Changing Object Appearance by Adding Fur

Cílem této práce je demonstrovat možnost renderování srsti přímo do existujících obrazů bez toho, aby bylo po uživateli požadováno překreslení všech pixelů nebo dodání kompletní 3D geometrie a osvětlení. Srst je přidána na povrch objektů pomocí extrakce jejich přibližného tvaru a světelných informací z obrazu a takto získaný objekt je poté přerenderován. Tento přístup je nový v tom, že vysokoúrovňové úpravy obrazu (jako např. přidání srsti), mohou úspěšně vést k vizuálně korektním výsledkům a to i přes omezení nepřesnou geometrií a světelnými podmínkami. Relativně velká množina technik použitých v této práci zahrnuje obrazy s velkým dynamickým rozsahem, metody extrakce 3D tvaru z obrazu, výsledky výzkumu vnímání tvaru a osvětlení a fotorealistické renderování. Hlavním cílem práce je potvrdit koncept popsaný výše. Hlavním implementačním jazykem bylo C++ s použitím knihoven wxWidgets, OpenGL a libTIFF. Renderování bylo realizováno v software 3Delight kompatibilním se standardem Renderman, za pomoci množiny shaderů implementovaných v nativním jazyce Rendermanu.The aim of this thesis is to demonstrate the feasibility of rendering fur directly into existing images without the need to either painstakingly paint over all pixels, or to supply 3D geometry and lighting. The fur is added to objects depicted on images by first recovering depth and lighting information, and then re-rendering the resulting 2.5D geometry with fur. The novelty of this approach lies in the fact that complex high-level image edits, such as the addition of fur, can successfully yield perceptually plausible results, even constrained by imperfect depth and lighting information. A relatively large set of techniques involved in this work includes HDR imaging, shape-from-shading techniques, research on shape and lighting perception in images and photorealistic rendering techniques. The main purpose of this thesis is to prove the concept of the described approach. The main implementation language was C++ with usage of wxWidgets, OpenGL and libTIFF libraries, rendering was realised in 3Delight, a Renderman-compatible renderer, with the help of a set of custom shaders written in Renderman shading language.