Оглавление 
 
 

 

Реферат 

    Список  ключевых слов: морфинг, множественный  морфинг, интерполяция, алгоритм Безье, точки соответствия, матрица, сетка матрицы.

    Рассмотрены основные методы разработки эффекта морфинга изображений с Delphi.

    Выполнена работа, реализующая в Delphi редактор морфинга изображений.

    Объем работы — 40 страниц, количество иллюстраций – 7, использовано источников – 8.

 

Введение

 

    Морфинг — это видеоэффект, заключающийся в плавном перетекании одного изображения в другое. Иногда морфингом называют эффект наплыва, когда одна сцена затемняется или затуманивается, а вторая в это время проявляется все резче и сменяет первую. Однако лучше разделять эти понятия. В отличие от наплыва, морфинг обеспечивает соответствие характерных (наиболее привлекающих внимание) точек и контуров начального и конечного изображений. Например, преобразование одного лица в другое, при котором задается соответствие положения характерных точек глаз, носа и т.д.

    Существует  целый ряд программ для морфинга на ПК, позволяющих быстро создавать  интересные эффекты. За несколько минут  можно сделать видеоролик, превращающий ребенка в пожилого человека, одно животное в другое, изменить марку  автомобиля и т.д. Морфинг-роликом можно украсить скринсейверы, web-страницы, рекламные и музыкальные клипы, видеофильмы, образовательные ролики, презентации, поздравительные открытки и т.п.

    Целью данной работы является разработка в среде Delphi редактора морфинга изображений.

    Исходя из поставленной цели, были определены следующие задачи:

• рассмотреть понятие морфинга изображений;
• изучить существующие программы, реализующие морфинг изображений;
• подобрать изображения для эффекта морфинга;
• разработать алгоритм отображения морфинга.

 

Глава 1. Морфинг – преобразование изображений

1.1 Использование морфинг изображений

 
 

    В наши дни по телевидению в рекламе, фильмах, просто заставках можно  увидеть эффект "переливания" одного изображения в другое - "морфирование изображений": будь то превращение человекаоборотня в волка, галерея лиц в клипе Майкла Джексона, трансформация Терминатора 2 - действие происходит так плавно, что даже трудно уловить, на каком мгновении предмет потерял все признаки предыдущей формы и приобрёл новые. Подобные эффекты можно получить с помощью различных программных преобразований, одним из которых является морфинг.

    Морфинг - это плавное "превращение" одного изображения в другое, во время  которого конкретный элемент первого  изображения "перетекает" в элемент второго изображения. Например, при морфировании одного автомобиля в другой, колесо первого превращается в колесо второго. Компьютер не может выполнить морфинг двух изображений самостоятельно - сначала художнику требуется задать соответствие элементов первого изображения элементам второго, а также другие параметры, пользуясь специальным редактором. Способ задания соответствия зависит от редактора - это могут быть точки, линии, полигоны. Сам морфинг можно разбить на три части: warping, tweening и dissolving.

    Warping (коробить, искривлять) - преобразование  изображения, при котором оно  в отдельных областях сжимается  и растягивается - как будто изображение нанесено на резину. Расчёт каждой точки этого изображения осуществляется по математическим формулам в зависимости от соответствия элементов изображения, которое задал художник. Во время warping'а элементы изображения пытаются принять положение и форму элементов второго изображения.

    Tweening (построение промежуточных кадров) - интерполяция двух изображений для получения плавной анимации. Например, если соответствие элементов изображений задано точками, то интерполяцией положений точек можно получить промежуточные соответствия.

    Dissolving (растворять, в кино cross-dissolving - затемнение  одной сцены и осветление другой) - слияние двух изображений, при котором в качестве цвета каждой точки нового изображения берётся смесь цветов соответствующих точек двух исходных изображений в заданной пропорции.

    Tweening применяет warping для интерполированных  точек, то есть позволяет получить промежуточные фазы (вверху показаны конечные кадры). Dissolving объединяет два полученных изображения в одно. В целом при морфинге первый автомобиль плавно пытается принять форму второго, а второй, приняв форму первого, пытается вернуться к нормальной форме. Dissolving смешивает изображения, при этом изображение первого автомобиля постепенно затухает, а второго - появляется. 

    1.2 Основные понятия и определения

 
 

    Single morph (одиночный морфинг) — морфинг исходного изображения (source image) в итоговое (target image). Обычно программа для морфинга позволяет сгенерировать либо видеоролик (плавное перетекание одного изображения в другое), либо серию промежуточных изображений.

    Photo to photo-morphing (фото в фотоморфинг) — морфинг исходного изображения в результирующее, при котором результатом является серия статичных изображений, иллюстрирующих перетекание, или одно изображение, имеющее по 50% от двух исходных.

    Например, при морфинге изображений двух братьев  можно получить изображение их виртуального третьего брата, который будет иметь по 50% черт каждого из братьев, или при морфинге изображения мужчины в изображение женщины — изображение их виртуального ребенка.

    Для того чтобы создать реалистичный морфинг-проект, необходимо подобрать  изображения и подготовить их с помощью фоторедактора. Некоторые морфинг-программы имеют встроенные функции фоторедактирования, другие предполагают, что подготовительная стадия выполняется во внешнем приложении, например в программе Photoshop. Обычно сначала необходимо отредактировать фон, размеры изображений, освещение, резкость и т.д.

    Photo to video-morphing (фото в видео) — морфинг исходного изображения в результирующее, при котором результатом является видеоролик.

    Video to video morphing (видео в видео) — морфинг на базе двух видеороликов.

    Multiple morph — множественный морфинг, то есть морфинг серии превращений. Например, последовательное изменение лица представителей различных рас в клипе «Black or White» Майкла Джексона — типичный пример множественного морфинга.

    Еще более сложным, по сравнению с  множественным морфингом лиц  людей разных рас, является множественный  морфинг мало похожих объектов. Например, плавное преобразование человека в  различных животных. Для создания столь сложного множественного морфинга важно иметь общую визуальную тему — задний фон, какой-либо неизменный элемент, присутствующий на всех кадрах. Чем больше похожи фотографии по композиции (одинаковый центр композиции), тем более убедительным будет результат. Мозг человека устроен так, что в большей степени отслеживает плавность перехода в точке, которая концентрирует его внимание, а плавность морфинга на удалении от этой точки менее критична.

    Anchor points, control points, key dots1 (якорные точки, контрольные точки, реперные точки, ключевые точки, точки соответствия) — пары точек, определяющие соответствие между указанными пикселами исходного и конечного изображений.

    В ряде программ, кроме точек, используются линии. Пользователи должны расставить точки и провести линии (контуры) на исходном изображении и задать их перемещение на конечном изображении. Необходимо расставить точки на исходной картинке и затем указать для них новое положение на итоговой. Чем больше точек и линий будет задано, тем более плавным и естественным будет видеоряд морфинга.

    Real time playing (проигрывание в реальном времени) — функция позволяет просмотреть морфинг-эффект во время редактирования до экспорта в результирующий файл. Данная функция дает возможность отработать параметры проекта и только после этого экспортировать его в файл. Она особенно важна для профессионалов, которые часто прибегают к задачам морфинга и которым требуется высокая производительность работы.

    Real time preview (мгновенный предпросмотр) — функция позволяет увидеть, как редактирование проекта влияет на результат.

    Morph 2 + Images — функция дает возможность объединить несколько проектов по морфингу в непрерывный морфинг-проект. Для каждого нового морфинга предыдущий итоговый кадр (target image) является начальным (source image).

    Warp morphs (морфинг-искажение) — большинство программ для морфинга предлагают эффекты искажения фотографий, похожие на те, с которыми сталкиваются посетители зала кривых зеркал. Здесь нет единой терминологии — производители могут называть одни и те же эффекты по-разному. Однако чаще всего эффект Warp morphs подразумевает, что можно вручную деформировать часть изображения, создавая иллюзию движения. С помощью якорных точек нужно обозначить область, которую должен занять деформированный объект (например, так можно задать анимацию, при которой у человека растет нос или меняется форма головы, вытягиваясь в виде конуса, и т.п.).

    Deform/distortion morphs (морфинг- деформирование) — обычно такие формы морфинга задаются автоматически: пользователь выбирает из меню эффект и применяет его или ко всему изображению, или локально с помощью мыши (щелчок или перетаскивание).

    Mask morphing (морфинг с маской) — маска изолирует часть изображения, делая ее неизменяемой. Mask morphing-инструменты полезны, если необходимо анимировать только часть изображения.

    Layered morphing (послойный морфинг) — каждый слой изменяется отдельно, а затем слои совмещаются и зритель видит суммируемый эффект.

    Auto reverse morphing (автореверс-морфинг) — морфинг осуществляется от исходного изображения до конечного и обратно.

    Auto loop morphing (циклический морфинг) — изменение происходит от исходного изображения до конечного и так по кругу. 

    1.3. Морфинг и особенности работы мозга

 
 

      Иногда  программы для морфинга находят  весьма неожиданное применение. Ученые из Лондонского университета (University College London) провели интересное исследование, направленное на выяснение причин нарушений работы мозга у людей, имеющих проблемы с узнаванием знакомых.

      В рамках выполнения данной работы были рассмотрены и охарактеризованы некоторые существующие программы для эффекта морфинга.

    FantaMorph — это мощная и простая в  использовании программа для  создания морфинга и эффектов  деформирования. Программа может  применяться и в качестве инструмента  для профессионала в области  компьютерной графики, и как средство развлечения для домашних пользователей. Интерфейс программы FantaMorph позволяет одновременно отображать начальное, конечное и промежуточное изображения (рис. 4).

    Приложение  позволяет импортировать файлы  в различных форматах: BMP, JPEG, TIFF, PNG, TGA, PCX, GIF, WMF, EMF.

    Экспортировать  можно изображения в форматах BMP, JPEG, TIFF, PNG, TGA, PCX или в виде видеофайлов  в форматах AVI, Animated GIF и SWF.

    Возможности по редактированию исходного изображения  включают: кадрирование, масштабирование, поворот, настройки яркости, контрастности, баланс цвета, эффекты увеличения и уменьшения резкости, возможность добавления сетки и т.п.

    При установке точек соответствия возможен выбор цвета и стиля для  точек.

    В результирующем видеоролике допускается от трех до 999 изображений.

    Программа предоставляет возможности предпросмотра  и проигрывания готового ролика без  экспорта в файл (Real Time Playing), при этом доступно управление проигрыванием (скорость проигрывания, направление и т.п.). Предусмотрено использование маскирования.

    В версии FantaMorph 3.0 появились возможности  добавления звука и экспорта результатов  в отдельный EXE-файл.

    MorphMan программа обладает самыми широкими возможностями из всех представленных в обзоре приложений, и нам приятно сообщить читателям, что это разработка отечественной компании, создающей программы мирового класса для обработки изображений. MorphMan 4.0 — мощная программа для ПК по морфингу фото в видео (photo to video) и видео в видео (video to video).

    MorphMan 2000 — более ранняя и дешевая версия, которая обладает широкими возможностями морфинга фото в фото и фото в видео, поддерживает различные популярные форматы видео, включая AVI. Однако она не имеет некоторых возможностей, которые есть в MorphMan 4.0 и не обеспечивает морфинга видео в видео.

    Рассмотрим  подробнее уникальные возможности MorphMan 4.0.