Прогаем с кенгурой

Обернул искажения механикой камеры в короткое видео.

В этот раз снимал не в полночь, поэтому должно было получится поживее - без залипаний🤠

https://youtu.be/6_-FjOq3peE

оригинал

Подведем итог

Итак, с камерой закончили - как видите, она добавляет живости и делает видео больше похожим на старые пленки (можете пролистать наверх и сравнить с постом про цветокор и ореол).

Дальше идет передача/хранение пленки (но там та же химия - цветокор) и проектор. Будем смотреть, что можно сломать на пленочном проекторе.

Пыль и грязь

Это вот эти черные (белые если есть перенос с негатива на позитив, или оба если все поломано) мелкие четкие пятна.

Принцип
Грязь может не только царапать, но и оставлять тень, если лежит прямо на пленке (или очень близко к ней) во время экспозиции.

Алгоритм
Тоже либо процедурно, либо маской.

Процедурно тоже перлином (или каким вам больше нравится) генерируем шум и подрезаем:

float2 uv = in.uv;
uv *= 10;
float v = perlinNoise(float3(uv, U.time), 6, 3, 0.0125, 0.0, 0);
float a = 1 - U.dust * 0.2;
v = smoothstep(a-0.1, a,v);
src.rgb -= v;

Царапины

Вот эти вот продольные (вертикальные) белые полосы.

Принцип
При протяжке пленки, если в мезанизм попадает пыль, песок или просто есть брак деталей, все это может царапать пленку, сдирая с нее фотоэмульсионный слой, из-за чего этот участок оказывается прозрачным.

Если мы эту пленку переводим потом в позитив, то полосы будут не белые, а черные. А возможно и те, и те - смотря сколько у нас этапов поломанных - смотрите по обстоятельствам.

Алгоритм
Тут тоже можно либо процедурно, либо маской.

Процедурно я растягиваю перлина и подрезаю его:

float2 uv = in.uv;
uv.x *= 100;
uv.y *= 0.001;
float v = perlinNoise(float3(uv, U.time), 1, 8, 0.2, 200.0, 10);
float a = 1.0 - U.amount;
v = smoothstep(a-0.01, a, v);
src.rgb += v;

Тень от кадрового окна

Совсем забыл про нее - выглядит как достаточно четкая виньетка по самому краю кадра.

Принцип
Если пленка не прилегает плотно к кадровому окну, а болтается в нем, то окно будет образовывать не четкий прямоугольник, а относительно мягкую тень - вот ее мы и наблюдаем по краям.

Алгоритм
В пассе про тряску (где у нас задействован только вертексный шейдер по сути) добавляем генерацию тени

    float2 uv = -1. + 2. * in.uv;
    float ratio = float(texture0.get_width()) / float(texture0.get_height());
    uv.x *= ratio;
    uv.x -= sign(uv.x) * fract(ratio);
    float2 v2 = pow(abs(uv), 32 - 16 * U.vignette);
    float v = U.vignette * (v2.x + v2.y);
    src.rgb -= v;

Причем значение силы виньетки можно также потрясти от времени, чтобы имитировать разное прилегание пленки к окну.

Я генерирую тут процедурно по вот этой функции https://www.desmos.com/calculator/v8m67hxwlw

float2 uv = in.uv * 2 - 1;
float2 leakSep = U.amount * U.pos * pow(3, -U.pos * (sign(U.pos) - uv)) * sin(3.14159 * uv);
src.rgb += leakSep.x + leakSep.y;

Утечка света (Light Leak)

Как правило выглядит как засвет одной из половин пленки. На цветной пленке может иметь еще и цветной градиент - зависит от условий.

Принцип
Из-за щели в корпусе кассеты или камеры свет проникает внутрь и засвечивает кусок пленки.

Алгоритм
Можно делать как процедурно, так и просто наложить текстуру - зависит от задачи.
- процедурно можно менять засвет в зависимости от времени (например если пленка смоталась, то на нее уже падает меньше света, но на большую площадь и тд)
- текстурой можно сделать более дешево более сложные изображения

Крышечки эвкалипта. Интересно, есть ли с другим числом секций

Мерцание яркости

Я думаю, вы замечали, что яркость между кадрами на старых кинопленках может меняться от кадра к кадру.

Принцип
Как я уже писал ранее, мир не идеален, а обтюратор тем более. Если он не корректно синхронизирован с грейфером, то у разных кадров будет разное время экспозиции.

Алгоритм
Рандомно поддергиваем вверх-вниз значение яркости.

⚠️ВАЖНО

После того, как вы понизили фпс, не забудьте передавать дальше новое - заторможенно - время, иначе у вас будет эффект не того, что фпс понизили в целом, а того, что показываете дерганные картинки на том же фреймрейте. Эффекты типа зерна (шума) и пятен должны быть одинаковы на одинаковом кадре.

Дрожание кадра

К счатью/сожалению мы живем не в идеальной математической абстракции, а в хаотичном физическом мире, а потому примитивная механика пленочной кинокамеры, как и сама пленка не идеальны. Это приводит к тому, что картинка может проецироваться не идеально в кадр, а с небольшими сдвигами. Причем по Y она будет дергаться сильнее, чем по X, так как движение пленки идет именно вдоль оси Y (так уж сложилось исторически).

Алгоритм
1. На CPU считаем случайный сдвиг по X и по Y от времени
2. На GPU в вертексном шейдере смещаем весь квад кадра на этот сдвиг

Фреймрейт

На пленочных камерах/проекторах фреймрейт конечно может быть до 60, но чаще всего это стандартные 24, 18 (для любительской) и 16 для немого кино

Принцип
У нас есть время на экспозицию кадра пока обтюратортор крутится, картинка мутится, а грейфер тащит пленку. То есть время на один кадр достаточно велико.

Это вызвано ограничениями механики, прочности пленки ну и физикой/химией экспозиции картинки.

Алгоритм:
Два варианта:
1. Сохраняем копию кадра и отсчета и обновляем только когда время увеличилось больше чем на время кадра
2. То же самое, но кадры дополнительно накладываем друг на друга для эффекта смазанности

Если делать только 1, а видео изначально достаточно четкое, то результат будет выглядеть немного дерганно и стробоскопично. Такое тоже есть на пленочном кино и вызвано короткой выдержкой. То есть смазанность на низком фпс позволяет смазать не только картинку, но и фпс))))

uConsole, TIC-80, SDF+raycast, рендерю по строчке за кадр с поворотом камеры вокруг центра

а это грейфер - зацените, какой красавец

вот они

Продолжим ломать и портить видео. Дальше на очереди - механикой камеры. По традиции начнем с ее устройства.

Я нашел такую схему работы камеры на вики. Она с зеркальным обтюратором, но нам тоже пойдет - абстрагируемся от его зеркальности.

Итак у нас есть изображение, которое приходит с объектива (1) и, отсекаясь обтюратором (2) (такой вращающийся затвор с вырезанным сектором для пропускания света), попадает на кадровое окно (9). За окном находится фильмовый (пленочный) канал (10), через который протягивается собственно пленка из одной катушки (6) на другую (14) с помощью грейфера (11) (собственно он и протаскивает пленку по кадрам).

Сейчас еще скину гифку как обтюратор с грейфером работают

Напомню, кто не знал или забыл, вот первый:
https://gostrobrod.medium.com или https://latooksoftware.com/article.html?article=metal/mtl_s01e00.md

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)