Créer une image "Light Probe"

Une Image "light probe" est une image HDR (high-dynamic range) omni-directionnelle (un panoramique de 360° ) . Parce qu'elles 'voient' dans toutes les directions et qu'elles peuvent enregistrer les niveaux existant de lumière, les images Light probes sont utiles pour fournir une mesure de l'éclairage incident.En tant que tel, elles peuvent être utilisées pour fournir des environnements lumineux et des éclairages intéressants et réalistes ainsi que pour des images d'arrière-plan en rendu.

Ce didacticiel décrit comment créer une image light probe en utilisant HDRShop. Globalement, il faut respecter les étapes suivantes:

• 1, on prend des photos d'une sphere réfléchissante.
• 2, on retaille les images jusqu'aux bords de la sphere,
• 3, on identifie les points corresponds .
• 4, cela nous permet d'enlever la courbure et de pivoter les images afin qu'elles coincident entre elles.
• 5,enfin, nous les merge fusionnons,
• 6, cela nous donne l'image light probe finale .

Une méthode pour obtenir une image light probe est de prendre une image high-dynamic range d'une sphere réfléchissante, tel que l'image Precision Grade Chrome Steel Balls sur le site de McMaster-Carr . En présupposant que votre appareil est orthogonale, alors en théorie une seule photographies de la sphere réfléchissante peut 'voir' dans toutes les directions. Ce qui veut dire, que tout ce qui est visible à partir du point de vue de la sphere réfléchissante sera visible par l'appareil par l'intermédiaire de la réflection sur la sphere.

Malheureusement, les choses qui sont réfléchies près des bords limites de la sphere seront extrèmement étirés et déformés, donnant une piètre image lorsque on la déplie. De plus, dans le centre de la sphere il y aura le reflet de l'appareil utilisé pour prendre la photo, ce qui obscurcira l'arrière-plan.

Pour alléger ces problèmes, on peut prendre 2 images de la sphere réfléchissante depuis différents angles et les mélanger ensemble pour éliminer le reflet de l'appareil photo et les zones d'échantillonnage médiocre sur les bords de la sphere.

Puisque les deux points 'négatifs' dans la sphere réfléchissante sont directement vers l'appareil et dans la direction opposé, les 2 images devraient être prises à des positions ayant un écart de 90° entre elles (voir figure 1). De cette manière les zones de faible échantillonnage et l'interférence du reflet de l'appareil seront localisés à des endroits différents sur chacune des 2 images.(remarquez que prendre les images depuis des côtés opposés de la sphere ne marchera pas, puisque les zones à faible définition d'une image correspondront à la localisation de l'appareil sur l'autre image et vise versa).

Vous devriez avoir une paire d'images qui ressemblent un peu à celles-ci (au format high-dynamic range): Si vous désirez utiliser nos images d'exemple, vous pouvez les télécharger ici: graceA.hdr , graceB.hdr

Une remarque pour les experts "light prober": Ce n'est pas un problème si l'appareil coupe un peu le haut et le bas de la sphere réfléchissante; ces directions sont récupérables à partir des autres photographies.

HDRShop peut maintenant être utilisé pour transformer ces images vers un meilleur format panoramique, et les pivoter en 3D pour que leur orientation corresponde.

L'étape suivante et de retailler les images à l'extrème bord de la sphere réfléchissante:

D'abord assurez vous que l'option "Circle" est coché. Cette option figure dans le Menu "Select" sous "D raw Options". En cochant cette option cela dessine une ellipse inscrite dans votre rectangle de sélection, ce qui est pratique pour faire coincider les bords de la sphere mirroir avec votre sélection.

Si la sphere mirroir s'étend au delà de certains bords dans votre photographie, assurez vous que l'option "Restrict Selection to Image" est désactivé çàd non coché. Cette option se trouve dans le Menu "Select" sous "Select O ptions". décocher cette option permet à l'outil sélection de sélectionner des zones allant au-delà des limites de l'image.

Sélectionnez la zone autour de la sphere mirroir, et ajustez cette zone jusqu'a ce que le cercle délimite les bords de la sphere. Cela doit ressembler à l'image ci-dessous.

Lorsque vous avez le cercle aligné avec les bords de la sphere, tailler l'image en utilisant la commande "Crop" du Menu "Image".

Une fois que vous les avez taillé, vous devriez avoir 2 images qui ressemblent a celà: Maintenant c'est le bon moment de sauvegarder (File, Save As...). Attention de ne pas écraser les originaux.

Afin de faire coincider les deux images, nous avons besoin de trouver la rotation à appliquer entre les 2 images. HDRShop peut effectuer l'opération de façon semi-automatique, mais vous devez fournir les coordonnées de deux points (correspondants aux même caractéristiques dans l'environnement ) dans chacune des images "mirrored ball".

La façon la plus simple d'obtenir ces coordonnées est d'utiliser l'outil "Point Editor", qui est disponible dans le Menu "Window" (fermer la fenêtre "Panoramic Transform" si elle est ouverte). Une fois la fenêtre "Points" ouverte, Faire 'Ctrl-cliquer' sur l'image créera un nouveau point. Vous pouvez également glisser les points existants. Pour notre objectif, nous avons besoin de deux points dans chacune des images, positionné sur les même caractéristiques/éléments de l'environnement. Dans notre exemple ci-dessous, J'ai choisi les deux source de lumière au-dessus et de chaque côté de l'hôtel.

Dans la version publique actuelle de HDRShop, vous devez taper manuellement les coordonnées. (cela n'est plus nécessaire à partir de la version1.0.3 datant de 2001 car vous pouvez "CTRL+cliquer" directement dans les images et les coordonnées s'inscrivent automatiquement dans la fenêtre) dans notre exemple les coordonées sont:

	X	Y
Image A:	93.18750	140.93750
	236.18750	198.06250
Image B:	233.87500	186.12500
	417.43750	187.56250

Etape 4) Déformer et pivoter

Maintenant on peut appliquer une rotation 3D à l'une des images panoramique afin de l'aligner avec la seconde, en déformant simultanément les images au format panoramique light probe (angular map).

Pour ce faire, nous utilisons la commande "Panoramic Transform" que nous connaissons déjà et qui se trouve dans le Menu "Image", "Panorama", "Panoramic Transformations"

L'image source doit être l'image que vous voulez déformer. L'image de destination peut être laissé sur 'New Image'. Notre format d'image source est "mirrored ball', et on veut que notre image de destination soit au format "Light Probe (Angular Map)" . Vous pouvez changer la résolution de l'image de destination à la taille désiré, et augmenter le super échantillonnage si vous voulez un résultat de meilleur qualité.

Dans ce cas, on transformera l'image B avec aucune rotation, puis on déformera et pivotera l'image A pour qu'elle coincide avec l'image B. Donc on choisit l'image B comme étant notre image source, on sélectionne 'None' pour la Rotation 3D, et on clique "OK". Cela devrait produire une image transformé/courbé de l'image B.

Maintenant, revenons à la fenêtre de dialogue "Panoramic Transform", on peut tout re-paramétrer pour l'image A. Et cette fois , on sélectionne 'Match Points' comme paramètre pour la '3D Rotation'.


En cliquant sur 'Settings', on peut entrer dans les coordonnées que nous avons saisies:


Dans ce cas, nous les avons fixé de façon à obtenir une rotation de l'image A pour que celle-ci coincide avec l'image B.

Lorsque tous les champs sont rempli correctement cliquez sur OK pour les deux dialogues "Match Points" et "Panoramic Transform". Vous devriez maintenant avoir deux panoramas au format light-probe; quelque chose comme çelà :

L'étape finale est de fusionner ces images ensemble. Pour cela nous avons besoin d'un masque: une image dont les pixels ont la valeur 0 aux endroits où on veut utiliser l'image A, la valeur 1 aux endroits où on désire utiliser l'image B, et une valeur intermédiaire aux endroits qui doivent être fusionnés/mélangés. Vous pouvez créer un masque dans n'importe quel programme de dessin 2D (Gimp qui est gratuit PaintShopPro qui est un bon soft (personnellement j'aime beaucoup) pas trop cher ou Adobe Photoshop qui possède des outils sympathique qui rendent les choses plus facile)
Si vous êtes habitué à Photoshop, sauvegardez des versions JPEG des 2 panoramas et chargez les dans Photoshop. Vous pouvez copier/coller un panorama en tant que calque sur le dessus de la seconde, et ensuite ajouter un masque à ce calque.De cette manière, lorsque vous peignez sur le masque vous voyez le résultat immédiatement.Si vous n'avez pas Photoshop , faites un masque et essayer le.
Lorsque vous avez un bon masque, sauvegardez le au format bmp,TIFF, ou un autre format non compressé supporté par HDRShop.

Le masque terminé devrait ressembler à cela:

Vous pouvez télécharger ce masque ici : mask2.bmp

Ensuite charger ce masque dans HDRShop. Pour fusionner les deux panoramas en utilisant le masque, choisir "Calculate" à partir du Menu "Image", et choisir les valeurs comme ceci :


Cette opération réalise un mélange alpha entre image B et image A en utilisant le masque.

Les Résultats

Le résultat de cette dernière opération est votre image light probe terminé ! les deux appareils et les zones de médiocre échantillonnage ont été éliminés, ainsi l'image est prête pour être utilisé pour un éclairage à base d'image d'environnement.




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