1.
i3D 2012
Morgan McGuire NVIDIA and Williams College
Padraic Hennessy Vicarious Visions
Michael Bukowski Vicarious Visions
Brian Osman Vicarious Visions
CG 論文講読会 2013 / 2 / 12
Ryo Suzuki
1

2.
 高品質なリアルタイム motion bluer filter
 Color, depth, screen-space velocity buffer を
使う2D ポストプロセス
 オフラインでの 2D 画像の確率論的再構築
(stochastic reconstruction) を応用
2

3.
 本物のカメラは露光時間に入った光をすべて合成
 動く物体は screen-space の速度ベクトルに沿って
にじむ
3

4.
 カメラが高速に移動する物体を追跡するとき、そ
のオブジェクトは鮮明なままで、それ以外のシー
ンにブラーがかかる
 動きは画像平面上で計測され、観測者自身の動き
や方向と相関的
4

5.
（余談）ブラーの目安 [Vlachos 2008]
 フルフレームシャッターの 15% の露光時間
― 60fps なら 1/60*0.15 sec
 最大の速度をスクリーン幅の 4 % に抑える
今回の論文では結果を強調するために50%の露光時間
5

6.
妥当性のあるポストプロセス (real-time)
スマートな再構築 (offline)
6

7.
 モーションブラーのような現象を再現する
 露光部分を補う情報が欠如しているため理想
的な品質ではないがリアルタイムで実行可能
7

8.
 露光中のシーンを再現する複数のフレームをレンダリン
グし平均をとる
 理想的な結果を生成するが、フレームを何度もレンダリ
ングするためコストが大きい
8

9.
 動く物体にブラーのかかったテクスチャをマップする
 シルエットが鮮明で、テクスチャのつなぎ目が目立つ
「MotoGP 2」や「Split Second」など
9

10.
 動く物体を大きく描画し、その中でシェーディングやテ
クスチャをぼかす
 深度ソートが必要で、凸状のジオメトリにしか適用でき
ない
10

11.
 オブジェクトを異なるバッファに描画し、速度ごとにブ
ラーをかけ、深度に応じて合成
 自己遮蔽が少なく、深度が単純なシーンで有効
「Need for Speed 2」や「MotoGP ’07」など
11

12.
 Velocity buffer に沿って per-pixel blur をかける
 シルエットが鮮明
 オブジェクトの背景がぼやける
 オブジェクトのサイズが縮む
 斜めのサーフェイスに十分ブラーがかけられない
12

13.
 メッシュに縮退ポリゴンを仕込み velocity をレンダリ
ングする際に物体を大きくする
 境界を柔らかくできるが、背景に過剰な blur がかかる
 パーティクルやアルファで切り抜かれたオブジェクトに
は適用できない
13

14.
 深度を持つ不透明な線分を低解像度のバッファにレンダ
リングし、velocity buffer を拡大
 アーティファクトは velocity 膨張と似ている
「ロストプラネット2」
http://www.4gamer.net/games/039/G003901/20070809235901/
14

15.
 Velocity buffer にガウシアンフィルタをかける
 Velocity 膨張の欠点をある程度回避できる
 モーション中に、オブジェクトの周辺に「見えない」
バッファが存在するように見える
「Unreal Engine 3」など
15

16.
 物理的に正しいシーンを再構築しようとする
 フィルタ自体は高速だが、入力としてレイト
レーシングやマイクロポリゴンのような
高密度かつ確率論的サンプルが必要
16

17.
 単純にピクセルのサンプルを平均
 固定された狭いカーネルで畳み込み
17

18.
 空間上の画像処理でサンプルの異方性を推定
 古典手法に比べ、低密度のサンプルに対して
も高品質な画像を生成
 数秒から数分かかる
18

19.
 サンプル密度が増えるほど物理的に正しい結果に収束
 ピクセルから十分離れたサンプルを考慮する
 Static / motion , foreground / background という軸に従ってサン
プルを分類
19

20.
 Shirly’s reconstruction からアイデアをもらう
 ピクセルが十分遠くのサンプルに寄与する
 膨張した velocity をヒューリスティックとして使う
 パラメータ k : モーションブラーの最大半径
 パラメータ S : サンプリング数
20

21.
Input
 V : 各点の移動量を符号化 (GL_RG8)
 C : 瞬間のカラー画像 (GL_RGB16F)
 Z : camera space のリニアな深度 (GL_R16D)
21

22.
Intermediate buffer & Output
 TileMax : 各タイルで支配的な速度ベクトルを保存 (GL_RG8)
 NeighborMax : TileMax の近傍を含めたタイルで支配的な速度ベク
トルを保存 (GL_RG8)
 Result : 最終画像 (RGB_RGB16F)
22

23.
23

24.
 X’ : 前フレームの screen space position
 X : 現在のフレームの screen space position
 タイル内の最大の V[X] を保存
24

25.
 近接する TileMaxタイルの最大の velocity を保存
 vmax は x, yそれぞれの要素の最大値ではなく、最も大
きいベクトルを返す
25

26.
 Velocity map が膨張する
26

27.
 Reconstruction filter をフル解像度で適用
 実装はこれだけ！
S
S
27

28.
28

29.
29

30.
30

31.
31

32.
 全ピクセルに blur @1280x720
GeForce 480 : 6.2ms (k=31)
GeForce 480 : 2.7ms (k=5)
Xbox360 : 1.5ms (k=5)
32

33.
 カラーや深度と関係なく velocity map にレンダリング
 爆発、大声、熱、モザイク等のエフェクトに容易に応用可能
 過剰な blur でスピード感を生み出す
33

34.
 任意の画像のポストプロセスへの応用
 C は写真、アーティストが D と V をペイント
 リアルタイムな motion blur ブラシとして使える
34

35.
 露光時間中のライティングはある瞬間のもの
に固定（どのモーションブラー手法にも共通
の欠点）
35

36.
 タイル内の
速度ベクトルの干渉
 ブロックノイズ
36

37.
 線形の velocity を仮定している
 大きな非線形のモーションを低
フレームレートでレンダリング
すると品質低下
http://ameblo.jp/4rusmasako/day-20130113.html
37

38.
 支配的速度ベクトルの侵入を解決
2番目に支配的な速度ベクトルも保存?
 Defocus との組み合わせ
Defocus の前? 後? 同時に? 手法は?
38

39.
― ご清聴ありがとうございました
39