Úvod

2D stabilizácia videa je významná črta postavená na schopnostiach snímania významných čŕt obrázka Blendera: Pomocou niektorých snímacích bodov môžete z videozáznamu odstrániť chvenie, nárazy a trhanie. Stabilizácia obrazu je zvyčajne súčasťou 2D pracovného postupu na prípravu a zlepšenie záberov pred ďalšími krokmi spracovania alebo modelovania. Táto stránka pomáha pochopiť, ako funguje, uvádza súvisiace termíny a pojmy, podrobne opisuje dostupné ovládače rozhrania a nakoniec poskytuje niekoľko tipov na použitie v praxi.

Typické scenáre použitia stabilizátora:

• Odstrániť drobné nedostatky (roztrasený statív, trhnutie pri pohybe kamery).

• „Pevná kamera chudobných“ (keď skutočná pevná kamera nebola k dispozícii, cenovo dostupná alebo použiteľná).

• Ako príprava na maskovanie, prispôsobenie a rotoskopiu.

Pri 2D stabilizácii sa nezriedka stretávame s nedokonalými a pokazenými zábermi.

Ako to funguje

Na detekciu rušivého pohybu v danom zábere budeme predpokladať zjednodušený model tohto pohybu. Potom sa pokúsime prispôsobiť pohyb snímaných významných čŕt tomuto zjednodušenému modelu, aby sme získali kompenzáciu. Samozrejme, funguje to len do tej miery, do akej je náš model adekvátny - v praxi však tento zjednodušený prístup funguje prekvapivo dobre aj pri pomerne komplikovaných záberoch, kde bol náš základný predpoklad len aproximáciou oveľa komplikovanejších pohybov.

Tento zjednodušený model, ktorý je základom 2D stabilizácie, ako je tu implementovaný, predpokladá pohyb pomocou afinitnej lineárnej transformácie:

• Kamera je posúvaná hore/dole/do strán nejakým premiestňovacím komponentom.

• Obrázok sa potom nakloní a mení mierku okolo otočného bodu (stred otáčania).

Na kompenzáciu pohybu podľa tohto zjednodušeného modelu postupuje 2D stabilizátor v dvoch krokoch. Najprv sa pokúsi zistiť posuv premiestnenia z váženého priemeru všetkých bodov snímania premiestnenia. Po kompenzácii tohto komponentu premiestnenia potom použije ďalšie body snímania rotácia/mierka na detekciu rotácie okolo daného otočného bodu. Opäť zisťuje zmeny rotácie a mierky prostredníctvom váženého priemeru všetkých daných snímacích bodov rotácie/mierky.

V aktuálnej verzii je otočný bod ukotvený v ťažisku bodov snímanie premiestnenia. Zistené premiestnenie je už teda v skutočnosti zohľadnené. V niektorých prípadoch to nie je optimálne, najmä ak majú stopy medzery alebo nepokrývajú celé trvanie záznamu - v budúcich verziách plánujeme ďalšie možnosti lepšieho ovládania otočného bodu.

Stabilizácia stôp

Preto ako základ pre akúkoľvek stabilizáciu obrazu potrebujeme snímané významné črty obrázku na odvodenie pohybov. Tieto snímané body alebo „stopy“ možno vytvoriť komponentom Blenderu Snímanie významných čŕt obrázka. Správny výber bodov na snímanie je trochu zložitý, ale pre úspešnú stabilizáciu obrazu rozhodujúci. Často sme tu preto, že sa budeme musieť vysporiadať s nedokonalými zábermi. V takýchto prípadoch pomáha spriemerovanie stôp, aby sme v určitom bode mohli pracovať s chybami obrazu alebo snímania. Okrem toho, ak zábery obsahujú perspektívou vyvolané pohyby, symetricky umiestnené snímacie body nad a pod horizontom možno použiť na zrušenie falošných pohybov a dostať stabilizáciu do ohniskovej oblasti medzi nimi.

Rozdielne pohyby spôsobené perspektívou.

Stopy je možné pridávať v dvoch skupinách:

1. V prvom rade je to zoznam stôp, ktoré sa majú použiť na kompenzáciu skokov v umiestnení kamery. Zo všetkých snímaných bodov pridaných do tejto skupiny vypočíta vážený priemer. Potom sa snaží udržať túto priemernú polohu konštantnú počas celého záberu. Preto je dobré používať značky snímania v blízkosti najdôležitejšieho objektu a sústredené okolo neho.

2. Druhý výber stôp sa používa na udržanie konštantného natočenia a mierky obrazu. Pre oba výbery môžete použiť rovnaké stopy. Zvyčajne je však najlepšie použiť snímacie body s veľkou vzdialenosťou od stredu obrazu a symetricky, na oboch stranách, aby sa presnejšie zachytili uhlové pohyby. Podobne ako v prípade „umiestnenia“ vypočíta priemerný uhlový príspevok a potom sa snaží udržať túto hodnotu konštantnú počas celého záberu.

Zábery, Obrázok a Plátno

Keď hovoríme o stabilizácii pohybu videa, musíme rozlišovať niekoľko referenčných snímok. Obrazové prvky, ktoré sa v zázname nachádzajú, sa nepravidelne pohybujú v rámci pôvodných hraníc obrazu záberu - práve preto používame stabilizátor. Keď bol náš pokus o stabilizáciu úspešný, prvky obrázku možno teraz považovať za stabilné, zatiaľ čo výmenou za to okraje obrázku záberu nadobudli nepravidelný pohyb a poskakujú opačným smerom. Toto je bezprostredný dôsledok činnosti stabilizátora.

Keďže skutočné prvky obrázku, t. j. predmet nášho záberu, môžeme teraz považovať za stabilné, môžeme ich použiť ako nový referenčnú snímku: považujeme ich za pripevnené k pevnému pozadiu, ktoré nazývame plátno. Zavedenie tohto pojmu „plátno“ pomáha riešiť zámerné pohyby kamery. A okrem toho prináša ďalšiu výhodu: veľmi často sa stáva, že pixely videozáznamu nie sú štvorcové. Preto musíme tieto pixely roztiahnuť a rozšíriť, skôr než budeme schopní vykonať akúkoľvek rozumnú stabilizáciu rotácie. Plátno sa tak z definície stáva referenciou pre neskreslené zobrazenie obsahu obrázku.

Ak však bola kamera zámerne presunutá, musíme vziať do úvahy ešte jeden referenčnú snímku mimo plátna: konkrétne snímku (alebo „rámec“) výsledného obrázku, ktorý chceme vytvoriť. Aby sme pochopili tento rozdiel, uvažujme o zábere z ruky, ktorý sa posúva doprava: Keďže naša kamera bol otočený na pravú stranu, skutočný obsah obrázku sa posunie smerom doľava vnútri pôvodnej snímky obrázku. Predpokladajme však, že stabilizátor úspešne „zafixoval“ akýkoľvek obsah obrázku vzhľadom na plátno - čo zase znamená, že hranice pôvodného obrázku sa začnú nepravidelne posúvať smerom k pravej strane a obsah obrázku začne postupne miznúť za ľavou hranicou pôvodného obrázku. Po určitom čase posúvania stratíme všetok pôvodný obsah a uvidíme len prázdne čierne pozadie obrázku. Jediným riešením, ako sa s týmto problémom vysporiadať, je posunúť poslednú snímku obrázku pozdĺž vpravo a tak sledovať pôvodne zamýšľaný pohyb posúvania po panoráme. Samozrejme, tentoraz chceme tento novo pridaný pohyb posúvania vykonať plynulo a čisto.

Stabilizácia záberu posuvu po panoráme.

Obnovenie očakávaného pohybu kamery.

Na umožnenie takejto kompenzácie a opätovné zavedenie zámerného posúvania alebo nakláňania a približovania výsledného obrazu ponúka stabilizátor špeciálnu súpravu ovládačov: Očakávaná poloha, Očakávaná rotácia a Očakávané mierka. Tieto sa správajú ako ovládače virtuálnej kamery snímajúcej obsah, ktorý sme upevnili na plátno. Animovaním týchto parametrov dokážeme plynule vykonávať všetky druhy zámerných pohybov kamery.

„Tancujúce“ čierne okraje

Ako bolo vysvetlené vyššie, keď sa nám podarí stabilizovať obsah obrázku, okraje pôvodného záznamu začnú skákať v opačnom smere ako kompenzované pohyby. Je to nevyhnutné - avšak veľmi nepríjemné, pretože vzhľadom na nepravidelnú povahu týchto pohybov majú tieto „tancujúce čierne okraje“ tendenciu odvádzať pozornosť od skutočného objektu a vnášajú nepríjemný nepokoj. Naším cieľom teda musí byť tieto tancujúce okraje čo najlepšie skryť. Jednoduchým riešením je pridať malé priblíženie. Niekedy budeme musieť animovať aj parameter Očakávaná pozícia, aby sme obrázok čo najlepšie vycentrovali – to pomôže znížiť množstvo priblíženia potrebné na odstránenie týchto nepríjemných okrajov.

Funkcia Automatická mierka sa dá použiť na nájdenie minimálneho priblíženia, ktoré stačí na úplné odstránenie týchto čiernych okrajov. Ak však kamera veľa skáče, funkcia Automatická mierka často príliš priblíži, najmä preto, že cieľom tohto výpočtu je nájsť jeden statický faktor priblíženia pre celé trvanie záznamu. Keď sa to stane, zvyčajne dosiahnete celkovo lepšie výsledky s ručnou animáciou faktora priblíženia aj očakávanej polohy.