブラーとは何か、理論的にどうあるべきかについての詳細な説明と、特定の "トーラスフィア" アニメーションにおけるシェーダーの動作原理の説明がある。
    • コードは理解しにくい場合があるため、その部分は役に立つ。

  • モーションブラーで構成されたオブジェクトの透明性の問題

    • モーションブラーで構成されたトーラスと球体が、ある時点で不透明に見えるのは奇妙である。

  • 人間の視覚システムのシミュレーションへの発展

    • フィルムカメラのシミュレーションを超えて人間の視覚システムをシミュレートすることは、現実に一歩近づくことを意味する。
    • シャッタータイプのモーションブラーは、セピア調の印刷、16 FPSの白黒映画、機械式シャッターの楕円形の車輪のような古い技術と見なせるかもしれない。

  • モーションブラーのオン/オフ比較デモの印象的な体験

    • モーションブラーをオン・オフできるデモによって、その違いを明確に認識できる。

  • モーションブラーを適用したアニメーションの視覚効果

    • 球の陰影が奇妙に見える理由は、実際には回転する "トーラス" だからである。
    • 最後と最初の段階のあいだにより長い時間があれば、球はもっとよく見えるかもしれないが、驚きの効果は薄れる可能性がある。