ΕΚΘΕΣΗ ΠΕΠΡΑΓΜΕΝΩΝ του Ευάγγελου Ι. Φιλιππίδη για τη συμμετοχή στο έργο «Εκπαιδευτική εμβάθυνση στις φυσικές καταστροφές υπό το πρίσμα των ψηφιακών τεχνολογιών» και επιστημονικό υπεύθυνο τον κ. Δημήτριο Εμμανουλούδη ΠΑΚΕΤΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3.2.2 «Δημιουργία photoreal περιβαλλόντων» Χρονικό Διάστημα: 1/10/2012 έως την λήξη του έργου. 1. Φωτορεαλισμός Ο φωτορεαλισμός (photorealism) είναι η τρισδιάστατη αναπαράσταση τοπίων, κτιρίων ή άλλων σχεδιαστικών αντικειμένων με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή, με πιστή αναπαράσταση των υλικών, των χρωμάτων και του φωτισμού, βάσει των δισδιάστατων σχεδίων του αντικειμένου. Οι φωτορεαλιστικές απεικονίσεις είναι πλέον απαραίτητες στην σημερινή εποχή για τον δασολόγο, αρχιτέκτονα, τον πολιτικό μηχανικό, τον σχεδιαστή, τον διακοσμητή και τον ιδιώτη γιατί σε αντίθεση με την παραδοσιακή κατασκευή μακετών, πλέον χρησιμοποιούν τα εξελιγμένα 3D προγράμματα με αποτέλεσμα να σχηματίζουν μια πληρέστερη άποψη του υπό κατασκευή μοντέλου ακόμα και από τα αρχικά του στάδια. Διευκολύνει τον μελετητή να κατανοήσει και να βελτιώσει το έργο του, παρέχοντας παράλληλα τη δυνατότητα ελέγχου και οριστικοποιήσης των χρωμάτων, των υλικών και της αισθητικής του έργου. Επιπροσθέτως δίνει την ευκαιρία στους μελλοντικούς αγοραστές να έχουν μία πλήρη άποψη για το αποτέλεσμα που πρέπει να περιμένουν από την ολοκλήρωση του υπό κατασκευή έργου. Ένα ακόμη πλεονέκτημα είναι πως με αυτόν τον τρόπο μειώνεται το κόστος από τις αλλαγές και τις διορθώσεις κατά την κατασκευή του έργου. - 1 -
Εικόνα 1. Φωτορεαλιστική απεικόνιση δασικού οικοσυστήματος. Οι φωτορεαλιστικές εικόνες είναι απεικονίσεις της αναπαράστασης του ψηφιακού μοντέλου με πληροφορίες υλικών και φωτισμού. Προκύπτουν από πολύπλοκη διαδικασία υπολογισμών, της φωτορεαλιστικής απεικόνισης ή rendering, και γίνεται με χρήση ειδικών αλγορίθμων από το λογισμικό. Φωτορεαλιστικές απεικονίσεις μπορεί να είναι όλα τα είδη προβολής του ψηφιακού μοντέλου. Ο μελετητής επιλέγει συγκεκριμένα επίπεδα προβολής ή σημεία παρατήρησης, στη συνέχεια διαμορφώνει τις οπτικές παραμέτρους για τη διαδικασία του φωτορεαλισμού. Το ψηφιακό μοντέλο απεικονίζεται με μεγάλη λεπτομέρεια ενώ το λογισμικό υπολογίζει μέσω της φωτορεαλιστικής απεικόνισης όλα τα οπτικά αποτελέσματα από τη χρήση των υλικών και του φωτισμού που ορίστηκαν. Με αυτόν τον τρόπο παράγονται φωτορεαλιστικά σχέδια και εικόνες στα οποία παρέχεται η δυνατότητα περαιτέρω επεξεργασίας στον Ηλεκτρονικό Υπολογιστή. Το φωτορεαλιστικό μοντέλο ή μοντέλο σκίασης χρησιμοποιείται στην προσομοίωση του τρόπου παραγωγής των εικόνων στον πραγματικό κόσμο και η απόδοση μίας σκηνής καθορίζεται από τις ιδιότητες των πηγών φωτισμού όπως επίσης από τις ανακλαστικές ιδιότητες των επιφανειών. - 2 -
Εικόνα 2. Φωτορεαλιστική απόδοση τοπίων. 2. Δημιουργία φωτορεαλιστικών εικόνων (photo real images) Α. Δημιουργία φωτορεαλιστικών εικόνων (photo real images) πλημμύρας με την βοήθεια του λογισμικού επεξεργασίας εικόνων Adobe Photoshop. Για την δημιουργία των εικόνων, χρησιμοποιήθηκε μια αρχική εικόνα πόλης (πριν την πλημμύρα) στην οποία έγινε όλη η φωτορεαλιστική επεξεργασία σε 16 βήματα, τα οποία αναλύονται παρακάτω. - 3 -
Bήμα 1 ο Ανοίξαμε την κύρια εικόνα και με το εργαλείο κλωνοποίησης (Clone Stamp tool) αφαιρέσαμε οντότητες που δεν χρειάζονται να υπάρχουν στην τελική εικόνα, όπως π.χ. το ζευγάρι των ηλικιωμένων που περπατάει. Δόθηκε ιδιαίτερη έμφαση στην κλωνοποίηση περιοχών πλησίον των οντοτήτων αυτών με την χρήση ειδικών εργαλείων βούρτσας έτσι ώστε να υπάρχει ομοιογένεια στο τελικό αποτέλεσμα. Bήμα 2 ο Στο επόμενο βήμα κόπηκε (αφαιρέθηκε) η περιοχή γύρω από τις άκρες των σκεπών, έτσι ώστε να μπορέσει να προστεθεί στην θέση της μία εικόνα θυελλώδη ουρανού (stormy sky). Για να γίνει αυτό χρησιμοποιήσαμε ως εργαλείο επιλογής το «Polygon Lasso Tool». - 4 -
Bήμα 3 ο Ανοίξαμε την εικόνα που απεικονίζει τον θυελλώδη ουρανό (Stormy Sky) και την τοποθετήσαμε ως τελευταίο στην σειρά των επιπέδων πληροφορίας ως "backdrop" layer. Στη συνέχεια, με την εντολή Transform, προσθέσαμε κάποια προοπτική στον ουρανό αλλάζοντας το μέγεθος της εικόνας, κρατώντας πατημένο το Command και μεταβάλλοντας τις γωνίες προς τα μέσα και κάτω ενώ εφαρμόσαμε τον τελικό μετασχηματισμό μετά από δοκιμές. - 5 -
Bήμα 4 ο Στην συνέχεια ανοίξαμε και τοποθετήσαμε μια εικόνα που απεικονίζει ένα κύμα (wave) στο κέντρο της εικόνας και χρησιμοποιήσαμε τη γόμα και μια μαλακή βούρτσα για αυτό. Έγινε μεγέθυνση και διαγραφή των κομματιών που δεν ήταν επιθυμητά και ρυθμίσεις στην φωτεινότητα / αντίθεση (Brightness/Contrast) όπως εμφανίζονται στην παρακάτω εικόνα. Επίσης έγιναν ρυθμίσεις στην Απόχρωση/Κορεσμό (Hue/Saturation), όπως φαίνονται στην παρακάτω εικόνα. Με την εφαρμογή των ανωτέρω ρυθμίσεων η εικόνα ήρθε στην παρακάτω μορφή. - 6 -
Bήμα 5 ο Σε αυτό το βήμα, προστέθηκαν ένα-ένα όλα τα αρχεία εικόνων που απεικονίζουν το νερό και με εφαρμογή ελεύθερου μετασχηματισμού (στρέβλωση) έγινε αλλαγή στην προοπτική της εικόνας με παράλληλη διαγραφή των αιχμηρών άκρων «hard edges». Όπου χρειάστηκε έγινε κλωνοποίηση κάποιων περιοχών για να γεμίσει πλήρως η εικόνα με την πληροφορία που θέλαμε (νερό). - 7 -
Ψηφιακή Σύγκλιση Στις παρακάτω εικόνες διακρίνονται οι φάσεις της δημιουργίας του πλημμυρικού νερού. -8-
- 9 -
Bήμα 6 ο Αφού έχουμε ταξινομήσει και συγχωνεύσει όλα τα επίπεδα πληροφορίας που σχετίζονται με το νερό σε ένα, εφαρμόσαμε τις ακόλουθες ρυθμίσεις που σχετίζονται με την ισορροπία των χρωμάτων της εικόνας (Color Balance). - 10 -
Μετά τις ρυθμίσεις αυτές η υφή του νερού έγινε καλύτερη, με μπλε χρώμα το οποίο ταυτίστηκε με το χρώμα του κύματος που είδαμε στα προηγούμενα βήματα. Τέλος ενώσαμε το επίπεδο πληροφορίας των κυμάτων και του νερού σε ένα. Bήμα 7 ο Στην συνέχεια απενεργοποιήσαμε το επίπεδο πληροφορίας του «νερού», έτσι ώστε να μείνει μόνο με το σκηνικό με τον ουρανό. Με το εργαλείο «Burn Tool» επιλέχθηκαν στιγμιότυπα στο 50% της έκθεσης (exposure) και με ένα σετ εργαλείων με μαλακές βούρτσες έγιναν πιο σκούρες οι στέγες των σπιτιών, καθώς και ο ουρανός δίπλα σε αυτές. - 11 -
Κατόπιν χρησιμοποιήσαμε την παρακάτω εικόνα και την τοποθετήσαμε στην δεξιά πλευρά του δρόμου σε απόσταση. Με την χρήση μιας μαλακής γόμας καταργήσαμε τις αιχμηρές άκρες (sharp edges) και την συγχωνεύσαμε με το υπόλοιπο «σκηνικό». Τα αποτελέσματα αυτού του βήματος φαίνονται στην εικόνα που ακολουθεί. - 12 -
Bήμα 8 ο Σε αυτό το βήμα, με ενεργό το επίπεδο πληροφορίας του νερού, τακτοποιήθηκαν οι περιοχές γύρω από τις άκρες της εικόνας, χρησιμοποιώντας μια μαλακή γόμα. Στη συνέχεια, επιλέχθηκε το εργαλείο «Smudge Tool» και μια βούρτσα πάχους 20px με τη επιλογή των παρακάτω ρυθμίσεων. - 13 -
- 14 -
Το αποτέλεσμα τις διαδικασίας αυτής φαίνεται στην παρακάτω εικόνα, στην οποία παρατηρούμε ότι έγινε πιο ρεαλιστικό το χτύπημα του νερού πάνω στις σταθερές επιφάνειες (κτίρια, αυτοκίνητα, κ.λπ.). - 15 -
Bήμα 9 ο Στο βήμα αυτό επιλέχθηκε το επίπεδο πληροφορίας του «σκηνικού» και έγιναν ρυθμίσεις στην ισορροπία των χρωμάτων ως ακολούθως: - 16 -
Το αποτέλεσμα φαίνεται στην εικόνα που ακολουθεί. Bήμα 10 ο Στο βήμα αυτό χρησιμοποιήσαμε αρχεία εικόνων με παφλασμούς τα οποία τα ανοίξαμε ένα-ένα και τα προσθέσαμε στα ήδη διαθέσιμα επίπεδα πληροφορίας. Στην συνέχεια, τοποθετήθηκαν πάνω στην κεντρική εικόνα και χρησιμοποιήσαμε τον μετασχηματισμό της στρέβλωσης (warp) για να αποδώσουμε τις καμπύλες που θέλουμε και να δημιουργήσουμε αποτελεσματικές πιτσιλιές με ταυτόχρονη διαγραφή τυχόν ανεπιθύμητων περιοχών. - 17 -
Η εφαρμογή των ανωτέρω ρυθμίσεων έγινε κυρίως στα δύο απεικονιζόμενα αμάξια και στους τοίχους των κτιρίων του δρόμου, τονίζοντας έτσι την αίσθηση της κίνησης του νερού στην τελική εικόνα. Bήμα 11 ο - 18 -
Το βήμα αυτό είχε να κάνει με μικροαλλαγές στα χρώματα βασικών χαρακτηριστικών της εικόνας (νερό, ουρανός, κτίρια) και συγκεκριμένα με την διαδικασία του κορεσμού/αποκορεσμού (saturate/desaturate). Bήμα 12 ο Στο βήμα αυτό προστέθηκε ομίχλη χρησιμοποιώντας ένα μπλε χρώμα από το νερό της εικόνας και το εργαλείο σταγονόμετρου (Eyedropper Tool). Κατόπιν επιλέχθηκε το εργαλείο Gradient με τις παρακάτω ρυθμίσεις. Τα αποτελέσματα δίνονται στις παρακάτω εικόνες. - 19 -
Bήμα 13 ο Σε αυτό το βήμα έχει προστεθεί η βροχή. Για την κατασκευή αυτής, δημιουργήσαμε ένα νέο επίπεδο πληροφορίας και το γεμίσαμε με μαύρο χρώμα. Κατόπιν χρησιμοποιήσαμε την προσθήκη θορύβου (add noise) με τις ακόλουθες ρυθμίσεις. - 20 -
Κατόπιν εφαρμόσαμε το φίλτρο Motion Blur χρησιμοποιώντας τις ακόλουθες ρυθμίσεις. - 21 -
Μετά έγινε προσαρμογή των επιπέδων των χρωματικών τόνων χρησιμοποιώντας τις ακόλουθες ρυθμίσεις. Τέλος με την εφαρμογή «ελεύθερου μετασχηματισμού» το επίπεδο της βροχής ( rain layer) κάλυψε ολόκληρη την οθόνη. Bήμα 14 ο - 22 -
Στο βήμα αυτό προτέθηκαν και άλλα αντικείμενα, όπως ένα ακόμη αυτοκίνητο και μερικά κύματα (waves) για να «γεμίσει» το κέντρο της εικόνας. Bήμα 15 ο Τέλος στο βήμα αυτό εφαρμόστηκαν μίξεις διαβαθμισμένων χρωμάτων (pastels) χρησιμοποιώντας την επιλογή Gradient Map. Οι ρυθμίσεις φαίνονται στις παρακάτω εικόνες. - 23 -
Bήμα 16 ο Στην συνέχεια προστέθηκε κάποιο βάθος στην εικόνα χρησιμοποιώντας το εργαλείο Blur (στο 20%) με το οποίο θολώσαμε εσκεμμένα την εικόνα του σκηνικού στο βάθος και τις οροφές των κτιρίων. - 24 -
Τέλος αυξήσαμε την οξύτητα (sharpen) στην εικόνα για να δοθεί έμφαση ακόμη και στις μικρές λεπτομέρειες. Το τελικό αποτέλεσμα δίνεται στην εικόνα που ακολουθεί. Β. Με παρόμοιο τρόπο δημιουργήθηκαν φωτορεαλιστικές εικόνες πυρκαγιάς σε δασικό οικοσύστημα. Παρακάτω παρατίθενται οι σχετικές εικόνες. - 25 -
- 26 -
- 27 -