Матовый (кинопроизводство) - Matte (filmmaking)

Матовые материалы используются в фотографии и создании фильмов со специальными эффектами для объединения двух или более элементов изображения в одно окончательное изображение. Обычно маты используются для объединения изображения переднего плана (например, актеров на съемочной площадке или космического корабля) с фоновым изображением (например, живописный вид или звездное поле с планетами). В этом случае матовая окраска является фоном. В кино и на сцене маты могут быть физически огромными участками нарисованного холста, изображающими большие живописные просторы пейзажа .

В пленке принцип матирования требует маскировки определенных областей пленочной эмульсии для выборочного контроля того, какие области экспонируются. Однако многие сложные сцены со спецэффектами включают в себя десятки дискретных элементов изображения, требующих очень сложного использования подложек и наложения подложек друг на друга. В качестве примера простой подложки мы можем захотеть изобразить группу актеров перед магазином, с огромным городом и небом, видимыми над крышей магазина. У нас было бы два образа - актеров на съемочной площадке и образ города - чтобы объединить в третий. Для этого потребуются две маски / маты. Один маскирует все, что находится над крышей магазина, а другой - все, что находится под ней. Используя эти маски / подложки при копировании этих изображений на третье, мы можем комбинировать изображения, не создавая призрачных двойных экспозиций. В фильме это пример статической подложки, где форма маски не меняется от кадра к кадру. Для других снимков могут потребоваться изменяющиеся маты, чтобы маскировать формы движущихся объектов, например людей или космических кораблей. Они известны как дорожные маты . Дорожные маты обеспечивают большую свободу композиции и движения, но их также сложнее выполнить.

Техника композиции , известная как хроматический кеинг, которая удаляет все области определенного цвета из записи - в просторечии известная как "синий экран" или "зеленый экран" по названию наиболее популярных используемых цветов - вероятно, является наиболее известными и наиболее широко используемыми современными методами создания путешествий. матовость, хотя в прошлом также использовались ротоскопирование и несколько проходов управления движением . Компьютерные изображения , статические или анимированные, также часто визуализируются с прозрачным фоном и накладываются в цифровом виде поверх современных пленок с использованием того же принципа, что и матовые изображения - маски цифрового изображения .

История

Матирование - очень старая техника, восходящая к братьям Люмьер . Первоначально матовый снимок создавался кинематографистами, которые затемняли задний фон на пленке карточками с вырезом. Когда снималась часть сцены с живым действием (передний план), фоновая часть пленки не экспонировалась. Затем над секцией живых выступлений будет помещен другой вырез. Фильм перематывают, и создатели фильма снимают новый бэкграунд. Этот метод был известен как встроенный в камеру матовый эффект и в конце 1880-х годов считался скорее новинкой, чем серьезным спецэффектом. Хороший ранний американский пример можно увидеть в «Великом ограблении поезда» (1903 г.), где он используется для размещения поезда за окном в билетной кассе, а позже - как движущийся фон за пределами багажного вагона на «площадке» поезда. Примерно в это же время также использовалась другая техника, известная как стеклянная дробь. Стеклянный кадр был сделан путем рисования деталей на куске стекла, который затем был объединен с кадрами живых выступлений, чтобы создать видимость сложных декораций. Первые снимки в стекло приписываются Эдгару Роджерсу.

Первой крупной разработкой матового кадра стала компания Norman Dawn ASC в начале 1900-х годов . Доун безупречно вплетал стеклянные кадры во многие из своих фильмов: например, в разрушающихся Калифорнийских миссиях в фильме « Миссии Калифорнии» , и использовал стеклянные кадры, чтобы произвести революцию в мате в камере. Теперь, вместо того, чтобы переносить свои живые кадры в реальное место, кинематографисты будут снимать живое действие, как раньше, с вырезанными карточками на месте, затем перематывать пленку и переносить ее на камеру, предназначенную для минимизации вибраций. Тогда создатели фильма вместо живого фона снимали кадр из стекла. Полученный композит получился достаточно качественным, так как матовая линия - место перехода от живого действия к нарисованному фону - была гораздо менее резкой. Кроме того, новая матовая пленка для камеры была намного более рентабельной, так как стекло не нужно было готовить в день съемки живого действия. Одним из недостатков этого метода было то, что, поскольку пленка экспонировалась дважды, всегда существовал риск случайно передержать пленку и испортить отснятый ранее материал.

Матовый снимок в камере использовался до тех пор, пока качество пленки не начало улучшаться в 1920-х годах. В это время была разработана новая техника, известная как метод двухкомпонентной камеры. Это было похоже на матовый снимок в камере, но полагался на один главный положительный снимок в качестве резервной копии. Таким образом, если что-то будет потеряно, мастер останется нетронутым. Примерно в 1925 году был разработан другой метод изготовления штейна. Одним из недостатков старых матов было то, что линия штейна была неподвижной. Прямого контакта между живым действием и матовым фоном быть не могло. Дорожный штейн изменил это. Дорожный мат был похож на встроенный в камеру или двухкомпонентный мат, за исключением того, что матовая линия менялась каждый кадр. Кинематографисты могут использовать технику, аналогичную методу двойной упаковки, чтобы сделать часть живого действия матовой, позволяя им перемещать актеров по фону и сцене, полностью их интегрируя. «Багдадский вор» (1940) стал крупным шагом вперед для путешествующих матов и первым крупным внедрением технологии синего экрана , изобретенной Ларри Батлером, когда он получил в том году премию Оскар за лучшие визуальные эффекты , хотя процесс все еще был очень долгим - интенсивно, и каждый кадр приходилось обрабатывать вручную.

Компьютеры начали помогать этому процессу в конце 20 века. В 1960-х Петро Влахос усовершенствовал использование камер управления движением в синем экране и получил за это премию Оскар. В 80-е годы были изобретены первые цифровые маты и процессы синего экрана, а также были изобретены первые компьютеризированные системы нелинейного монтажа видео. Альфа-композитинг , при котором цифровые изображения можно было сделать частично прозрачными так же, как анимационная ячейка в своем естественном состоянии, был изобретен в конце 1970-х и был интегрирован с процессом синего экрана в 1980-х. Цифровое планирование началось для The Empire Strikes Back в 1980 году, за которую Ричард Эдлунд получил премию Оскар за свою работу по созданию оптического принтера аэрофотоснимков для комбинирования матов, хотя этот процесс все еще был аналоговым. Первый полностью цифровой матовый снимок был создан художником Крисом Эвансом в 1985 году для молодого Шерлока Холмса для сцены с компьютерной графикой (CG), изображающей рыцаря, прыгающего из витража. Сначала Эванс нарисовал окно акриловыми красками, а затем отсканировал картину в систему Pixar LucasFilm для дальнейшей цифровой обработки. Компьютерная анимация слилась с цифровыми матовым, что - то традиционная матовой живописью не смог бы сделать.

По состоянию на 2020 год почти все современные маты теперь выполняются с помощью цифрового редактирования видео, а техника композитинга, известная как хроматический ключ - электронное обобщение синего экрана - теперь возможна даже на домашних компьютерах.

Техника

Матовый снимок в камере

Матовый снимок в камере, также известный как процесс рассвета, создается путем установки куска стекла перед камерой. Черная краска наносится на стекло, где будет заменен фон. Затем актеров снимают с минимальными декорациями. Режиссер снимает несколько минут дополнительного материала для использования в качестве тест-полосок. Затем матовый художник проявляет тест-полоску (с затемненными участками на снимке) и проецирует рамку «Матового» снимка на стекло мольберта. Этот тест кадры клипа используется в качестве эталона для рисования фона или декорации быть спутаны в на новом куске стекла. Часть стекла, на которой изображено живое действие, окрашена в черный цвет, затем выставляется большая часть тестового материала, чтобы отрегулировать и подтвердить соответствие цвета и выравнивание краев. Затем критические части матовой сцены живого действия (с желаемыми действиями и актерами на местах) объединяются для выжигания окрашенных элементов в черные области. Плоская черная краска, нанесенная на стекло, блокирует свет от той части пленки, которую она покрывает, предотвращая двойную экспозицию на скрытых сценах живого действия.

Двухкомпонентный процесс

Чтобы начать съемку с матовой накладкой, снимается часть живого действия. Пленка загружается и проецируется на кусок стекла, окрашенный сначала в черный, а затем в белый цвет. Художник по матовой окраске решает, где будет матовая линия, и рисует ее на стекле, а затем рисует фон или декорации, которые нужно добавить. Как только картина закончена, художник по матовой окраске соскребает краску с живых частей стекла. Исходный видеоматериал и чистая катушка загружаются в двухъярусную упаковку с оригинальной резьбой, так что она проходит через заслонку перед чистой пленкой. Стекло подсвечивается сзади, так что при запуске обоих барабанов на чистую пленку переносится только живое действие. Затем катушка с исходным материалом снимается, а за стеклом кладется кусок черной ткани. Стекло освещается спереди, и новая катушка перематывается и снова запускается. Черная ткань предотвращает повторное экспонирование уже экспонированного отснятого материала; к живому действию добавлен фоновый пейзаж.

Ротоскопирование

Ротоскоп был устройством, используемым для проецирования пленки (а именно видеозаписи живых выступлений) на холст, чтобы служить ориентиром для художников. Это, пожалуй, наиболее широко использовалось в старых анимационных фильмах Диснея, таких как « Белоснежка» и «Семь гномов», в которых была особенно реалистичная анимация. У этой техники было еще несколько применений, например, в «Космической одиссее 2001 года», где художники вручную обрисовывали и раскрашивали альфа-подложки для каждого кадра. Ротоскопирование также использовалось для получения плавной анимации в Prince of Persia , которая была впечатляющей для того времени. К сожалению, эта техника требует очень много времени, и попытка запечатлеть полупрозрачность с помощью этой техники была сложной. Сегодня существует цифровой вариант ротоскопирования, при котором программное обеспечение помогает пользователям избежать утомительной работы; например, интерполяция матов между несколькими кадрами.

Цифровое извлечение матов из одного изображения

Часто бывает желательно извлечь две или более подложки из одного изображения. Этот процесс, получивший название «матирование» или «вытягивание подложки», чаще всего используется для разделения элементов переднего и заднего плана изображения, и эти изображения часто являются отдельными кадрами видеофайла. В случае видео методы матирования могут использовать временные отношения в качестве дополнительной информации. Техники наложения - это относительно простой способ получения подложки - например, передний план из зеленой сцены может быть наложен на произвольную фоновую сцену. Попытка матировать изображение без использования этой техники значительно сложнее. Для решения этой проблемы было разработано несколько алгоритмов.

В идеале этот алгоритм сопоставления разделил бы входной видеопоток I rgb на три выходных потока: полноцветный поток только переднего плана αF rgb с предварительно умноженным альфа ( альфа-композитинг ), полноцветный фоновый поток B rgb и одноканальный поток частичного покрытия пикселей в потоке переднего плана. Этот идеальный алгоритм может принимать любое произвольное видео в качестве входных данных, включая видео, в котором передний план и фон являются динамическими, у фона есть несколько глубин, существуют перекрытия между фоном и передним планом, имеют один и тот же цвет и нет текстуры, а также другие различные функции, такие как алгоритмы традиционно сталкиваются с некоторыми трудностями. К сожалению, реализация этого алгоритма невозможна из-за потери информации, которая происходит при переводе реальной сцены в двухмерное видео. Смит и Блинн официально доказали это в 1996 году.

У матирования есть и другие фундаментальные ограничения. Процесс не может восстановить части фона, которые закрыты передним планом, и любое приближение будет ограничено. Кроме того, передний план и фон изображения по-прежнему влияют друг на друга из-за отбрасываемых теней и отражения света между ними. При компоновке изображения или видео из матов разного происхождения отсутствующие или лишние тени и другие детали света могут испортить впечатление от нового изображения.

Сам процесс матирования - задача непростая. Он исследуется с 1950-х годов, и все же его наиболее популярное применение - создание фильмов - прибегает к классическому, но ограниченному методу композитинга. В частности, они используют своего рода глобальную цветовую модель. Этот метод основан на предположении о глобальном цвете; например, что весь фон зеленый. (Кстати, именно поэтому у синоптиков иногда появляются невидимые связи - цвет галстука похож на цвет фона, что приводит к тому, что алгоритм классифицирует связь как часть фонового потока.) Теоретически можно использовать любой цвет. , но наиболее распространены зеленый и синий. Матирование яркости (также называемое матированием черного экрана) - это еще один вариант глобальной цветовой модели. В отличие от цвета, предполагается, что фон темнее, чем заданное пользователем значение.

Другой подход - использование локальной цветовой модели. Эта модель предполагает, что фон представляет собой статическое, ранее известное изображение, поэтому в этом случае предоставляется фоновый поток. Простую подложку можно получить, сравнив фактический видеопоток с известным фоновым потоком. Требования к освещению и углу камеры очень строгие, в отличие от глобальных цветовых моделей, но нет ограничений для возможных цветов в потоке переднего плана.

Также существуют инструменты машинного обучения , которые могут извлекать подложки с помощью пользователя. Часто эти инструменты требуют итерации со стороны пользователя - алгоритм предоставляет результат на основе обучающего набора, а пользователь корректирует набор до тех пор, пока алгоритм не предоставит желаемый результат. Примером этого является использование созданной вручную грубой подложки с обрезкой сегментации, названной так потому, что она разделяет изображение на три области: известный фон, известный передний план и неизвестная область. В этом случае алгоритм пытается пометить неизвестную область на основе ввода пользователя, и пользователь может перебирать несколько обрезков для получения лучших результатов. Knockout, плагин для Adobe Photoshop , является реализацией этого процесса.

Другой подход к цифровому матированию был предложен McGuire et al. Он использует два датчика изображения, расположенных вдоль одной оптической оси, и использует данные от обоих из них. (Существуют различные способы достижения этого, такие как использование светоделителя или попиксельных поляризационных фильтров.) Система одновременно захватывает два кадра, которые различаются примерно на половину динамического диапазона в фоновых пикселях, но идентичны в пикселях переднего плана. Используя различия между фоном двух изображений, McGuire et al. способны извлекать из сцены подложку переднего плана с высоким разрешением. Этот метод по-прежнему сохраняет некоторые недостатки методов композитинга, а именно, фон должен быть относительно нейтральным и однородным, но он дает несколько преимуществ, таких как точные субпиксельные результаты, лучшая поддержка естественного освещения и возможность использовать передний план в качестве основного. цвет, который при использовании техники композитинга можно определить как часть подложки фона. Однако это означает, что намеренно замаскировать что-либо на переднем плане, покрыв его тем же цветом, что и фон, невозможно.

Третий подход к цифровому матированию - это использование трех видеопотоков с разными расстояниями фокусировки и глубиной резкости. Как и в предыдущем методе, все три датчика изображения имеют общую оптическую ось, хотя теперь алгоритм использует информацию о том, какая часть изображения находится в фокусе и в каком видеопотоке для создания матовой подложки переднего плана. С помощью этого метода и передний план, и фон могут иметь динамическое содержимое, и нет ограничений на то, какие цвета или сложность имеет фон.

У всех этих подходов есть одна заметная слабость: они не могут использовать произвольные видео в качестве входных данных. В видео, в отличие от фильма, хроматический ключ требует, чтобы фон исходного видео был одного цвета. Два других метода требуют больше информации в виде синхронизированных, но немного разных видео.

Матовые и широкоформатная съемка

Еще одно применение матов в кинопроизводстве - создание широкоэкранного эффекта. В этом процессе верх и низ стандартной рамки матируются или маскируются черными полосами, т. Е. Пленка имеет толстую линию рамки . Затем кадр в пределах полного кадра увеличивается, чтобы заполнить экран при проецировании в кинотеатре.

Таким образом, в «широкоэкранном режиме с маской» изображение с соотношением сторон 1,85: 1 создается с использованием стандартного кадра 1,37: 1 и сглаживания верха и низа. Если изображение матовое в процессе съемки, оно называется твердым матовым из-за его острых краев. Напротив, если полный кадр заполняется во время съемки и киномеханик должен замаскировать верх и низ в кинотеатре, это называется мягким матом , поскольку апертурная пластина не находится в фокальной плоскости и вызывает мягкий край.

В видео аналогичный эффект часто используется для демонстрации широкоформатных фильмов на обычном телевизионном экране с соотношением сторон 1,33: 1. В этом случае процесс называется « почтовый ящик» . Однако в режиме «почтовый ящик» верх и низ фактического изображения не размываются. Изображение "сдвигается" дальше на экране и, таким образом, становится "меньше", так сказать, так что в широкоэкранном фильме зритель может видеть слева и справа от изображения то, что обычно не отображается, если фильмы показывались по телевидению в полноэкранном режиме, достигая своего рода «широкоэкранного» эффекта на квадратном экране телевизора. В режиме «почтовый ящик» верхняя часть изображения немного ниже, чем обычно, нижняя - выше, а неиспользуемая часть экрана закрывается черными полосами. Для передачи видео перевод «мягкой матовой» пленки в формат домашнего видео с экспонированием полного кадра с удалением матов сверху и снизу называется «открытой матовой передачей». Напротив, перевод «твердой матовой» пленки в формат домашнего видео с неповрежденной театральной матовой пленкой называется «закрытой матовой передачей».

Мусорные и задерживающие штейны

«Мусорная подложка» часто рисуется от руки, иногда быстро и используется для исключения частей изображения, которые другой процесс, например синий экран , не может удалить. Название связано с тем, что матовая поверхность удаляет « мусор » из процедурно созданного изображения. «Мусор» может включать установку, в которой находится модель , или сетку освещения над верхним краем синего экрана.

Подложки, которые делают противоположное, заставляя включать части изображения, которые в противном случае могли бы быть удалены манипулятором, например, слишком много синего, отражающегося на блестящей модели («синее пятно»), часто называют «задерживающими матами» и могут быть созданы с помощью того же инструмента.

Смотрите также

использованная литература

Книги