Как видите - это немного отличается от попсовой реализации, когда просто сдвигаем каналы друг относительно друга, забивая на оптику

Адаптировал вводные статьи по Металу для сайта: https://latooksoftware.com/article.html?article=metal/mtl_s01e00.md

Сделал видос про Дезмос:

https://youtu.be/VghUBCmaZ-I

Небольшой оффтопик (?) про Террарию: добавил в мод режим генерации мира, когда весь мир - сплошной лабиринт.

Сделал чуть интереснее. Голый лабиринт - скучно.

Гештальт закрыт - завтра вернусь к искажениям.

У чибисов птенцы вылупились

Естественная виньетка,

Принцип:
При отклонении луча от оптической оси освещенность падает. Это будет даже на пинхоле, если же говорить про реальную оптику, то сюда добавятся отражения и прочие проблемы.

Математика:
Описывается законом cos^4 и зависит исключительно от угла между осью и лучом. Удобно считать в координатах/расстояниях, нормированных к половине меньшего размера кадра (хотя математически - без разницы - можно и в абсолютных, только не забудьте про соотношение сторон)

Вот вам дезмос для наглдядности
https://www.desmos.com/calculator/nlvg9l3nlx

Алгоритм:

Тут особо нечего сказать, потому вот функция, которая возвращает интенсивность

static inline float vignette_cos4(float2 uv, constant Parameters& params) {
    float2 d  = uv - params.center;
    float2 xy = float2(d.x * params.aspect.x, d.y) * 2.0;
    float f2  = params.fRel * params.fRel;
    float r2  = dot(xy, xy);
    float cos2 = f2 / (f2 + r2);
    float V = cos2 * cos2;
    return mix(params.minV, 1.0, V) * params.gain;
}

Тут добавлены минимальное значение и усиление в параметрах, чтобы "можно было выбирать" (с).

Дальше пойдут искажения на свертках: расфокусы, повороты линз, боке, продольные абберации и прочее. И это мы еще не довели наше изображение до сенсора.

Вообще, заметьте, что понимая принцип работы эффекта, нам не нужно воспроизводить физически верную симуляцию и персчитывать рейтрейсинг, а достаточно упрощенной модели, которая позволит достичь довольно близкого результата.

Записали с товарищем вчера подкаст на тему книг и программирования

https://www.youtube.com/watch?v=2YRuBd02Hzg

https://www.makingsoftware.com/chapters/color-spaces-models-and-gamuts

Нашел классную статью про цвета. Ну и в принципе, судя по сайту, у автора большие планы

Так, от краски уже болит голова, да и кончилась она, возвращаюсь к искажениям.

Как я уже говорил, следующим этапом за геометрией идет PSF (Point Spread Function), который, хоть и отражает несколько разных искажений

- дефокус,
- продольная цветовая абберация,
- скос линзы,
- размытие к краю,
- кома,
- астигматизм,
- жировые полосы/царапины,

сводится к свертке с ядром, отражающим все перечисленные эффекты - разбить на части не получится правильным образом.

Тем не менее, я буду рассказывать про каждый по отдельности, а в конце соберу в один эффект.

Дефокус

Размытие объекта на картинке из-за непопадания его проекции в фокус.

В идеале - именно объекта, а не всей картинке - так будет физически вернее. Но для этого нам нужна карта глубин, коей как правило, нет, поэтому будем делать просто размытие всей картинки.

Принцип:

Когда объект уходит из фокуса, то лучи от него не сходятся в точку на плоскости сенсора, где они должны быть, а в круг, что приводит к размытию картинки.

Причем в зависимости от расстояния до плоскости резкости размытие должно быть больше (но мы упростим и будем делать везде одинаковое).

То есть радиус диска ядра свертки зависит от диафрагмы, расстояния до плоскости резкости и от шага пикселя/зерна на сенсоре

Алгоритм:

1. Можно пойти простым путем и взять MPSImageGaussianBlur - это даже будет выглядеть правдоподобно на малых значениях размытия, но неестественно на больших. Зато будет очень быстро
2. Можно пойти сложным путем и гонять свертку диском. Честно это делать супер дорого, поэтому вместо этого ограничиваются псевдослучайными равномерными сэмплами по нему (иначе вам придется гонять террабайты в секунду - видюха будет не рада такому). Зато у вас будет +/- красивое боке, кастомные формы диафрагмы. Ну и остальные эффекты требуют кастомной свертки

На видео сравнение, как выглядит гаусс и диск (разница, думаю, очевидна)

Сечение пучка - боке принимает форму диафргамы.

Принцип
По сути ядро свертки - это проекция формы диафрагмы, соответственно, в зависимотсти от числа и формы лепестков вы будете получать разные фигуры на боке. Плюс чем сильнее закрыта диафргма, тем четче эта форма будет. Правда при этом у вас вырастет глубина резкости, но мы ее не имитируем.

Алгоритм
Тут по сути мы модифицируем форму ядра свретки, отбрасывая точки за пределами формы чем-нибудь типа

// Regular n-gon aperture test (inscribed in unit circle). blades<3 → circle (always inside).
inline bool insideAperture(float2 d, int blades) {
    if (blades < 3) return true; // circle
    float N = float(blades);
    // polar angle
    float a = atan2(d.y, d.x);
    // sector size and half-sector
    float sector = 2.0f * M_PI_F / N;
    float halfSec = 0.5f * sector;
    // wrap angle to [0, sector)
    float m = fmod(a + M_PI_F, sector);
    if (m < 0.0f) m += sector;
    // offset to nearest edge normal (in [-half, half])
    float delta = m - halfSec;
    // allowed radius along this direction for polygon with circumradius=1
    float rAllowed = cos(M_PI_F / N) / max(cos(delta), 1e-4f);
    float r = length(d);
    return r <= rAllowed;
}

Что можно еще "поломать":
- сделать скругление маски через SDF например
- сделать искажение формы, например неоднородным масштабом и поворотом
- исказить один из секторов лепестков
- сделать любую форму в принципе

Вот эти вот звездочки - это дифракция

Принцип:

Возникает она тем сильнее, чем сильнее у нас закрыта диафрагма. Число лучей зависит от числа лепестков, а вид - от их формы.

Как видно из названия, основано искажение на дифракции: в нашем случае - огибании грани лепестка, что даёт вдоль её нормали усиления, формируя направленные лучи.
Для круга симметрия полная - направленных пиков нет, только свечение или кольца (их в примере нет, но, думаю, вы их видели на фото и глазами: когда на фонари таращились).