拙訳
はじめに（Introduction）
- 基本的なアイデアと理論[Kawase 2008Kawase, M. 2008. レンダリスト養成講座2.0 〜光学に基づいたボケ味の表現〜. Computer Entertainment Developers Conference. https://cedil.cesa.or.jp/cedil_sessions/view/118.]
- 円形絞りのみ
- 実践的な実装と最適化[Kawase 2012Kawase, M. 2012. 実践！シネマティックレンズエフェクト. Computer Entertainment Developers Conference. https://cedil.cesa.or.jp/cedil_sessions/view/876.]
- 任意の絞り形状の種類
ペンシルマップの生成（Creating the Pencil Map）
- 収差ダイアグラムから光路を事前計算する
- 球面色収差や軸上色収差を計算に入れる
縦収差ダイアグラム → 光路がペンシルマップを作る（少数の光線） → ペンシルマップ
円形ボケレンダリング（Circular Bokeh Rendering）
- V座標は光軸からの距離を表す
- 各スライスを円にマッピングすることで円形の’ボケ’を生成する
U:レンズからの距離。V:光軸からの距離。
離散化された結果…（Discretized Result…）
- 色収差が問題に
- 3つの波長（R/G/B）では分散を表現するのに不十分
波長サンプリングの増加（Increasing Wavelength Samplings）
- より多くの波長でマップを計算する
- RGB空間に変換する
球面および色収差におけるボケ（Bokeh with Spherical and Chromatic Aberration）
- 不完全なフォーカス
- 赤の鋭いエッジを持つ前ボケ
- 青の柔らかいエッジを持つ後ボケ
ダブレットのペンシルマップの生成（Creating the Pencil Map of Doublet）
- 縦収差ダイアグラムからマップを計算する
- 実際のレンズパラメータを使う（それらが存在すれば）
- 各波長の光線経路のみが必須とされる
縦収差ダイアグラム → 光路がペンシルマップを作る → ペンシルマップ
写真との比較（Comparison with photographs）
- 一般的な補正
- 前ボケは柔らかい紫のエッジを持ち、中心が暗くなる
- 後ボケは鋭い緑のエッジを持ち、中心が明るくなる
異なるダブレットのタイプ（Different Type of Doublet）
- 残存色収差は残存球面収差より見えやすい
縦収差ダイアグラム → 光路がペンシルマップを作る → ペンシルマップ
ペンシルマップの最適化（Optimization of Pencil Map）
- テクスチャでの無駄な部分
- 疎で、多くのテクセルが空白である
- より重要な’焦点が合う’テクセル周辺の精度が十分でない
- 最大の高さ（ボケのサイズ）によってすべての距離（U軸）でかたまりの高さを正規化する
- 空白のテクセルが少なくなり、焦点が合うテクセル周辺の精度が大きく改善する
球面レンズ（補正なし）
非球面レンズ（色収差補正なし）
非球面ダブレットレンズ
非球面ダブレットレンズ（別種）
アポクロマティック（APO）レンズ
完璧なレンズ（実在しない）
任意の絞り形状への応用（Application to Arbitrary Aperture Shapes）
様々な絞り形状（Various Aperture Shapes）
- 絞り形状は重要な芸術的ファクタである
- 一般的に、5から9枚の絞り羽根
- 円形からN角形に変化する
- どうやってペンシルを多角形の絞り形状にマップするか？
- 3Dテクスチャ？
- 大きすぎるし、実践的ではない
- 3Dテクスチャ？
ペンシルマップの間接参照（Indirect Reference of Pencil Map）
- ペンシルマップのV座標を格納するLUTテクスチャを事前計算する
- ランタイムでペンシルマップを間接的にサンプルする
- LUTは絞りの形状を決定する
- ペンシルマップに依存しない
- 絞り羽根の曲がった形状を再生成できる
- 様々な絞り条件のためのLUT一式を準備する
- 星やハートといった他の形状も用いることができる
様々なLUT（Various LUTs）
- 開き具合や絞り羽根の数ごとに
- 2つの隣接するLUT間を補間することで滑らかな変形が可能である
デバッグのためのシルエットのLUT（Silhouette LUTs for debug）
散乱か収集か？（Scattering or Gathering?）
両方実装できる（Both can be Implemented）
- 散乱によるほうが品質が良い
- 処理負荷が高い
- ハイブリッドな手法が推奨される
- 散乱と収集の両方
ハイブリッドな手法（Hybrid Method）
- ピクセルを散乱するか収集するかを決定するため、以下を使う
- CoCサイズ
- 近傍ピクセル間の輝度差
最適化（Optimization）
- 散乱には半分の解像度のバッファを使う
- 散乱処理が16倍速くなる可能性がある
- 階層的な解像度のバッファでいくつかのパスに処理を分割する
- 大きなボケには低い解像度を使う
- 1/4x1/4の解像度での処理が256倍速くなる可能性がある
- 各解像度で比較的大きなボケには2x2ピクセルごとに1ピクセルを散乱する
- 特に処理負荷の高いピクセルが4倍速くなる可能性がある
曲がった絞りと光学の口径食（Curved Diaphragm and Optical Vignetting）
- 開く/閉じる
- 変形
- 円形絞り
- 多角形絞り
- 回転
- 光学口径食
- 猫目効果
- 変形
様々な収差と補正（Various Aberrations and Corrections）
- 球面収差と軸上色収差の補正はボケに主に影響を与える
結論（Conclusion）
- ペンシルマップとLUTでフォトリアリスティックなボケを再生成する
- ペンシルマップはボケの特徴を定義する
- LUTはボケの形状を定義する
- 最適化
- 様々な選択肢が利用可能
- パフォーマンスを改善するために組み合わせて用いることができる