Linguaggi & Tecnologie Multimediali: TV interattiva e mobile TV

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1 Linguaggi & Tecnologie Multimediali: TV interattiva e mobile TV Azienda ospitante RAI Radio Televisione Italiana Texturing e Compositing video approfondimento delle competenze relative al compositing video e applicazione alla realizzazione di progetti di grafica e animazioni 3D Tesi di fine corso di Stefano De Prophetis Tutor del corso Giuseppe Tomeno Tutor aziendale Aldo Pellegrino Roma 03/07/2006 1

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3 Introduzione Questa tesi è il riassunto di tre mesi di lavoro passati al centro di post produzione RAI di via Salaria. Il lavoro da me svolto ha permesso ai colleghi di concentrarsi più sul loro ambito, infatti declinando a me la lavorazione di alcune texture complesse, ha permesso loro di concentrare i sforzi sulla modellazione degli ambienti 3D. La struttura della tesi verte su una linea temporale che parte dal mio arrivo al centro di post produzione, per arrivare alla descrizione dell'ultimo lavoro da me svolto. L'ultima parte descrive il processo di realizzazione di ambienti tridimensionali e l'utilizzo dello studio virtuale. Questa tesi è inoltre la descrizione di come ho affrontato determinate problematiche e di come queste sono state risolte, i vari limiti posti dalla mia posizione di stagista e la descrizione delle tecniche e dei strumenti utilizzati. 3

4 Il centro di Post Produzione di via Salaria Il centro di post produzione di via Salaria e' situato su una delle maggiori arterie di afflusso di Roma, consentendo così, un facile accesso da tutti i Centri di Produzione della RAI nella città. Le attività del centro coprono ogni fase della lavorazione dei contributi, da quella video a quella audio, ma anche al montaggio e alla realizzazione di grafiche video 2D e 3D. Tratto da: Lo studio 4 Full Digital di Via Teulada Lo studio virtuale è l applicazione della realtà virtuale alla produzione televisiva. La novità è quella di sostituire alla scenografia tradizionale, un progetto grafico tridimensionale. Gli attori o presentatori, immersi nello studio completamente verde, vengono uniti alla scenografia virtuale tramite una tecnica di croma key di alta qualità. Le telecamere possono compiere movimenti simili a quelli effettuabili in studio tradizionale, in quanto il fondale virtuale rimane coerente all inquadratura effettuata dall operatore. Lo studio è attrezzato con 4 telecamere individuabili virtualmente da una corona di sensori posta su di loro e una rete di infrarossi che determina la posizione dei sensori e quindi delle camere. Per ricreare le luci degli ambienti virtuali, lo studio è dotato di un notevole sistema di luci spot e ambientali, alcune di queste possono essere manovrate sia manualmente che automaticamente. Tratto da: 4

5 Gruppo Ulisse Il mio compito nell arco di questi tre mesi è stato quello di affiancare i modellatori 3D nella realizzazione di texture per gli ambienti virtuali. Al momento del mio arrivo, la produzione era già avviata e il reparto era impegnato nella realizzazione di grafiche per la sesta puntata del programma Ulisse. L argomento trattato era il naufragio del transatlantico Andrea Doria. Il materiale a nostra disposizione era poco e non ottimale, in quanto la nave risale ai primi anni cinquanta, periodo in cui le fotografie erano solo in bianco e nero. Inoltre la nave affondò in un punto dell atlantico difficilmente raggiungibile e scarseggiano anche foto subacque. Il nostro primo compito è stato quindi quello di raccolta di materiale, piantine dei ponti, struttura della nave, fotografie più o meno di alta qualità e contributi video come documentari che hanno contribuito a darci un idea chiara di cosa stavamo cercando di ricreare. 5

6 Texturing Su base degli storyboard e della sceneggiatura consegnataci dall autore del programma e dal regista, i miei colleghi hanno realizzato gli ambienti tridimensionali e i modelli in scala delle navi per la riproduzione dell incidente. Il mio compito è stato invece quello di realizzare texture per gli ambienti interni quali parquet, pareti o soffitti, ma anche i materiali per vari oggetti. La parte più impegnativa è stata realizzare intere pareti che nell Andrea Doria erano state affrescate da pittori dell epoca come Andrea Fiume. La complessità in questo lavoro era dovuta al materiale a mia disposizione che era costituito da sole fotografie in bianco e nero, a volte anche a bassa qualità, dove le pareti in considerazione apparivano in prospettiva e con oggetti che ne coprivano alcune parti. 6

7 Per ricostruire l intera facciata quindi, ho dovuto effettuare prima un analisi del materiale per scegliere da quali fotografie estrarre determinate porzioni degli affreschi, per poi riunirle in un'unica immagine. La difficoltà maggiore da risolvere è stata la differenza di qualità delle fotografie e la diversa tonalità di grigi di queste, in quanto provenivano da foto scattate in condizioni di luce diverse. Altro problema da risolvere è stato la mancanza di informazioni in alcuni punti dell affresco dove oggetti come poltrone, vasi o tende coprivano l immagine, ma anche porzioni riflettenti le luci e il flash. Per risolvere questi problemi ho dovuto usufruire delle potenzialità del programma di fotoritocco utilizzato (Photoshop) che mi ha permesso di regolare i contrasti e i livelli di grigio, ho inoltre potuto ricreare con un po di senso artistico, di osservazione e con molta pazienza, le parti mancanti dell immagine. Una volta ricreata l intera facciata, ho colorato l immagine in bianco e nero basandomi su di una vecchia ricostruzione 3D dell Andrea Doria che è stata fatta con la consulenza dei 7

8 superstiti del naufragio. Su questa ricostruzione si è basato anche il lavoro di colorazione dei vari oggetti e ambienti 3D. Una volta terminata, l immagine è stata usata come texture nella stanza tridimensionale che riproduceva il salone delle feste della nave. Questo procedimento ho poi dovuto ripeterlo per altre pareti simili: 8

9 Quando le pareti non erano affrescate come in questi casi, il lavoro consisteva nel cercare di creare texture il più realistiche possibile e più vicine al materiale a cui andavano applicate. In alcuni casi è stato necessario creare oltre alle texture, anche delle bump map. Queste sono delle immagini in scala di grigio che applicate ad una geometria tridimensionale ne modificano la profondità in base al livello di grigio: dove la bump map si avvicina al bianco la geometria si spingerà verso l esterno, dove si avvicina al nero essa si spingerà verso l interno. Questa tecnica è stata utile per la realizzazione delle tende. Tramite una bump map abbiamo infatti simulato le pieghe di queste, e applicato poi la texture piana della tenda alla geometria stessa. 9

10 Croma key Realizzare ambienti virtuali comporta un notevole costo di tempi e spesso conviene realizzare scene utilizzando immagini 2D già a disposizione. Infatti per determinate scene della puntata, invece del 3D si è utilizzato un croma key su fotografie, quindi privo di movimento di camera. Il croma key è una tecnica che prevede l uso di un set virtuale e permette di estrapolare gli attori ed inserirli in un altra immagine per realizzare scene composte. Lo studio virtuale è un teatro di posa allestito in totale monocromia uniforme, tale da generare una chiave cromatica riconoscibile dal computer, detta appunto Croma 10

11 key. In questo modo si sostituisce al fondale verde dell attore, un ambiente tridimensionale o una fotografia. Le fotografie che si volevano usare per questa tecnica erano però in bianco e nero e andavano anche in questo caso colorate. Per questo tipo di lavoro, è indispensabile identificare prima le fonti di luce della scena e decidere in partenza i colori da utilizzare per i vari oggetti e pareti, in modo da capire come questi vengano influenzati dalla vicinanza o lontananza dalle varie fonti di luce. La scelta dei colori è un operazione fondamentale per la resa realistica dell immagine che oltre ad essere perfetta nell impatto visivo, deve anche richiamare i toni reali dei materiali colorati. Per questi motivi nella scelta mi sono affiancato ad alcuni colleghi che mi hanno suggerito come dare profondità alle immagini aumentando i contrasti tra zone in ombra e zone in luce, o cercando di rendere alcune superfici riflettenti. La sezione verticale dell Andrea Doria 11

12 Finita questa parte di lavoro, mi è stato affidato un altro compito. Come già detto il materiale scarseggiava e per seguire il copione era necessaria una sezione dello scafo dell Andrea Doria. L unica immagine che avevamo era però una sezione del Giulio Cesare ovvero una nave con almeno 20 anni più dell Andrea Doria, che quindi presentava una struttura totalmente diversa. Il mio compito è stato quello di analizzare le immagini delle piantine dei ponti e adattare l illustrazione in modo da farla avvicinare il più possibile al Doria. L analisi dei ponti mi ha presentato una struttura totalmente diversa dall illustrazione. Ho dovuto quindi ricostruire interi ponti che l illustrazione non presentava, adattare alcune immagini per creare nuove stanze e disegnare luci e lampadari. La parte più difficile in questo lavoro è 12

13 stata spostare stanze da un ponte ad un altro. Portando più in alto o in basso delle stanze infatti si perdeva il punto di fuga. Ho dovuto quindi cercare di cambiare la prospettiva di alcuni oggetti e ricreare le linee al punto di fuga per adattare le stanze al nuovo ponte. Per dare un effetto più realistico all illustrazione finale, ho cambiato totalmente il fondale ponendovi al suo posto delle fotografie di un cielo e del mare veri. Con l illustrazione ho simulato lo scontro della nave con la Stockholm. Per questa operazione però mi sono dovuto prima documentare sulle dinamiche dell incidente: a che altezza massima e minima la Stockholm ha speronato la Doria, quanti metri è entrata in profondità e quali stanze ha quindi colpito e quali ha lasciato intatte. Questa esperienza mi ha soprattutto fatto capire che sul lavoro bisogna conoscere un po di tutto. Nozioni di nautica per esempio in questo caso mi avrebbero fatto molto comodo. Ma anche sapersi auto aggiornare e auto documentare è un vantaggio che permette un gran risparmio di tempo. 13

14 Processo di realizzazione di un ambiente 3D e riprese in blue-screen La realizzazione di una scena in ambiente tridimensionale, parte dall analisi dello storyboard e del copione del regista. In questa prima fase si scelgono in base al materiale fornito dagli autori, le varie inquadrature da utilizzare e quindi quali porzioni di ambiente realizzare. Infatti, se la scena si svolge in un angolo di una stanza, è inutile realizzare la geometria dell intera stanza e degli oggetti dietro la camera. Renderebbero solo la scena pesantissima con un notevole spreco di tempo sia nella realizzazione che nella fase di rendering. Vengono quindi realizzate due versioni dell ambiente: una a bassa qualità, priva di texture, materiali, luci volumetriche e shader, ed una ad alta qualità. A questo punto il lavoro si sposta allo Studio 4 di via Teulada. Tramite le macchine della Silicon Graphics, delle Orad Cyberset, basate su UNIX, che permettono una piena compatibilità con i programmi Softimage, viene caricata la versione a bassa qualità dell ambiente. L ambiente viene fatto poi combaciare con lo studio, e le telecamere in 14

15 studio vengono agganciate alle telecamere virtuali. In questo modo se si sposta una camera nello studio, in tempo reale si avrà la stessa modifica della camera nell ambiente virtuale. Il virtuale a bassa qualità permette quindi di analizzare la scena in tempo reale e notare se l attore passa attraverso oggetti, se la camera può spostarsi o finisce all interno delle geometrie, da la possibilità di analizzare i problemi che l attore potrebbe incontrare quando deve interagire con gli oggetti virtuali. E fondamentale quindi avere il maggior numero di informazioni riguardo il tipo di inquadratura che si vuole utilizzare e le azioni che gli attori svolgeranno sul set. Alcune problematiche riscontrate sono state infatti la resa prospettica degli oggetti, che a volte sembravano troppo grandi o troppo piccoli rispetto all attore. Dal corretto posizionamento degli elementi di scena infatti dipende la credibilità dell interazione dell attore con l ambiente virtuale. Un grosso problema è emerso nel momento in cui l attore doveva sedersi su di una sedia. Per far combaciare la poltrona virtuale con una sedia di legno, anch essa del colore di sfondo per permettere il croma key, sono stati necessari parecchi tentativi di posizionamento dell oggetto. Una volta ottenuta la corretta disposizione degli elementi reali sul set, l attore aveva a disposizione i riferimenti dei volumi d ingombro del set virtuale sui quali basare la propria performance. Tutta questa fase viene detta di previsualizazione e garantisce un flusso di lavoro rapido e di qualità nelle successive fasi di lavorazione degli effetti visuali. Quello che si ottiene da queste riprese sono due informazioni: una è il contributo video girato dalla camera a fondale verde su supporti D5, che tramite la tecnica di croma key permetterà di sostituire le zone verdi all ambiente 3D, l altra è un file di Log che riporta tutti i spostamenti sugli assi x, y e z della telecamera all interno dello spazio. In questo modo caricando il file di log sulla scena ad alta qualità, si ottiene lo stesso spostamento di camera ottenuto nella ripresa in studio. Il passo successivo è il render della scena virtuale compresa di tutte le texture, luci e shader. La fase finale è il compositing che viene realizzato su macchine Avid DS. In questa fase si uniscono insieme il croma key della ripresa in studio e il render dell ambiente ad alta risoluzione. In questa fase si lavora anche sul canale Alpha che permette di cancellare varie porzioni dell attore in modo che interagisca con la scena, facendolo quindi passare dietro 15

16 oggetti o sparire dietro muri. Per ultima cosa vengono aggiunti effetti come le ombre, delle color corrections sull attore o sulla scena, o riflessi su superfici lucide. La scena a questo punto è terminata, viene riversata su supporti analogici, consegnata al reparto di montaggio e successivamente alla messa in onda. Conclusioni I tre mesi trascorsi alla Rai sono stati per me una grande occasione di formazione, sia dal punto di vista tecnico che personale. L'affiancamento ad esperti del settore mi ha permesso un'utile spunto di crescita professionale grazie alla loro esperienza, ma soprattutto è stato motivo di crescita personale in quanto ho potuto apprendere le problematiche che si riscontrano spesso nel lavoro. In questi due mesi però non mi è stato permesso realizzare interi contribuiti per ma messa in onda in quanto la società non poteva rischiare perdite di tempo nella programmazione. Questo a fatto si che in alcune situazioni ho dovuto cercare da solo come poter essere utile al gruppo, cercando di aiutare i colleghi senza avere a carico interi contributi. 16

17 Indice 2 - Introduzione 3 - Il centro di Post Produzione di via Salaria 3 - Lo studio 4 Full Digital di Via Teulada 4 - Il gruppo ULISSE 5 - Texturing 9 - Croma key 10 La sezione verticale dell'andrea Doria 13 - Processo di realizzazione di un ambiente 3D e riprese in blue-screen 14 - Conclusioni 17