Depth, shading, and stylization in stereoscopic cinematography

Abstract

Due to the constantly increasing focus of the entertainment industry on stereoscopic imaging, techniques and tools that enable precise control over the depth impression and help to overcome limitations of the current stereoscopic hardware are gaining in importance. In this dissertation, we address selected problems encountered during stereoscopic content production, with a particular focus on stereoscopic cinema. First, we consider abrupt changes of depth, such as those induced by cuts in films. We derive a model predicting the time the visual system needs to adapt to such changes and propose how to employ this model for film cut optimization. Second, we tackle the issue of discrepancies between the two views of a stereoscopic image due to view-dependent shading of glossy materials. The suggested solution eliminates discomfort caused by non-matching specular highlights while preserving the perception of gloss. Last, we deal with the problem of filmgrainmanagement in stereoscopic productions and propose a new method for film grain application that reconciles visual comfort with the idea of medium-scene separation.

Aufgrund der ständig steigenden Beachtung der stereoskopische Abbildung durch die Unterhaltungsindustrie, gewinnen Techniken und Werkzeuge an Bedeutung, die eine präzise Steuerung der Tiefenwahrnehmung ermöglichen und Einschränkungen der gegenwärtigen stereoskopischen Geräte überwinden. In dieser Dissertation adressieren wir ausgewählte Probleme, die während der Erzeugung von stereoskopischen Inhalten auftreten, mit besonderem Schwerpunkt auf der stereoskopischen Kinematographie. Zuerst betrachten wir abrupte Tiefenänderungen, wie sie durch Filmschnitte hervergerufen werden. Wir leiten ein Modell her, das die Zeit vorhersagt, die für das menschliche Sehsystem notwendig ist, um sich an solche Änderungen der Tiefe zu adaptieren, und schlagen vor wie dieses Modell für Schnittoptimierung angewendet werden kann. Danach gehen wir das Problem der Unstimmigkeiten zwischen den zwei Ansichten eines stereoskopischen Bildes, infolge der sichtabhängigen Schattierung von glänzenden Materialien, an. Die vorgeschlagene Lösung eliminiert das visuelle Unbehagen, welches von nicht zusammenpassenden Glanzlichtern verursacht wird, indessen bewahrt sie die Glanzwahrnehmung. Zuletzt behandeln wir das Problem des Filmkornsmanagements in stereoskopischen Produktionen und schlagen eine neue Methode für das Hinzufügen vom Filmkorn vor, die die visuelle Behaglichkeit mit der Idee der Medium-Szenen-Trennung in Einklang bringt.