Podręcznik Grafika komputerowa i wizualizacja

Rozdział 14. TEKSTURY I PROBLEMY PERCEPCJI

14.9. Deformacje obiektów

Obiekty naturalne podlegają różnego typu zmianom. Dotyczy to zarówno przyrody ożywionej jak i nieożywionej. Możemy mieć do czynienia ze zmianami kształtu i ze zmianami atrybutów wizualnych. Czynnikiem decydującym dla obiektów ożywionych będzie proces wzrostu oraz proces starzenia się. Dla przyrody nieożywionej decydującym czynnikiem będą zjawiska środowiskowe (erozje). Obiekty sztuczne poza naturalnymi procesami starzenia się podlegają przede wszystkim czynnikom mechanicznym. Warto zwrócić uwagę na rezultat działania czynników mechanicznych: może on być trwały (np. ściskanie obiektów nieelastycznych) oraz czasowy (np. ściskanie obiektów elastycznych).

Deformacje w grafice komputerowej dokonywane są:

W przestrzeni sceny, a więc deformacje obiektu (jego modelu). Zmianie może podlegać geometria (kształt) obiektu oraz jego atrybuty (barwa, tekstura, właściwości odbijania światła itd.). Dobrym przykładem zmian geometrii są operacje ściskania, rozciągania lub skręcenia.
W przestrzeni rzutu – deformacje obrazu obiektu. Zmiana dokonywana jest z wykorzystaniem transformacji afinicznych (lub dowolnych).

Warping jest przykładem operacji deformacji kształtu stosowanej zarówno w odniesieniu do obiektu jak i jego obrazu. Odbywa się to przez nałożenie siatki na obraz (lub obiekt trójwymiarowy – siatki przestrzennej) i przekształcenie położenia węzłów siatki zgodnie z określoną funkcją. Klasycznymi efektami uzyskiwanymi tą metodą jest zmiana wyrazu twarzy na zdjęciu – uśmiech (rys.14.13), przymknięcie oczu itp. Warping daje oczywiście możliwość wprowadzenia większych zmian obrazu (rys.14.14).

Rys.14.13. Zdjęcie autora niniejszego podręcznika (w środku) oraz dwa przykłady wykorzystania warpingu do zmiany wyrazu twarzy – zmiany układu ust. Z lewej usta bardziej uśmiechnięte, z prawej poważne.

Morfing (morphing) jest operacją pozwalającą wygenerować deformacje kształtu odpowiadające stanom pośrednim pomiędzy danymi obrazami. Umożliwia kreowanie zestawu obrazów przetworzonych warpingiem. Morfing stosuje się najczęściej do prostych obiektów geometrycznych (rys.14.15), można go jednak wykorzystać także do obiektów bardziej skomplikowanych (rys.14.16).

Rys.14.15. Od A do Z w siedmiu krokach.