تركيب الصور العميق

تُعدّ تقنية دمج الصور العميقة طريقةً لدمج الصور الرقمية وعرضها، وقد ظهرت في منتصف العقد الأول من الألفية الثانية. فبالإضافة إلى قنوات اللون والشفافية المعتادة، يٌنشأ العمق المكاني. يسمح ذلك بتجميع عينات متعددة في عمق الصورة لتكوين اللون النهائي . تُنتج هذه التقنية صورا عالية الجودة، وتزيل التشوهات حول الحواف التي يصعب معالجتها بطرق أخرى.

 بيانات معمقة 
تُشفّر البيانات العميقة بواسطة برامج عرض ثلاثية الأبعاد متطورة في صورة تُجسّد معلومات حول مسار كل بكسل مُصوّر على طول المحور z الممتد من الكاميرا الافتراضية عبر الفضاء، بما في ذلك لون وشفافية كل سطح أو حجم غير معتم يمر به، بالإضافة إلى العينات المجاورة. يمكن اعتبار ذلك مشابهًا إلى حد ما لطريقة توليد تتبع الأشعة لمسارات الفوتونات المُحاكاة عبر هذه الوسائط؛ وعلى ذلك فإن المعتاد لتتبع الأشعة وتقنيات العرض التقليدية الأخرى عمومًا تنتج صورًا تحتوي على ثلاث أو أربع قنوات فقط من قيم اللون والشفافية لكل بكسل، مُسطّحة في إطار ثنائي الأبعاد.

من ناحية أخرى، تحتوي خرائط العمق على معلومات المحور z (العمودي على الصفحة) مُشفّرة في صورة رمادية . يُمثل كل مستوى من مستويات الرمادي شريحة مختلفة من فضاء z. يتم تحديد "سُمك" كل شريحة عند عملية العرض، مما يسمح بدقة عمق متفاوتة حسب عمق المشهد. مثــّلت خرائط العمق إضافة قيّمة لفناني التركيب لدمج الصور ثلاثية الأبعاد مع المشاهد الحية والعناصر العملية. لكي تكون الصورة مفيدة، يجب أن تتمتع بعمق بت عالٍ بما يكفي لترميز الفصل بين الأجسام القريبة من الكاميرا والأجسام البعيدة عنها . تستطيع معظم برامج التصميم ثلاثي الأبعاد الآن إنشاء صور وخرائط عمق 16 بت و32 [[بت، مما يوفر ما يصل إلى ملياري مستوى عمق. مع ذلك، لا تتضمن خرائط العمق معلومات الشفافية حول الأسطح أو الأحجام غير المعتمة، وبالتالي، فإن الأجسام التي تقع خلف هذه الأجسام شبه الشفافة أو التي تُرى من خلالها لن يكون لها معلومات عمق خاصة بها، وقد لا يتم دمجها أو تمويهها بشكل صحيح. حتى إضافة تقنية التشفير اللوني (Cryptomattes) الشائعة إلى العديد من عمليات ما بعد الإنتاج واستوديوهات المؤثرات البصرية ، رغم أنها توفر أشكال تعريفية ملونة منفصلة للعناصر الفردية في المشهد المُعالَج لسد الفجوة بين الصور المولدة بالحاسوب (CGI) والتركيب، إلا أنها لا تسمح بسير العمل النصف آلي وغير الخطي الذي توفره البيانات العميقة. يعود ذلك إلى أن الصور العميقة تُغلف معلومات ثلاثية الأبعاد كافية تجعل المهام التي تستغرق عادةً وقتًا طويلاً، مثل تقنية الروتوسكوب مع العديد من قوالب التثبيت (Holdout Mattes) للتفاعلات المعقدة بين الشخصيات المتحركة والأجسام البيئية شبه الشفافة كالدخان أو الماء، سهلة للغاية. فبدلاً من المرور بهذه العملية، يمكن بسهولة إنشاء قوالب متعددة من مجموعة واحدة من الصور العميقة دون الحاجة إلى إعادة معالجة كل عنصر من عناصر القالب أو والخلفية في كل حالة. إضافةً إلى هذه الكفاءة والمرونة، توفر صور البيانات العميقة بطبيعتها جودة بصرية أعلى بكثير في الحالات الشائعة التي كانت صعبة لعمليات المعالجة التقليدية، مثل حواف الشخصيات الضبابية الحركة ذات عناصر شبه شفافة مثل الشعر.

من عيوب استخدام الصور العميقة حجم ملفاتها الكبير، لأنها تقوم بتشفير كمية هائلة نسبياً من البيانات لكل إطار مقارنة بتنسيقات القنوات المتعددة مثل OpenEXR .

 شغل قائم على الدوال (متكامل) 
تُخزَّن البيانات كدالة للعمق، مما ينتج عنه منحنى دالة يُمكن استخدامه للبحث عن البيانات عند أي عمق. أما معالجة البيانات فهي أكثر صعوبة.

 شغل قائم على العينات (غير متكامل) 
تُعتبر كل عينة جزءًا مستقلاً، وبالتالي يمكن معالجتها بسهولة. ولضمان تمثيل البيانات للتفاصيل الصحيحة، يلزم إدخال قيمة توسيع إضافية.

 توليد بيانات عميقة 
تُنتج برامج العرض ثلاثي الأبعاد البيانات اللازمة كجزء من عملية العرض. تُجمع العينات بعمق ثم تُدمج. يمكن كتابة بيانات العمق أولا ، لذا فهي ليست جديدة على العملية. يتطلب توليد بيانات العمق من بيانات الكاميرا صورة عمق مناسبة. تُستخدم هذه الصورة أو الخريطة في بعض الحالات، لكنها لا تزال غير دقيقة بما يكفي للتمثيل التفصيلي المرغوب فيه . ورغم ذلك فقد تكون كافية لمهام التحقق الأساسية.

 دمج صور البيانات المعمقة 
يمكن دمج الصور العميقة تمامًا مثل الصور العادية. يُسهّل عنصر العمق "تحديد ترتيب الطبقات"، وهو ما كان يتطلب سابقًا إدخالًا يدويًا من المستخدم. أما الآن، فالصور العميقة تمتلك هذه المعلومات تلقائيًا ولا تحتاج إلى أي إدخال من الشخص المشتغل . كما يتم تقليل تشوهات الحواف نظرًا لامتلاك وحدات البكسل الشفافة بيانات أكثر للتعامل معها.

 التاريخ 
تُستخدم تقنية الصور العميقة في برامج العرض ثلاثي الأبعاد منذ فترة طويلة. وقد بدأ استخدامها في البداية في العديد من شركات المؤثرات البصرية ضمن تقنيات التظليل. فيمكن إنشاء قوالب الصور العميقة أثناء عملية العرض. وقد بدأت بعض الشركات مؤخرًا في استخدامها بطريقة تفاعلية، حيث قامت شركة SideFX بدمجها في برنامج Houdini الخاص بها، كما قامت استوديوهات مثل Industrial Light & Magic وDreamWorks Animation وWeta وAnimalLogic وDRD بتطبيق حلول تفاعلية مناسبة.

في عام ٢٠١٤،كرّمت أكاديمية فنون وعلوم الصور المتحركة هذه التقنية بجوائزها السنوية للعلوم والتكنولوجيا. وقد مُنحت الجائزة ل"لدكتور بيتر هيلمان ل" جهوده الدؤوبة في تطوير أدوات مبتكرة وقوية ومتكاملة للتركيب العميق، كما مُنحت لكـ "ولين دونكاستر،" وي "وهانس سام،" وأ "ريتو إتشيفاريا، " و و ي "جانكونتكانين،" وو"ريس كوبر "ل جهودهم في تطوير نماذج أولية و، ترويج تقنيات وأساليب عمل التركيب العميق.

 موارد 

 ورق بيكسار
 ورق الصور العميق
 فيديو تعليمي حول تقنية التصوير العميق المستخدمة في فيلم "نهوض كوكب القردة" (2012)، وبرنامج نوك لتركيب الصور.
 دورة التركيب العميق
 Deep Image File Format
 جائزة الأوسكار للتكنولوجيا
 نظرية البكسلات العميقة
 OpenEXR Deep Pixels

تصنيف:مؤثرات بصرية
تصنيف:معالجة رقمية للصور
تصنيف:صفحات بترجمات غير مراجعة