Flame 2027.1から、新しく「Pixel Expression」ノードが追加されました。

Pixel Expressionは、RGBやMatteなどの値を使い、数式でピクセル単位の処理を作成できるノードです。

今回は、Premultiplied素材にGainを適用し、Premultiplied / Unpremultipliedによる処理の違いを確認します。

Matte付きの素材にカラー調整を行ったとき、「半透明部分の濃度や合成結果が、なんとなく変わった？」と感じたことはないでしょうか。

実際の数式と合成結果から確認してみます。

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  1. Premultipliedとは
  2. Pixel ExpressionからGainを確認
  3. Pixel Expression Gainを1.5に変更
  4. UnpremultipliedしてからGainを適用
  5. Unpremultiplied RGBにGainを掛ける
  6. Premultipliedに戻す

Premultipliedとは

Premultipliedとは、RGBにあらかじめMatte（Alpha）の値が掛けられている状態です。

例えば、

RGB = 1.0
Matte = 0.5

の場合、PremultipliedされたRGBは、

Premultiplied RGB = 元のRGB × Matte
1.0 × 0.5 = 0.5

となります。

つまり、半透明部分ではMatteの値に応じてRGBも小さくなっているということです。

今回のGain処理を理解するポイントになります。

Pixel ExpressionからGainを確認

Premultiplied素材に対して、Pixel ExpressionでGainを適用します。

Red    : r1 * gain
Green  : g1 * gain
Blue   : b1 * gain
Matte  : m1

RGBにそのままGainを掛けます。Matteは変更せず、そのまま出力します。

通常のPremultiplied素材をCompノード(Input ControlsはPremultiplied)でブレンド。

Pixel ExpressionのVariablesにGainを追加し、値を調整できるようにしています。

Compノード(Input ControlsはPremultiplied)でブレンド。

Difference Matteから確認。

Pixel Expression Gainを1.5に変更

VariablesからGainを1.5に変更します。

Compノード(Input ControlsはPremultiplied)でブレンド。

Gain : 1.0
Gain : 1.5
Difference Matte

RGBは明るくなりますが、半透明部分のブレンド状態に大きな変化はありません。

UnpremultipliedしてからGainを適用

次に、UnpremultipliedしてからGainを適用してみます。

Unpremultipliedは、PremultipliedされたRGBをMatteで割り、元のRGBに戻す処理です。

Unpremultiplied RGB = Premultiplied RGB / Matte

Pixel Expressionでは、Matteが0の場合の0除算を避けるため、

Red    : r1 / max(m1, 0.0001)
Green  : g1 / max(m1, 0.0001)
Blue   : b1 / max(m1, 0.0001)
Matte  : m1

とします。

max(m1, 0.0001)

Matteが0.0001より大きい場合は、そのままMatteの値が使われます。

「RGBチャンネルを、それぞれmax(m1, 0.0001)で割ります。Gainは1.0。

Unpremultipliedでは、RGBをMatteで割るため、Matte値が小さいエッジ部分では
微小なRGB値も大きく増幅されます。そのため、エッジにドット状のノイズが見えることがあります。

Compノード(Input ControlsはUnpremultiplied)でブレンド。

Pixel Expressionを追加していないCompノード(Premultiplied)と同じ結果になります。

Pixel ExpressionでUnpremultipliedしたRGBを、CompノードのUnpremultipliedとして合成すると、
Comp側でMatteを使って合成されるため、通常のPremultiplied素材を合成した場合と同じ結果になります。

Pixel Expression
├── Premultiplied RGB   → Comp (Premultiplied)
└── Unpremultiplied RGB → Comp (Unpremultiplied)

Unpremultiplied RGBにGainを掛ける

Red    : (r1 / max(m1, 0.0001)) * gain
Green  : (g1 / max(m1, 0.0001)) * gain
Blue   : (b1 / max(m1, 0.0001)) * gain
Matte : m1

Unpremultiplied RGBにGainを掛けます。

Variables Gain : 1.5

Compノード(Input ControlsはUnpremultiplied)でブレンド。

Pixel Expressionを追加していないCompノードの前にMaster Gradeノードを追加し、Gain : 1.5に設定。

Compノード(Input ControlsはPremultiplied)でブレンド。

Difference Matteから確認。

Premultipliedに戻す

Gain処理後のUnpremultiplied RGBにMatteを掛けることで、元のPremultipliedの状態に戻すことができます。

Premultiplied RGB
    ↓
Unpremultiplied RGB
    ↓
Gain 1.5
    ↓
Unpremultiplied RGB * Matte = Premultiplied RGB

この一連の処理では、Gainは単純な乗算のため、PremultipliedのままGainを掛けた場合と結果は同じになります。

Red   : ((r1 / max(m1, 0.0001)) * gain) * m1
Green : ((g1 / max(m1, 0.0001)) * gain) * m1
Blue  : ((b1 / max(m1, 0.0001)) * gain) * m1
Matte : m1

Gainを掛けたあと、Matteを掛けます。

Compノード(Input ControlsはPremultiplied)でブレンド。

Difference Matteから確認。

まとめ

Gainでは、Premultipliedのまま処理した場合と、Unpremultipliedしてから処理した場合で最終結果は一致しました。

次回は、同じ処理をGammaで確認します。