Desfoque de movimento em todos os intervalos (2022)

Exploração extrema do desfoque de movimento

• Observações e ideias sobre quais resultados aparecem quando o desfoque de movimento é aplicado de forma extrema.
• Em filmes e vídeos, o desfoque de movimento é usado para ajudar a percepção a se aproximar de cenas naturais.
• O objetivo é minimizar a diferença entre a percepção do movimento em cenas naturais e a percepção de cenas reproduzidas em vídeo.

Percepção do movimento em cenas naturais

• A visão humana começa quando a luz atinge a retina e passa pelo processo de fototransdução.
• A fototransdução não é instantânea, e esse atraso pode ser modelado como uma suavização do estímulo luminoso ao longo do tempo.
• Explora a relação entre o fenômeno natural de borrão já existente, o "motion smear", e o motivo de adicionar desfoque de movimento artificial ao vídeo.

Percepção da cena na tela

• Análise da imagem percebida ao ver uma cena em uma tela com taxa de quadros limitada.
• Vídeos sem desfoque de movimento parecem quadros sobrepostos, mas vídeos com desfoque de movimento oferecem uma percepção mais próxima de uma cena natural.

Função de obturador para tornar a tela mais natural

• Aplica uma função de obturador ao desfoque de movimento tradicional para melhorar a continuidade do movimento.
• Em vez de fazer a média de todos os instantes dentro do quadro, a função de obturador dá mais peso ao instante central do quadro para minimizar a diferença de percepção.

Torospheres e uma abordagem irracional

• O objetivo é criar uma animação infinita com desfoque de movimento usando shaders em tempo real.
• Implementa "desfoque de movimento volumétrico integrado" integrando uma função de densidade ao longo do tempo com volume ray casting.

Esfera com desfoque de movimento

• Simplifica o problema em um corte 2D para encontrar a densidade de desfoque de movimento de uma esfera em órbita.
• Calcula o desfoque de movimento por meio de uma função de densidade que determina quando a esfera entra e sai em um ponto específico da órbita.

Toro com desfoque de movimento

• Aplica o mesmo processo ao toro para calcular o desfoque de movimento.
• O corte vertical 2D de um toro é chamado de "seção espírica", e por meio dele obtém-se a função de densidade.

Combinando todos os elementos

• Combina os elementos usando volume ray casting padrão e executa a animação com interação básica de mouse/toque.
• Como pode não funcionar bem em todos os dispositivos, é possível encontrar um vídeo pré-renderizado e o shader no Shadertoy.

Opinião do GN⁺

• O desfoque de movimento é uma técnica importante para fazer com que o movimento pareça natural em vídeos ou animações, e este artigo explora os efeitos visuais e as abordagens técnicas quando ele é aplicado de forma extrema.
• Em gráficos em tempo real, a implementação de desfoque de movimento é um elemento importante em jogos e mídias interativas, e este artigo oferece insights sobre sua implementação por meio de shaders em tempo real.
• Técnicas como volume ray casting são usadas na renderização de cenas 3D complexas, e este artigo as combina com desfoque de movimento para criar novos efeitos visuais.
• Ao adotar essa técnica, é preciso considerar desempenho e capacidade de processamento em tempo real, e a abordagem apresentada neste artigo tem potencial para oferecer desfoque de movimento natural especialmente para objetos que se movem rapidamente.
• Outros projetos ou produtos do setor com recursos semelhantes incluem os efeitos de desfoque de movimento oferecidos por engines de jogos como Unity e Unreal Engine, que já são amplamente usados por desenvolvedores.

[GN⁺]

Comentários do Hacker News

• Discussão sobre os trade-offs do motion blur

  • Ao acompanhar com os olhos um objeto em movimento na tela, na verdade o objeto deveria ficar nítido.
  • Seria preciso rastrear o movimento dos olhos e aplicar blur de acordo com o movimento relativo, ou então processar sem motion blur com uma taxa de atualização infinita.
  • Com a tecnologia atual, nenhuma das duas opções é prática, então inevitavelmente sempre parecerá errado.
  • Um bom diretor ou game designer prevê como os olhos do público vão se mover e escolhe a velocidade do obturador ou o blur de renderização com base nisso.

• Casos em que o motion blur parece irreal

  • Em jogos, usar motion blur pode parecer uma aproximação barata que lembra a edição excessiva de filmes.
  • O motion blur faz sentido para objetos muito rápidos ou muito próximos, mas é usado em excesso quando o personagem gira rapidamente.
  • Quando movemos a cabeça ou os olhos rapidamente, vemos uma nova imagem, não uma imagem borrada, e o cérebro ignora os dados intermediários.
  • Adicionar motion blur ao mover a câmera em jogos atrasa a apresentação da nova visão, atrapalha e soa irreal.

• Visão histórica da renderização de motion blur

  • Antes do artigo clássico de 2005 sobre modelagem da eficiência do obturador, todos os renderizadores de produção de VFX usavam box shutter.
  • O motion blur extremo visto em filmes como "Jurassic Park" e "The Mask" foi criado com o box shutter do PhotoRealistic RenderMan.
  • No momento da publicação do artigo, a primeira implementação 1:1 foi feita no 3Delight, e usada pela primeira vez em "Charlotte's Web".
  • Alguns anos depois, a Pixar também adicionou esse recurso e o chamou de "shutter curve", que hoje é usado por muitos renderizadores offline.

• A falta de realismo na simulação de motion blur

  • O cálculo é feito no espaço sRGB com valores de brilho não lineares, o que contribui para a sensação irreal do motion blur.
  • Para simular um fenômeno físico, é preciso processar com valores de brilho lineares e converter para sRGB no final.

• Mudança na percepção do motion blur em displays de alta taxa de atualização

  • Ao usar um display de 240Hz, a percepção do motion blur muda.
  • Em movimento, é difícil distinguir a diferença entre as opções tradicionais de obturador e a opção de obturador senoidal.
  • Recomenda-se usar um display de 240Hz pela suavidade do movimento do mouse e pela baixa latência.

• Teoria sobre motion blur e como o shader funciona

  • Há uma explicação detalhada sobre o que é motion blur, como ele deveria ser em teoria e como funciona o shader de uma animação específica de "torosphere".
  • Como o código pode ser difícil de entender, essa parte é útil.

• Problema de transparência em objetos compostos com motion blur

  • É estranho que o toro e a esfera compostos com motion blur pareçam opacos em certo momento.

• Avanço rumo à simulação do sistema visual humano

  • Ir além da simulação de câmera de filme e simular o sistema visual humano é um passo a mais em direção à realidade.
  • O motion blur baseado em tipos de obturador pode ser visto como uma tecnologia ultrapassada, como impressões em tom sépia, filmes em preto e branco a 16 FPS e rodas elípticas de obturadores mecânicos.

• Experiência impressionante com o demo comparando motion blur ligado/desligado

  • Com um demo em que é possível ativar e desativar o motion blur, dá para perceber claramente a diferença.

• Efeito visual da animação com motion blur

  • O motivo de o sombreamento da bola parecer estranho é que, na verdade, ela é um "torus" em rotação.
  • Se houvesse um intervalo maior entre a última e a primeira etapa, a bola poderia parecer melhor, mas o efeito de surpresa poderia diminuir.