Собрал оптические эффекты в видео (там вышло меньше, чем было тут, но фокус больше на принципы)

https://www.youtube.com/watch?v=yMekRTKFlb8

Лимон-мутант

Вообще я в афиге конечно со своего лимона. Он цвести собрался, хотя все дерево в плодах. И дома все ими завалено.

Может кто знает, что можно делать из лимонов? Мне их девать некуда

Внезапно обнаружил, что youtube не только субтитры сам генерит и переводит, но он еще и озвучку делает.

Решил на досуге сунуться в тему реймаршинга. Жалею, что не сунулся раньше.

В принципе все так-то довольно просто и при этом весьма красиво + можно артефактов наделать странных

пожалуй, хватит на сегодня

Переходим к искажениям на пленке. Тут много чего есть, но все оно крутится вокруг физики (химии) экспонирования пленки, ее проявки и механики камеры.

Самое интересное тут - физика (и химия), поэтому начнем с анатомии пленки. В простейшем случае это прозрачная полимерная пленка на которую нанесена эмульсия (желатин с кристаллами соли - галогенида серебра). В сложнейшем - несколько слоев эмульсии (на цветовые каналы), цветовые фильтры и защитные слои.

С механикой камеры все просто: пленка протягивается с определенной скоростью так, чтобы на время открытия затвора картинка спроецировалась на соответствующий участок пленки.

Итак. При попадании фотонов достаточной интенсивности, они выбивают из соли электрон, который, однако, остается в кристалле и восстанавливает ион серебра до металлического - и таких несколько на кристалл.

При проявке эти атомы металлического серебра служат катализатором для восстановления всего кристалла до металлического серебра. Если же там нет металлического серебра, то он и не восстанавливается.

Далее закрепитель вымывает все невосстановившиеся соли, оставляя только зерна, ставшие серебром. Таким образом картинка на пленке на самом деле черно-белая, но за счет «дизеринга» кажется, что есть градации серого.

Но у нас получился негатив. Позитив получается путем переноса изображения на другую пленку (позитивную). Процесс повторяется, но изображение инвертируется.

Также есть обратимые пленки, которые после проявки отбеливают и засвечивают остатки соли.

С цветной пленкой чуть сложнее: во-первых у нас там как минимум 3 слоя под каждый основной цвет. Во-вторых у нас добавляется процесс с окрашиванием. При этом негативная пленка окрашивается в дополнительные цвета (красный - циан, зеленый - пурпур, синий - желтый).

Вот некорректную работу этих бесхитростных механизмов мы и будем имитировать далее

Играюсь тут с байтбитом - получилась телефонная тема
https://dollchan.net/bytebeat/#4AABELEbT0Cixs7PQVANRJpqaCmoKGiU2NsaaAA

Начнем с простого - с базовой цветокоррекции.

Принцип
Так как пленка у нас чб, то цвета может быть максимум два (ну и градиент между ними):
1 - цвет подложки - да, пленка не всегда идеально прозрачная + есть защитные слои + может выгорать это все)
2 - пигмента - если мы используем серебро, то будет черный, нарушение фиксации может давать желтоватый оттенок, а старение сребера - коричнево-зеоеноватый; кроме того пленка может быть тонирована замещением серебра на
- сульфид серебра (сепия)
- железосодержащие соли (синий/фиолетовый)
- медь/золото/селен (красный, пурпуный)

Кроме того, кадр может быть
- пере/недосвечен как в процессе съемки, так и в процессе печати (переносе с негативной на позитивную пленку).
- иметь измененный контраст и гамму в зависимости от свойств пленки и химии

Алгоритм

Тут все максимально просто:
1. Переводим RGB -> YUV (используем только Y - яркость)
2. Применяем яркость, контраст, потом гамму - сначала линейные, потом нелинейные, чтобы первые не ломались
3. Используем яркость как коэффициент для градиента между цветами пигмента и подложки

Не забываем, что все операции с цветами должны проходить в линейном RGB, иначе будет некорректно

float brightness(float x, float v) {
    return saturate(x + v);
}


float contrast(float x, float v) {
    return exp(v) * (x - 0.5) + 0.5;
}


float gamma(float x, float v) {
    return pow(x, exp(-v));
}


float3 tint(float x, float3 from, float3 to) {
    return mix(from, to, x);
}

Примечание про цветные пленки:

Так как в цветных пленках у нас красители в три слоя, то искажения возникают как правило по нескольким причинам:
1 - недо/пересвет одного из слоев (или всех)
2 - неправильный краситель/реактив, причем на любом слое и этапе (негатив/позитив)

Так как тут черт ногу сломит, что может происходить с цветом, то решается это через 3D-LUT - то есть просто таблицей; весь диапазон не надо, 64х64х64 хватает с головой

Хотя иногда можно решить и через YUV-манипуляции

Сразу добавлю короткий топик, касающийся непосредственно химии пленки - зерно

Принцип я думаю понятен: изображение на пленке таки дискретное и состоит из зерен - я про это рассказывал парой постов выше. Таким образом, если пленка крупнозернистая (по разным причинам) это зерно может быть заметно.

Алгоритм
Тут все еще проще: считаем шум и с коэффициентом добавляем к нашей яркости. Если шум сделать цветным, а не чисто яркостным, то результат будет выглядеть не как пленочное зерно, а как шум на цифровой матрице (но об этом в другой ветке).

float rand(float2 uv){
    return fract(sin(dot(uv, float2(12.9898, 78.233))) * 43758.5453);
}
//...
l += 0.1 * rand(In.v_texcoord * (1 + fract(U.time)));
//...

В примере я использую стандартный шейдерный шум от позиции точки, анимирую его по времени, но использую fract, чтобы при больших значениях рандом не стал выглядеть как полосы

Ореол вокруг пересвеченных участков

Принцип
Этот эффект может возникать по нескольким причинам:
- отражение от подложки (поэтому туда суют еще противоореольный слой)
- рассеяние от кристаллов серебра (чем больше их восстановилось от засвета, тем сильнее рассеяние)
- неоднородность/повреждение эмульсии
- распространение реакции восстановления при проявке
- пропуск света зерном негатива на позитив при переносе

Алгоритм
Тут делается в два этапа
1. Блюрим копию кадра (например через MPS)
2. Накладываем яркости max-ом перед всеми остальными цветокоррекциями

В идеале, нужно ореол подкрашивать в цвет подложки, если мы имитируем именно эту причину, но заморачиваться не будем

Пятна (химические)
вот эти вот мелькающие штуки гладкие


Принцип
Тут речь про мягкие черные или белые гладкие пятна. Есть еще от мусора и царапин - их позже на уровне камеры разберем - плюс они как правило жесткие.

Возникают эти пятна от
- повреждения эмульсии,
- пузырей в ней или на ней в ходе проявки или закрепления,
- некачественной промывки, в результате чего какие-то реагенты остаются на пленке и продолжают реакцию
- опять таки умножаем на два для переноса - то есть могут быть одновременно и белые, и черные пятны (на примере только черные)

Алгоритм
1. Генерим в точке 3Д Перлин нойз (xy + t время)
2. делаем коррекцию значения, чтобы получить нужное пятнышко, например:

    float v = perlinNoise(uvt, 1, 3, 0.5, 2.0, 0);
    v = v * 0.5 + 0.5;
    v *= v;
    v = 1.0 - smoothstep(0.01, 0.02, v);

3. После всех коррекций яркости добавляем к ней это значение

Кстати нашел у себя баг в шейдере, кто найдет по картинке - тому + в карму.

Вот как-то так должно быть: не забывайте сатурировать/клампать значения, чтобы они были в одном диапазоне.

Хотя! Некоторые коррекции этого не требуют и клампать лучше уже по завершению группы.

На этом про химию все - дальше будет про механику и камеру

Обернул чисто пленочные артефакты в видео: https://youtu.be/XBGz-NogBdo

Я планирую скоро начать второй сезон статей про Метал: в этом году на тему инструментов. Вот примерный план (если что-то еще или конкретно интересует - пишите, учту)