Dies ist ein Artikel aus der Serie „Ich habe mich schon immer gefragt“, in der Leser Fragen einsenden, die sie gerne von einem Experten beantwortet haben möchten. Schicken Sie Ihre Frage an [email protected]
Ich habe mich schon immer gefragt, warum ein grüner Bildschirm in der Fernseh- und Filmproduktion grün ist, im Gegensatz zu blau oder weiß oder beige? – Misha aus Brunswick East (The Conversation’s Editor)
Wenn Sie jemals einen modernen Blockbuster-Film gesehen haben, dann haben Sie mit Sicherheit die Magie des Green Screen Compositing – oder Chroma Keying – in Aktion gesehen. Diese Technik ermöglicht es Film- und Fernsehproduzenten, Schauspieler vor einer einfachen grünen Kulisse aufzunehmen und diese dann durch Spezialeffekte zu ersetzen.
Grüne Bildschirme waren ursprünglich blau, als das Chroma Keying 1940 erstmals von Larry Butler in The Thief of Baghdad eingesetzt wurde, wofür er den Oscar für Spezialeffekte erhielt. Seitdem hat sich Grün immer mehr durchgesetzt.
Warum? Die wirklich kurze Antwort ist, dass grüne Bildschirme grün sind, weil Menschen nicht grün sind. Damit der Effekt funktioniert, muss der Hintergrund eine Farbe haben, die an anderer Stelle in der Aufnahme nicht verwendet wird – und Grün entspricht nicht dem menschlichen Hautton. Natürlich tragen Menschen grüne Kleidung, grünen Schmuck und gelegentlich grünes Haar oder grünes Make-up, aber all diese Dinge können auf eine Weise geändert werden, wie es bei der Hautfarbe nicht möglich ist.
Wenn Sie mit weißem Licht beleuchtet werden, sei es von der Sonne oder einer Glühbirne, enthält das auf Sie treffende Licht das gesamte sichtbare Spektrum an Wellenlängen. Und die menschliche Haut reflektiert jede Farbe des Spektrums in etwa gleichem Verhältnis. Würden wir eine Farbe viel stärker reflektieren als die anderen, würden wir als eine gesättigte Farbe erscheinen.
Wir sind es gewohnt, die Hautfarbe mit Farbwörtern wie braun, rosa, weiß, schwarz oder sogar gelb zu beschreiben, aber aus Sicht der Farbwissenschaft sind wir alle orange.
Die Elemente der Farbe
Farbe wird durch unsere Wahrnehmung definiert, nicht durch die Physik. Wir Menschen haben drei Arten von farbempfindlichen Zellen in der Netzhaut unserer Augen, die unterschiedlich farbempfindlich sind. Wir können sie uns als „rote“, „grüne“ und „blaue“ Sensoren vorstellen, obwohl sich ihre Empfindlichkeiten erheblich überschneiden und eher gelb, blaugrün und blau sind.
Um eine Farbe vollständig zu beschreiben, ist es hilfreich, sie sich mit drei Zahlen vorzustellen. Dies können die Rot-, Grün- und Blau-Intensitäten (RGB) oder die folgende, als HSV bekannte Darstellung sein. Der „Farbton“ (H) entspricht genau dem, was wir grob als Farbe bezeichnen, die „Sättigung“ (S) gibt an, wie satt eine Farbe ist, und der „Wert“ (V) entspricht grob der Helligkeit. Diese drei Farbkoordinaten erklären, wie wir eine Farbe als „dunkelgraues Grün“ oder als „helles, sattes Blau“ beschreiben können.
Die menschliche Haut variiert in der Helligkeit (oder dem „Wert“, wie er im obigen Diagramm dargestellt ist), aber der Farbton und die Sättigung variieren nicht sehr stark. Hierfür gibt es einige gute physiologische Gründe. Im Wesentlichen verhält sich unsere äußere Hautschicht (Epidermis) optisch wie ein farbneutraler Filter über unserer Dermis, die hauptsächlich aufgrund der Farbe des Blutes, das sie durchblutet, rot ist.
Kameras ahmen das menschliche Auge nach
Die meisten Foto- und Videokameras funktionieren ein wenig wie unsere Augen, mit einem Gitter von Sensoren – oder Pixeln – die Rot, Grün oder Blau erkennen.
Aber so wie wir Dinge als hell und farbig wahrnehmen, wandeln die meisten Videoelektroniken und Videorekorder diese Eingänge in separate Helligkeits- und Farbinformationen um, die im Videojargon Luminanz (oder Luma) und Chrominanz (oder Chroma) genannt werden.
Die Luminanz ist im Grunde die Helligkeit, während die Chrominanz die Position im Farbton/Sättigung-Farbkreis ist.
Bei der Einführung des Farbfernsehens wurde die Chrominanzkomponente auf einem separaten Unterkanal übertragen, so dass die vorhandenen Schwarz-Weiß-Fernseher nur den Luminanzkanal empfangen und mit dem neuen Farbsignal arbeiten konnten. Analoges Fernsehen gibt es nicht mehr, aber digitales Fernsehen und Internet-Video kodieren Luma und Chroma immer noch getrennt. Dies geschieht zum Teil aus Gründen der Datenkompression, aber auch, weil es eine natürlichere Darstellung für die Farbkorrektur und für Videotricks mit grünen Bildschirmen ist.
Wie grüne Bildschirme funktionieren
Der andere Name für einen grünen Bildschirm – Chroma Key – verrät, wie er funktioniert. Videoproduktionsgeräte, die Chroma-Keyer genannt werden, betrachten die Chrominanzdaten.
Pixel, die in einen schmalen Ausschnitt des Farbton-Sättigungs-Kreises fallen, der auf den grünen Farbton zentriert ist, werden als grüner Bildschirm betrachtet. Durch eine Videoumschaltung werden sie durch Pixel des Hintergrundvideokanals ersetzt – zum Beispiel durch eine Wetterkarte. Pixel mit allen anderen Farbtönen – Orange (Hauttöne), Rot, Gelb, Magenta und Blau – die von der Kamera kommen, werden durchgelassen.
Das resultierende Videoergebnis ist die Wetterperson, die vor der Wetterkarte eingeblendet wird. Es macht überhaupt nichts, wenn das Hintergrundvideo grün ist, aber wenn die Person auf der Kamera etwas Grünes trägt, wird der Hintergrund durch diesen Bereich gekeyt und sie erscheint transparent!
Blaue Bildschirme funktionieren fast genauso gut. Da sowohl Grün als auch Blau auf dem Farbtonkreis weit von Orange-Rot entfernt sind, eignen sich beide für das Chroma-Keying von Personen. Wenn Kermit vor einem Hintergrund gekeyt werden müsste, wäre ein blauer Bildschirm unerlässlich, während Superman einen grünen Bildschirm braucht.
Filmbasierte Compositing-Methoden bevorzugten blaue Bildschirme, da blauempfindliche Filme verfügbar waren. Bei Videos funktioniert die grüne Leinwand etwas besser, da es in den gängigen Kamerakonstruktionen mehr grünempfindliche Pixel gibt als rote oder blaue. Und blau gefärbte Kleidung ist schwieriger zu vermeiden als grüne.
Alle möglichen anderen Farben wurden verwendet, einschließlich Magenta und sogar weiße Leinwände, die mit hellgelben Natriumdampflampen beleuchtet wurden, um Mary Poppins über London zu legen. Aber da Digitalkameras die Spielfilmproduktion übernehmen, ist es immer einfacher, grün zu sein.