Local Light Alignment is a new shading based technique in the field of shape depiction, a field which concerns itself with techniques to represent and enhance the three-dimensional (3D) shape of objects in two-dimensional (2D) visual media. The main idea of Local Light Alignment is to locally adjust the incoming direction of light to create contrast in a way that enhances the perception of shape and surface detail. It is aimed at visual artists and uses a multiple scale approach, where the user can tune the enhancement of geometric shapes of different sizes. Local Light Alignment was published together with a new objective metric for measuring shape depiction called the congruence score. This thesis strives to increase knowledge about both these new techniques by investigating how varying several parameters for Local Light Alignment affect the congruence score at different scales and strengths of enhancement. The parameters investigated are the range and spatial parameters for the bilateral filter in the scale space construction as well as the enhancement strength parameter of the main Local Light Alignment algorithm. The thesis also tries to identify any common visual characteristics for images that score high, to give a better intuition of what the congruence score represents. The tests are performed using four models, each representing a different field of application. For each model, several viewpoints are tested, and for every viewpoint, 244 differently parameterized renders are produced and scored. The results notably show that the spatial and range parameters both affect controllability of the algorithm by shifting the scores toward the finer end of the scale space with higher values, without affecting the total score. The enhancement strength parameter is shown to affect the congruence score positively, but with diminishing returns as values approach 1. It is also shown by example that the images showing the largest improvement in congruence score tend to exhibit such high degrees of exaggeration that they would probably not be considered good examples of shape depiction by human standards. This is identified as an interesting area to perform subjective evaluations in future research. These investigations will be valuable to those who will create application software that features Local Light Alignment, as well as those wanting to employ the congruence score metric. / Local Light Alignment är en ny skuggningsbaserad teknik inom området formskildring, ett område som är befattar sig med olika tekniker för att förbättra den tredimensionella formåtergivningen av objekt i tvådimensionella medier. Huvudidén bakom Local Light Alignment är att lokalt justera riktningen av inkommande ljus på ett sätt som skapar ytterligare kontrast och förstärker uppfattningen av form och ytdetaljer. Tekniken riktar sig mot designers och använder sig av en flerskalig approach, där användaren kan justera förbättringen av geometriska former av olika storlekar. Local Light Alignment publicerades tillsammans med en kvantitativ metrik för att mäta formskildring, kallad ”congruence score”, eller kongruenspoängtal på svenska. Denna uppsats eftersträvar att öka kunskapen kring båda dessa nya tekniker genom att undersöka hur parameterrymden för Local Light Alignment påverkar kongruenspoängtalet vid olika skalor och förbättringsstyrkor. De undersökta parametrarna är omfångs- och spatialparametrarna som tillhör det bilaterala filtret som används i konstruktionen av skal-rymden, samt parametern för förbättringsstyrka tillhörandes den centrala delen av Local Light Alignment algoritmen. Upptatsen försöker också att identifiera gemensamma visuella uttryck för bilder som visar stor förbättring i kongruenspängtalet, för att kunna ge en intuition om vad kongruenspoängtalet representerar som modell. Studien är genomförd med 4 olika 3D-modeller, där varje modell representerar ett separat område där Local Light Alignment skulle kunna användas. För varje modell så undersöks flera åskådningsvinklar, och för varje åskådningsvinkel så produceras 244 olika parameteriserade renderingar som sedan utvärderas med kongruenspoängtal. Resultaten visar att omfångs- och spatialparametrarna båda påverkar kontrollerbarheten hos algoritmen genom att skifta massan av poäng från den grövre delen av skal-rymden, mot den finare. Detta utan att nämnvärt påverka totalpoängen. Förbättrinsstyrkeparametern visas påverkar kongruenspoängtalet positivt, men med avtagande effect då värdet närmar sig 1. Det demonstreras också visuellt hur de bilder som visar störst förbättring i kongruenspoängtal också uppvisar så höga nivåer av överdriftseffekter att de knappast kan anses vara goda exempel av förbättrad formskildring. Detta identifieras som en intressant riktning för framtida forskning med stöd av subjektiva utvärderingar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-332144 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Ahlsén, Edvard |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Stockholm : KTH Royal Institute of Technology |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2023:511 |
Page generated in 0.0028 seconds