Morphing


Morphing

Morphing ist ein computergenerierter Spezialeffekt bei Ton- oder Bildaufzeichnungen. Beim Morphing werden zwischen zwei Einzelbildern bzw. zwei Klängen Zwischenübergänge berechnet.

Morphing mit einem Zwischenschritt, George W. Bush zu Arnold Schwarzenegger

Im Gegensatz zur Überblendung wird beim Morphing ein Bild in ein anderes Bild durch Einsatz von zusätzlichen gezielten Verzerrungen überführt. Dabei versucht man, ausgehend von einem Quellbild, einen möglichst realistischen Übergang zu einem Zielbild zu erzeugen. Der typische Morphing-Prozess besteht deshalb darin, markante Bildelemente (z. B.Gesichtszüge wie Mund und Augen oder Objektränder) in Quell- und Zielbild auszuwählen und so zu verzerren, dass ihre Konturen zur Übereinstimmung gebracht werden können. Um möglichst realitätsnahe Effekte zu erzielen, ist es wichtig, dass sich Quelle und Zielbild nicht zu sehr voneinander unterscheiden; beispielsweise ist es leichter, ein menschliches Gesicht in ein anderes menschliches Gesicht umzuwandeln als ein Gesicht in ein Bügeleisen. Als Film abgespielt, erwecken diese Bilder den Eindruck einer stetigen Transformation.

Morphing wird hauptsächlich in der Filmindustrie eingesetzt. 1985 wurde diese Technik durch das prämierte Musikvideo Cry der Band Godley & Creme (Ex 10cc) erstmals einem breiten Publikum bekannt. Der erste Film, in dem die Technik angewandt wurde, war der Science-Fiction-Film Der Flug des Navigators von Randal Kleiser (1986). Sehr bekannt wurde die Technik schließlich 1991 durch den Videoclip zu Black Or White von Michael Jackson, in dem in einer laufenden Bewegung die Gesichter von Weißen in die von Afroamerikanern und umgekehrt verwandelt wurden.

In der Vergangenheit mussten Übergänge von Filmen durch oftmaliges Aufbauen und Fotografieren einer Szene (Slow-Motion Capturing) in Verbindung mit aufwändigen Filmschnitten erzeugt werden. Durch die ständige Steigerung der Rechenleistung ist man in der Filmindustrie immer mehr dazu übergegangen, Filme mit Hilfe von digitaler Technik (Computern und digitalen Bildverarbeitungsprogrammen) zu entwickeln. Übergänge von Bildern werden dadurch nicht mehr mit Slow-Motion-Verfahren, sondern mit Morphing realisiert. In den frühen Tagen des Morphing wurden einfache und wenig realistisch wirkende Effekte, wie Überblendung (langsames Überblenden der RGB-Werte von Ursprungsbild zum Zielbild) und Fading (langsames Aus- und Einblenden der RGB-Werte), verwendet.

Weitere Anwendungsgebiete des Bilder-Morphings außerhalb der Filmindustrie sind beispielsweise der Einsatz von Morphing in der Biologie und Chemie, um Modelle zu verändern, oder in der Kriminalistik, um nach vermissten Personen zu suchen. Bei letzterem werden alte Fotos dieser Personen durch Morphing verändert, um das Aussehen dieser Menschen ihrem Alter entsprechend anzupassen.

Beim Morphing von Klängen werden ebenfalls Zwischenschritte berechnet, so dass sich der Ausgangsklang langsam über die neu generierten Zwischenklänge in den neuen Klang verändert.

Ein komplexer Morphing-Vorgang besteht aus drei Teilschritten.

  1. Warping (Verzerren)
  2. Tweening (Zwischenbilder)
  3. Cross-Dissolving (Überblendung)

Unter Warping versteht man das Drehen und Verzerren (Strecken bzw. Dehnen) eines Bildes. Dabei wird jeder Position eines Punktes im Quellbild eine neue Position zugeordnet. Diese neue Position ist abhängig von den bereits oben erwähnten ausgewählten, markanten Bildelementen, die später als Referenzlinienpaare bezeichnet werden.

Der zweite Teil des Morphingalgorithmus benutzt das Tweening. Dabei handelt es sich um eine einfache lineare Interpolation, welche die Position jedes Punktes im Ursprungsbild an seine neue Position überführt. Wie bereits erwähnt, wird beim Warping jedem Punkt des Ursprungsbildes eine neue Position im Zielbild zugeordnet. Durch das Tweening wird jeder Punkt im Ursprungsbild in die neue, durch das Warping berechnete Position überführt. Durch lineare Interpolation kann man eine Animation erzeugen. Dabei wird durch eine berechnete Intervallgröße schrittweise auf die neue Position zugesteuert.

Der dritte und letzte Teil des Morphings besteht aus dem so genannten Cross-Dissolving oder Farb-Morphing. Das Cross-Dissolving findet parallel zum Tweening statt. Dabei werden die einzelnen RGB-Werte jedes Pixels linear interpoliert und vermischt. Die Interpolation wird in Abhängigkeit von Quell- und Zielbild durchgeführt, d. h., während der ersten Interpolationsschritte ist der Anteil des Quellbildes deutlich höher als der des Zielbildes. Dann jedoch nimmt der Anteil des Zielbildes immer mehr zu, bis beim letzten Interpolationsschritt nur noch die RGB-Werte des Zielbildes enthalten sind und somit das Morphing beendet ist.

Ein Beispiel:

Morph0.jpg Morph1.jpg Morph2.jpg Morph3.jpg Morph4.jpg Morph5.jpg
Morph6.jpg Morph7.jpg Morph8.jpg Morph9.jpg Morph10.jpg Morph11.jpg

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