Finding Light Positions

Finding Light Positions

シーンを解析した後、主光源の位置または少なくとも方向を計算するのにSynthEyesを使うことができます。セットのスポットライトの位置や屋外の太陽への方向を測定できます。照明の位置を知っていることは、CGシーンをライブフッテージと合わせるのに役立ちます。
SynthEyesは、光源を見つけるために、影かハイライトを使うことができます。影のトラッキングのために、影を投射している物と影自体の両方のトラッキングしなければなりません。そして、各々の三次元位置を決定します。ハイライト追跡のために、動いているハイライト（主に２次元で）を追います、そして、正確にハイライトが反映されるジオメトリにマッチする3Dメッシュ（一般に外部モデルアプリケーションまたはSynthEyes3Dプリミティブから）を作製しなければなりません

 

Lights from Shadows　影からのライト

BigBallシーン例からの下記の画像で、2つのスーパーバイズトラッカーを考えてください。

1つはティーカップの注ぎ口をトラッキングします、もう一つはテーブルで注ぎ口の影をトラッキングします。シーン解析後ならば、双方

ともの三次元位置を得ています。この状況で光を見つける手順は、以下の通りです。

Lighting Control Panel に切り替えてください。New Lightボタン、そしてNewレイボタンをクリックしてください。カメラビューで、注ぎ口のトラッカー、それから注ぎ口の影のトラッカーをクリックしてください。

もし光が太陽であるならばFar-away光チェックボックスをオンにします、光の方向がシーンのどこでも同じだからです。
ここでは、チェックボックスをOFFし、ターゲットからの距離を遠ざけるために距離スピナーを100にセットしました。

現在、光は、1つのトラッカーからもう一つのトラッカーへ影を落とすように位置しています。
3Dビューでそれを見ることができます。どのメッシュオブジェクト上の光でも光の位置を反映するために変化します、そして、パースペクティブビューの中で影を見ます。注ぎ口が2つの影を落しているため、第2の光のためにこの方法を繰り返します。このシーンは、Teacup.sniです。

そのシーンが同じ一つの光による2つの異なるティーポット-タイプセットアップ（前出のような例）を含んでいれば、1つの光源に2つの光線を位置させ、距離によらずに、光の3D位置を三角測量することができます。

SynthEyesはもう一つの重要なケースを取り扱います、そこで、影を投げている壁、フェンスまたは他の線形特徴があります、しかし、一つの点も影をもう一つの一つの点にも投げるということができません。その代わりに、あなたは点が同等に影をどこかに投げるということを知っているかもしれません、あるいは、線は点の上に影を投げます。これは、光が特定の三次元フィールドにだいたい落ちるということを知っていることに等しいです。それが削る2で、あなたは光の方向を確認することができます;4で、あなたは三次元ものでそれを見つけることができるかもしれません。

SynthEyesはもう一つの重要なケースを取り扱います、そこで、影を投げている壁、フェンスまたは他の線形特徴を持ちます、しかし、シングル・ポイントが影をもう一つのシングル・ポイントに投げると設定することができません。
その代わりに、だいたい1ポイントがラインに、あるいは、ラインが1ポイントの上に影を投げかけるということを知っているかもしれません。これは、ライトがだいたい特定の３Ｄの水平面に落ちるということを知っていることに等しいです。2つの平面があればライトの方向は決定することができます。4面あれば3次元位置まで特定することができます。SynthEyesに平面の制限を設定するために、2つの異なる光線をセットアップする必要があります。たとえば普通のトラッカーと壁/フェンス/等上にあるポイントで1つと、その他の普通のトラッカーと他の壁/フェンス/等にあるポイントを含んでいる他の光線などです。

Lights from Highlights

If you can place a mesh into the scene that exactly matches that portion of the scene's geometry, and if there is a specular highlight reflected from that geometry, you can determine the direction to the light, and potentially its position as well.

To illustrate, we’ll overview an example shot, BigBall. After opening the shot, it can be tracked automatically or with supervised trackers (symmetric trackers will work well). If you auto-track, kill all the trackers in the interior of the ball, and the reflections on the teapot as well.

Set up a coordinate system as shown above—the tracker at lower left is the origin, the one at lower right is on the left/right axis at 11.75”, and the tracker at center left is on the floor plane. Solve the shot. [Note: no need to convert units, the 11.75” could be cm, meters, etc.]

Create symmetric supervised trackers for the two primary light reflections at center top of the ball and track them though the shot. Change them both to zero-weighted trackers (ZWT) on the tracker panel—we don’t want them to affect the 3-D solution.

To calculate the reflection from the ball, SynthEyes requires matching geometry. Create a sphere. Set its height coordinate to be 3” and its size to be 12.25”. Slide it around in the top view until the mesh matches up with the image of the ball. You can zoom in on the top view for finer positioning, and into the camera view for more accurate comparison.

The lighting calculations can be more accurate when vertex normals are available. In your own shots, you may want to import a known mesh, for example, from a scan. In this case, be sure to supply a mesh that has vertex normals, or at least, use the Create Smooth Normals command of the Perspective window.

On thelighting control panel, add a new light, click the New Ray button, then click one of the two highlight trackers twice in succession, setting that tracker as both the Source and Target. The target button will change to read “(highlight)” Raise the Distance spinner to 48”, which is an estimated value (not needed for Far-away lights). From the quad view, you’ll see the light hanging in the air above the ball, as in reality. Add a second light for the second highlight tracker.

If you scrub through the shot, you’ll see the lights moving slightly as the camera moves. This reflects the small errors in tracking and mesh positioning. You can get a single average position for the light as follows: select the light, select the first ray if it isn’t already by clicking “>”, then click the “All” button. This will load up your CPU a bit as the light position is being repeatedly averaged over all the frames. This can be helpful if you want to adjust the mesh or tracker, but you can avoid further calculations by hitting theLockbutton. If you later change some things, you can hit the Lock button to cause a recalculation.

In favorable circumstances, you willnot need an approximate light heightor distance. The calculation SynthEyes is making with All or Lock selected is more than just an average—it is able to triangulate to find an exact light position. As it turns out, often, as in this example shot, the geometry of the lights, mesh, and camera does not make that accurately possible, because the shift in highlight position as the camera moves is generally quite small. (You can test this by turning the distance constraint down to zero and hitting Lock again.) But it may be possible if the camera is moving extensively, for example, dollying along the side of a car, when a good mesh for the car is available.