Stylization and Abstraction of Photographs

Anthony Santella, Doug DeCarloDepartment of Computer Science

Center for Cognitive ScienceRutgers University

In SIGGRAPH 2002

prezentacja:Arkadiusz Janicki

Wykład w skrócie:

• Grafika nie-fotorealistyczna (NPR)

• Śledzenie ruchów oczu (eye tracking)

• Pomost pomiędzy grafiką komputerową a kognitywistyką

• Sposób na ciekawe obrazki

Grafika Nie-fotorealistyczna (NPR)

• Przedstawienie za pomocą komputera tradycyjnych technik, takich jak:ołówek, pióro, węgiel, pędzel i farba...

• Zastosowanie:– animacja komputerowa– wizualizacje architektoniczne, techniczne, medyczne– ilustracje do książek– sztuka dla sztuki

• W latach 1963-2002, 638 prac z tej dziedziny, w tym 26 rozpraw doktorskich i 36 profesorskich (Sousa)

• W rękach artystów abstrakcja staje się potężnym narzędziem komunikacji wizualnej

• Dobrze zaprojektowana informacja nie powinna wymagać od nas wysiłku w zrozumieniu przekazu

Henri de Toulouse-Lautrec’s “Moulin Rouge - La Goulue”

Interactive Technical IllustrationBruce Gooch et al.

INSPIRE: An Interactive Image AssistedNon-Photorealistic Rendering System

Minh X. Nguyen Hui Xu Xiaoru Yuan Baoquan Chen

INSPIRE: An Interactive Image AssistedNon-Photorealistic Rendering System

Minh X. Nguyen Hui Xu Xiaoru Yuan Baoquan Chen

H. Xu & N. Gossett & B. Chen / PointWorks

H. Xu & N. Gossett & B. Chen / PointWorks

IMPaSTo: A Realistic, Interactive Model for PaintWilliam Baxter, Jeremy Wendt, and Ming C. Lin

Grafika Nie-fotorealistyczna (NPR)

• Modele NPR bazujące na obiektach 3D mają zazwyczaj większe możliwości (więcej dostępnych informacji)

• Dzięki modelom bazujące na obrazach dwuwymiarowych możemy lepiej zrozumieć na jakiej zasadzie działa nasz wzrok i jak postrzegamy świat

Kognitywistyka

• Kognitywistyka (ang. cogintion – poznanie)to stosunkowo młoda interdyscyplinarną dziedzina nauki zrodzona na pograniczu psychologii, filozofii, informatyki, lingwistyki zajmująca się badaniem sposobów, w jaki ludzie (i inne zwierzęta) poznają, dostrzegają i rozumieją świat

(źródło: www.kognitywistyka.net)

Eye tracking

Zastosowanie• Kierowanie kursorem za pomocą

wzroku• Budowa interfejsów graficznych,

stron internetowych, systemy kontroli lotów

• Badanie podświadomości (parzenie herbaty, radiolodzy)

Szybki sposób na dzieło sztuki• Siadamy przed monitorem• Patrzymy na zdjęcie• Komputer robi całą resztę

Trochę teorii - jak działa oko?

• Ludzie potrafią zbadać tylko mały fragment obrazu w jednej chwili.

• Rozpoznanie całości odbywa się poprzez serię fiksacji, kiedy oko jest skupione na jednym punkcie

• Szybkie ruchy pomiędzy fiksacjami (saccades) odbywają się pomiędzy istotnymi szczegółami obrazu zazwyczaj bez naszej świadomości

Dostrzegalny kontrast

Mannos i Sakrison w 1974 dowiedli, że kontrast dostrzegalny przez statystycznego człowieka wyraża się wzorem:

A(f) = 1040(0.0192+0.144 f )e−(0.144f)^1.1

Tworzymy dzieło sztuki

• Podczas oglądania zdjęcia system rejestruje punkty, na których skupił się użytkownik

• Na podstawie tych danych konstruowane są fiksacje

fi=(xi,yi,ti)

Budowa drzewa segmentacji

• Dla zdjęcia wielokrotnie przeprowadzamy segmentację, parametr zmienia się o stały współczynnik. Powstaje seria obrazków. Zaczynając od warstwy z największą ilością szczegółów konstruujemy drzewo.

Wykrywanie krawędzi

• Do wykrywania krawędzi używany jest zmodyfikowany algorytm Canny (Trucco, Verri 1998)

• Do segmentacji obrazu użyto algorytmu opisanego przez Comaniciu i Meer (2002), algorytm operuje w przestrzeni L*u*v

Przycinanie drzewa

• Konstrukcja finalnego obrazka opiera się na odpowiednim przycięciu drzewa segmentacji

• W tym modelu regiony są rozpatrywane ze względu na – Występowanie fiksacji– kontrast w stosunku do otoczenia– częstotliwość przestrzenną

• Region jest widoczny jeśli przynajmniej połowa jego dzieci była dostrzeżona, oraz

f - częstotliwość, c – kontrast, e – odległość kątowa od centrum

Wygładzanie krawędzi

• Krawędzie regionów są wygładzane filtrem z jądrem Gaussowskim d=1/8f

• Kolorujemy regiony

• Wygładzamy również krawędzie wykryte na oryginalnym rysunku i nanosimy je na obrazek

efekt.......

Dziękuję za uwagę