크로마 키 합성 (Chroma Key Composing) 또는 크로마 키잉 (Chroma Keying)은 색조 (채도 범위)에 따라 두 이미지 또는 비디오 스트림을 함께 합성 (계층화)하는 시각 효과 / 후반 작업 기술입니다. 이 기술은 사진이나 비디오의 주제에서 배경을 제거하기 위해 많은 분야에서 많이 사용되었습니다. 특히 뉴스 방송, 영화 및 비디오 게임 산업. 전경 푸티 지의 색상 범위가 투명하게 만들어 지므로 별도로 촬영 한 배경 영상이나 정적 영상을 장면에 삽입 할 수 있습니다. 크로마 키잉 기술은 일반적으로 비디오 제작 및 포스트 프로덕션에서 사용됩니다. 이 기술은 또한 색상 키잉, 색상 분리 오버레이 (CSO, 주로 BBC), 또는 녹색 화면과 파란색 화면과 같은 특정 색상 관련 변형에 대한 다양한 용어로도 불립니다. – 크로마 키잉은 배경을 사용하여 수행 할 수 있습니다 균일하고 뚜렷한 색상이지만 녹색과 파란색 배경은 대부분의 인간 피부색과 색조가 가장 다르기 때문에 더 일반적으로 사용됩니다. 촬영되거나 촬영 된 피사체의 어떤 부분도 뒷면으로 사용 된 색상을 복제 할 수 없습니다.
이것은 일반적으로 일기 예보 방송에 사용되며, 뉴스 발표자는 일반적으로 라이브 TV 뉴스 방송 중에 대형 CGI지도 앞에 서있는 것처럼 보입니다. 실제로는 파란색 또는 녹색의 큰 배경입니다. 블루 스크린을 사용하는 경우 이미지의 색상 부분에 다른 날씨 맵이 추가됩니다. 뉴스 발표자가 파란색 옷을 입으면 그 옷도 배경 비디오로 교체됩니다. 크로마 키잉은 영화 및 비디오 게임에서의 시각 효과를위한 엔터테인먼트 업계에서 흔히 볼 수 있습니다.
역사
전임자
이동 매트와 광학 인쇄가 도입되기 전에 초기 노출시 존재하지 않는 장면에 요소를 도입하기 위해 이중 노출이 사용되었습니다. 이것은 오늘날 녹색 화면이 사용되는 곳에서 검은 색 드레이핑을 사용하여 수행되었습니다. 조지 앨버트 스미스 (George Albert Smith)는 1898 년 처음이 접근 방식을 사용했습니다. 1903 년 Edwin S. Porter의 The Great Train Robbery는 검은 영역의 창에 배경 장면을 추가하기 위해 이중 노출을 사용하여 가비지 매트를 사용하여 창 영역 만 노출했습니다.
하나의 노출에있는 숫자를 다른 프레임의 대체 된 배경 앞에서 실제로 움직이게하려면 각 프레임에서 배경의 정확한 부분을 가릴 수있는 이동 매트가 필요했습니다. 1918 년 프랭크 윌리엄스 (Frank Williams)는 검은 배경을 바탕으로 여행용 무광택 기술을 특허했습니다. 이것은 보이지 않는 사람과 같은 많은 영화에서 사용되었습니다.
1920 년대 월트 디즈니는 앨리스 코미디에 만화 캐릭터와 배경을 가진 인간 배우를 포함시키기 위해 흰색 배경을 사용했습니다.
블루 스크린
블루 스크린 방식은 1930 년대 RKO Radio Pictures에서 개발되었습니다. RKO에서 Linwood Dunn은 비행 매트의 초기 버전을 사용하여 “잎사귀”를 만들었습니다. 즉, Flying Down to Rio (1933)와 같은 영화에 바람막이 와이퍼와 같은 장면 전환이있는 곳이었습니다. 병에서 탈출 한 지네가 등장한 장면 인 래리 버틀러 (Larry Butler)는 그 해 최고의 효과를위한 아카데미 상을 수상한 The Thief of Bagdad (1940)의 여행 매트를 만드는 데 적합한 블루 스크린 프로세스를 처음으로 사용했습니다. 1950 년 Warner Brothers 직원이자 전 코닥 연구원 인 Arthur Widmer는 자외선 주행 매트 프로세스 작업을 시작했습니다. 그는 또한 블루 스크린 기술을 개발하기 시작했습니다.이를 사용하는 첫 번째 영화 중 하나는 Spencer Tracy가 출연 한 Ernest Hemingway 소설, The Old Man and the Sea의 1958 년 적응이었습니다.
페트로 블라 호스 (Petro Vlahos)는 1964 년에이 기술의 세련됨으로 아카데미 상을 수상했습니다. 그의 기술은 실제 장면의 대부분의 물체가 청색 구성 요소의 색이 녹색 구성 요소와 비슷한 색을 사용한다는 사실을 이용합니다. Zbigniew Rybczyński는 또한 블루 스크린 기술에 기여했습니다. 두 대의 프로젝터, 즉 필름 카메라와 ‘빔 스플리터’가있는 광학 프린터를 사용하여 블루 스크린 앞에있는 액터와 배경 영상을 한 번에 한 프레임 씩 결합했습니다. 1970 년대 초 미국과 영국의 텔레비전 네트워크는 뉴스 방송에 파란색 대신 녹색 배경을 사용하기 시작했습니다. 1980 년대에 미니 컴퓨터가 광학 프린터를 제어하는 데 사용되었습니다. 영화
수십 년 동안, 무광택 촬영은 “잠긴 상태”로 이루어져야했기 때문에 매트 처리 된 피사체 나 배경으로 카메라의 시점을 전혀 바꿀 수 없었습니다. 나중에 컴퓨터 타이밍에 의한 모션 컨트롤 카메라는 전경과 배경이 동일한 카메라 움직임으로 촬영 될 수 있으므로이 문제를 완화했습니다.
TV의 기상 학자들은 종종 화면 옆에 현장 모니터를 사용하여 배경 이미지에 손을 대고있는 곳을 확인합니다. 새로운 기술은 희미한 이미지를 화면에 투사하는 것입니다.
일부 영화는 전적으로 CGI (computer-generated imagery)를 사용하여 제작 된 배경을 추가하기 위해 크로마 키를 많이 사용합니다. 다른 테이크의 퍼포먼스를 함께 합성 할 수 있으므로 액터를 별도로 촬영 한 다음 동일한 장면에 함께 배치 할 수 있습니다. 크로마 키는 연주자가 스튜디오를 떠나지 않고도 어느 위치 에나 나타날 수 있도록합니다. 컴퓨터 개발을 통해 핸드 헬드 카메라를 사용하는 경우에도 모션을 합성 된 샷에 쉽게 통합 할 수있었습니다. 기준점은 색칠 된 배경 위에 놓을 수 있습니다 (일반적으로 칠해진 그리드로, X 표시는 테이프로 표시되거나 등 간격의 테니스 공이 벽에 부착 됨). 후반 작업에서 컴퓨터는 참조를 사용하여 카메라의 위치를 계산할 수 있으므로 전경의 원근감과 움직임을 완벽하게 일치시키는 이미지를 렌더링 할 수 있습니다. 소프트웨어 및 계산 능력의 최신 발전으로 인해 마커를 정확하게 배치 할 필요가 없어졌습니다. 소프트웨어는 공간에서의 위치를 파악합니다 (단점은 카메라의 움직임이 커야하며 카메라가 항상있는 최신 영화 기술을 장려해야한다는 것입니다) 운동).
방법
주 피사체는 단일 색상 또는 상대적으로 좁은 범위의 색상 (보통 파란색 또는 녹색)으로 구성된 배경에 촬영되거나 촬영됩니다.이 색상은 피부색과 가장 멀리 떨어져있는 것으로 간주되기 때문입니다. 사전 선택된 색상과 일치하는 비디오 부분이 대체 배경 비디오로 대체됩니다. 이 프로세스는 일반적으로 “키잉”, “키잉”또는 단순히 “키”라고합니다.
녹색 배경 처리
TV 기상 관측자가 파란 옷을 입기 쉽기 때문에 Green은 TV 및 전자 영화 촬영의 배경으로 사용됩니다. 크로마 키잉이 TV 프로덕션에서 처음 사용되었을 때, 영화 산업의 표준이었던 블루 스크린은 다른 실용적인 고려 사항으로 인해 TV 산업이 파란색 스크린에서 녹색 스크린으로 옮겨 질 때까지 버릇이 없어졌습니다. 방송 품질의 컬러 TV 카메라는 별도의 빨강, 녹색 및 파랑 이미지 센서를 사용하고 초기 아날로그 TV 크로마 키어는 RGB 구성 요소 비디오가 안정적으로 작동해야했습니다. 기술적 관점에서 청색 또는 녹색 채널을 사용할 수도 있었지만 청색 의류가 계속되는 도전 이었기 때문에 녹색 화면이 보편적으로 사용되었습니다. 신문은 종종 크로마 키 드레스 코드를 잊어 버리고 배경과 같은 색의 옷에 키가 적용되면 그 사람은 키로 사라지는 것처럼 보일 것입니다. 녹색 의류는 파란색보다 흔하지 않기 때문에 온 – 에어 재능의 의류 선택을 지속적으로 경고하는 것보다 녹색 매트 스크린을 사용하는 것이 더 쉬웠다는 것이 곧 명백해졌습니다. 또한 인간의 눈은 가시 광선 스펙트럼의 중간에있는 녹색 파장에 더 민감하기 때문에 일반적으로 녹색 아날로그 비디오 채널은 다른 구성 요소 비디오 채널과 비교할 때 더 우수한 신호 대 잡음비를 제공하며, 녹색 화면 키는 가장 깨끗한 키를 생성 할 수 있습니다. 디지털 TV와 영화 시대에 양질의 키를 만드는 데 필요한 많은 조정 작업이 자동화되었습니다. 그러나, 남아있는 하나의 상수는 전경 피사체가 키 입력되지 않도록하는 일정 수준의 색상 조정입니다.
파란색 배경 처리 중
전자 크로마 키잉 (chroma keying) 전에 합성 (화학) 필름에서 합성이 이루어졌습니다. 카메라 색상 네거티브는 필터 또는 흑백 필름의 색상 감도를 사용하여 고 대비 흑백 필름에 인쇄하여 파란색 채널로 제한했습니다. 이 필름이 부정적이라고 가정하면 파란색 매트 스크린이 다른 곳의 검은 색을 제외하고는 흰색을 뚜렷하게 나타냅니다. 이 스폿들을 제거하는 것은 컬러 포지티브 (color positive)를 갖는 적절한 이중 노출 및 다른 많은 기술들에 의해 수행 될 수있다. 최종 결과는 중간에 피사체의 불투명 한 모양이있는 선명한 배경이었습니다. 이것을 디지털 키잉의 알파 매트와 비슷한 여성 매트라고합니다. 이 필름을 또 다른 콘트라스트가 강한 네거티브에 복사하면 반대편 ‘남성용 무광택’이 생겼습니다. 그런 다음 네거티브 배경은 여성 매트로 포장되어 최종 필름 스트립에 노출 된 다음 카메라 네거티브는 남성 매트가 포장 된이 동일한 필름에 이중으로 인쇄되었습니다. 이 두 이미지를 결합하면 최종 효과가 생성됩니다.
주요 요인
가장 중요한 요소는 전경 (피사체)과 배경 (화면)의 색 분리입니다. 카메라가 더 민감하더라도 녹색 피사체 (예 : 식물)가 많으면 파란색 화면이 사용됩니다 초록불.
아날로그 컬러 TV에서, 컬러는 기준 오실레이터와 관련된 채도 서브 캐리어의 위상에 의해 표현된다. 크로마 키는 비디오의 위상을 사전 선택된 색상에 해당하는 위상과 비교하여 얻을 수 있습니다. 비디오의 동 위상 부분이 대체 배경 비디오로 대체됩니다.
디지털 컬러 TV에서 색상은 세 가지 숫자 (빨간색, 녹색, 파란색 강도 수준)로 표시됩니다. 크로마 키는 비디오와 사전 선택된 색상 간의 간단한 수치 비교를 통해 얻을 수 있습니다. 화면의 특정 지점에서 색상이 일치하면 (정확히 또는 범위 내에서) 해당 지점의 비디오가 대체 배경으로 바뀝니다.
조명
의도 한 배경 장면에 촬영 된 문자와 물체가 있다는 환상을 만들기 위해서는 두 장면의 조명이 합당해야합니다. 야외 장면의 경우 흐린 날은 스튜디오에서 일치하기 쉬운 확산되고 균일 한 색상의 빛을 생성하는 반면 직사광선은 시간에 따라 양방향 및 전체 색상이 일치해야합니다.
그린 스크린 앞에서 찍은 스튜디오는 자연적으로 빛의 산란으로 인해 스크린과 같은 색을 띄게됩니다. 이 효과는 spill ::20로 알려져 있습니다. 부 자연스럽게 보일 수도 있고 문자의 일부가 사라질 수 있으므로 배우에게서 멀리 떨어진 큰 화면을 사용하여 보완하거나 피해야합니다.
카메라
컬러 화면 앞에 장면을 기록하는 데 사용되는 피사계 심도는 배경과 동일해야합니다. 이는 정상보다 더 큰 피사계 심도의 배우를 녹음하는 것을 의미 할 수 있습니다.
의류
크로마 키 피사체는 크로마 키 색상과 비슷한 색상의 옷을 착용하지 않아야합니다 (예 : 녹색 탑을 착용하여 피사체의 몸이 보이지 않는 경우). 배경 이미지 / 비디오. 의도적으로 사용하는 예는 배우가 신체의 일부분을 파란색으로 덮어서 최종 장면에서 보이지 않게하는 경우입니다. 이 기술은 투명 망토의 효과를 내기 위해 해리 포터 영화에서 사용 된 것과 유사한 효과를 내기 위해 사용할 수 있습니다. 액터는 크로마 키 배경에 맞춰 촬영 될 수 있으며 가장자리가 탐지 가능한 외투를 만들기 위해 왜곡 효과로 배경 이미지에 삽입 될 수 있습니다.
수퍼맨의 전통적인 파란색 복장과 같이 효과 샷의 의상이 파란색이어야하는 경우 블루 스크린으로 문제가 발생합니다. 2002 년 영화 Spider-Man에서는 Spider-Man과 Green Goblin이 모두 공중에있는 장면에서 Spider-Man을 녹색 스크린 앞에서 촬영해야했고 Green Goblin은 파란색 앞에서 촬영해야했습니다 화면. 색상 차이는 스파이더 맨이 빨간색과 파란색의 의상을 입고 녹색 고블린이 완전히 녹색 인 의상을 입기 때문입니다. 양쪽 모두를 같은 스크린의 앞쪽에서 촬영하면, 한 캐릭터의 부분이 샷에서 지워집니다.
배경에서 전경을 깨끗하게 나누기 위해서는 전갈의 옷과 머리카락이 상당히 단순한 실루엣을 유지하는 것이 중요합니다. 곱슬 머리 같은 미세한 부분이 제대로 해결되지 않을 수 있습니다. 유사하게, 복장의 부분적으로 투명한 성분은 문제를 일으킨다.
배경색
블루는 원래 인간의 피부 색조가 거의 파란색을 포함하지 않았기 때문에 그리고 영화 산업이 비슷한 목적으로 파란색 배경을 사용했기 때문에 원래 TV 크로마 특수 효과에 사용되었습니다. 파란색은 유제의 적색 및 녹색 층과 비교하여 유사한 그레인 및 디테일을 갖는 필름의 청색 에멀젼 층에 묶여있다. 그러나 TV 및 디지털 영화 제작에서 녹색은 몇 가지 실용적인 고려 사항 때문에, 그리고 아날로그 및 디지털 TV 배포 모두에서 사용되는 손실 압축 알고리즘이 녹색 채널에서 더 많은 세부 사항을 유지하기 때문에 선호되는 색상이되었습니다. 색상 선택은 효과 아티스트와 특정 장면의 요구 사항에 달려 있습니다. 블루 스크린은 영화 산업에 의해 텔레비전 산업에 소개되었지만, 전자 이미징이 영화에서 화학 필름 스톡의 사용을 보완하고 대체함에 따라 녹색 스크린 시각 효과의 사용이 영화 산업에 도입되었습니다. 또한 녹색 배경은 푸른 하늘이 프레임에 나타날 수도 있고 실수로 교체 될 수있는 야외 촬영을 위해 파란색보다 선호됩니다. 빨강, 녹색 및 파랑 구성 요소가 가시 광선 스펙트럼을 인코딩하는 데 사용되므로 녹색 및 파랑이 부분적으로 가장 많이 사용되지만 키 색상을 사용할 수 있습니다. 적색은 정상적인 인간 피부 색소에 유행하기 때문에 인간 피험자에게는 피해야하지만 사람을 수반하지 않는 대상 및 장면에는 종종 사용됩니다.
소위 “옐로우 스크린”은 흰색 배경으로 완성됩니다. 일반 무대 조명은 밝은 노란색 나트륨 램프와 함께 사용됩니다. 나트륨 빛은 거의 전적으로 좁은 주파수 대역에서 떨어지고, 프리즘을 사용하여 다른 빛으로부터 분리되어 카메라 내에서 별개이지만 동기화 된 필름 캐리어에 투사됩니다. 이 두 번째 필름은 고 대비 흑백이며 매트를 생산하기 위해 가공됩니다.
magenta 또는 fuchsia가 “magic pink”라고도하는 일부 소프트웨어 응용 프로그램 에서처럼 마젠타 배경이 사용되는 경우가 있습니다.
새로운 기술은 배경에 역 반사 커튼을 사용하고 카메라 렌즈 주위에 밝은 LED 링을 사용하는 것입니다. 이를 위해서는 대형 스테이지 조명과 달리 극히 적은 양의 전력과 공간을 사용하는 LED 이외의 배경에 빛이 비치지 않아야하며 장비가 필요하지 않습니다. 이 진보는 1990 년대에 실용적인 청색 LED의 발명으로 가능 해졌다. 에메랄드 녹색 LED도 가능하다.
또한 인간의 눈에는 보이지 않는 빛의 스펙트럼을 사용하는 색상 키잉 (color keying)의 형태가 있습니다. Thermo-Key라고 불리는이 제품은 적외선을 키 색상으로 사용합니다.이 색상은 후 처리 과정에서 배경 이미지로 대체되지 않습니다.
Star Trek : 차세대의 경우, 자외선 돗자리가 CIS 할리우드의 Don Lee에 의해 제안되었고 Gary Hutzel과 Image G의 직원이 개발했습니다. 이는 형광 오렌지 배경을 포함하여 홀드 아웃 매트를 더 쉽게 만들 수있게 해줍니다. 이펙트 팀은 다른 방법에 필요한 시간의 4 분의 1의 시간 안에 효과를 낼 수 있습니다.
원칙적으로 모든 종류의 정지 배경을 단색 대신 채도 키로 사용할 수 있습니다. 먼저 액터 나 다른 전경 요소없이 배경을 캡처합니다. 장면이 기록됩니다. 배경 이미지는 실제 푸티 지의 배경을 취소하는 데 사용됩니다. 예를 들어 디지털 이미지에서, 각 픽셀은 상이한 크로마 키를 가질 것이다. 이를 종종 차이 매트라고합니다. 그러나 이렇게하면 배경과 유사한 경우 우연히 객체를 제거하거나 카메라 노이즈로 인해 배경이 남아 있거나 참조 장면에서 약간 변경되는 경우 배경을 쉽게 유지할 수 있습니다. 반복되는 패턴이있는 배경은 이러한 문제를 해결하고 단색 배경보다 옷장 색상에 덜 민감합니다.
공차
심지어 조명
그는 bluescreen이나 녹색 화면을 설정할 때 가장 큰 어려움은 조명과 그림자를 피하는 것입니다. 가능한 한 좁은 색상 범위를 갖는 것이 가장 바람직하기 때문입니다. 그림자는 카메라에 더 어두운 색으로 나타나고 교체를 위해 등록하지 않을 수 있습니다. 오류를 수동으로 복구 할 수없는 저비용 또는 라이브 브로드 캐스트에서 때로는이를 볼 수 있습니다. 사용되는 재료는 품질에 영향을 주며 균등하게 점등되는 데 용이합니다. 빛나는 물질은 그렇지 않은 물질보다 훨씬 덜 성공할 것입니다. 반짝이는 표면에는 빛을 반사하는 영역이있어 창백 해 보이지만 다른 영역은 어두워 질 수 있습니다. 무광택 표면은 반사광을 확산시켜보다 균일 한 색상 범위를 갖습니다. 녹색 화면 촬영에서 가장 깨끗한 키를 얻으려면 대상과 녹색 화면 사이에 가치 차이를 만들어야합니다. 피사체를 화면과 구별하기 위해 녹색 스톱을 피사체보다 2 단계 높이거나 2 화면 차이를 피사체보다 두 단계 높게 설정하여 2 스톱 차이를 사용할 수도 있습니다.
때로는 그림자를 사용하여 시각 효과를 만들 수 있습니다. 그림자가있는 블루 스크린 또는 그린 스크린의 영역은 어두운 배경의 원하는 배경 비디오 이미지로 대체 될 수 있으므로 사람이 그림자를 드리 우는 것처럼 보입니다. 크로마 키 색상이 유출되면 결과가 부 자연스럽게 보입니다. 사용 된 렌즈의 초점 길이의 차이는 크로마 키의 성공에 영향을 줄 수 있습니다.
노출
블루 스크린 또는 녹색 화면의 또 다른 문제점은 적절한 카메라 노출입니다. 컬러 배경을 노출 부족 또는 과도하게 확대하면 채도가 낮아질 수 있습니다. 비디오 카메라의 경우 노출 부족 이미지에는 많은 양의 노이즈가 포함될 수 있습니다. 배경이 밝아서 카메라가 밝고 포화 된 이미지를 만들 수 있어야합니다.
프로그램 작성
소프트웨어에서 색상 키잉을 구현하기위한 몇 가지 품질 및 속도 최적화 기법이 있습니다.
대부분의 버전에서 함수 f (r, g, b) → α는 이미지의 모든 픽셀에 적용됩니다. α (알파)는 알파 합성 기술과 비슷한 의미를 가지고 있습니다. α ≤ 0은 픽셀이 녹색 스크린에 완전히 있음을 의미하고 α ≥ 1은 픽셀이 전경 개체에 완전히 있음을 의미하고 중간 값은 픽셀이 전경 개체에 부분적으로 덮여 있거나 투명 함을 나타냅니다. 전경 물체의 녹색 누출을 제거하려면 추가 함수 g (r, g, b) → (r, g, b)가 필요합니다.
녹색 화면의 아주 간단한 f () 함수는 A (r + b) – Bg입니다. 여기서 A와 B는 기본값 1.0의 사용자 조정 가능한 상수입니다. 아주 간단한 g ()는 (r, min (g, b), b)입니다. 이것은 아날로그 및 필름 기반의 화면 당김 기능에 상당히 가깝습니다.
이 함수의 현대 예제는 3-D rgb 공간에있는 두 개의 닫힌 중첩 된 표면에 의해 가장 잘 설명되며, 종종 매우 복잡합니다. 내부 표면의 색상은 녹색 화면으로 간주됩니다. 외부 표면 외부의 색상은 불투명 한 전경입니다. 표면 사이의 색상은 부분적으로 덮여 있으며 외부 표면에 가까울수록 더 불투명합니다. 때때로 더 많은 닫힌 표면이 녹색 유출을 제거하는 방법을 결정하는 데 사용됩니다. f ()가 현재 픽셀의 색상 이상에 의존하는 것도 매우 일반적이며, (x, y) 위치, 근처 픽셀의 값, 참조 이미지의 값 또는 이미지의 통계 색상 모델을 사용할 수도 있습니다. 장면 및 사용자가 그린 마스크의 값을 표시합니다. 이것들은 3 차원 이상의 공간에서 닫힌 서페이스를 생성합니다.
다른 클래스의 알고리즘은 전경과 배경을 분리하는 2D 경로를 계산합니다. 이 경로는 출력이 될 수 있으며, 마지막 단계로 α = 1로 경로를 채워서 이미지를 그릴 수 있습니다. 이러한 알고리즘의 예로 활성 윤곽선을 사용합니다. 최근 몇 년 동안의 대부분의 연구가 이러한 알고리즘에 포함되었습니다.