Tämä on artikkeli sarjasta Olen aina ihmetellyt, jossa lukijat lähettävät kysymyksiä, joihin he toivovat asiantuntijan vastaavan. Lähetä kysymyksesi osoitteeseen [email protected]
Olen aina miettinyt, miksi tv- ja elokuvatuotannossa vihreä valkokangas on vihreä, toisin kuin sininen tai valkoinen tai beige? – Misha Brunswick Eastistä (The Conversationin päätoimittaja)
Jos olet koskaan katsonut modernia blockbuster-elokuvaa, olet lähes varmasti nähnyt vihreän ruudun sommittelun (green screen compositing) tai chroma keyingin taikaa toiminnassa. Tekniikan avulla elokuva- ja tv-tuottajat voivat kuvata näyttelijöitä tavallisen vihreän taustan edessä ja korvata taustan sitten erikoistehosteilla.
Vihreät valkokankaat olivat alun perin sinisiä, kun Larry Butler käytti chroma keyingia ensimmäisen kerran vuonna 1940 elokuvassa The Thief of Bagdad – josta hän sai Oscarin erikoistehosteista. Sittemmin vihreä on yleistynyt.
Miksi? Todella lyhyt vastaus on, että vihreät valkokankaat ovat vihreitä, koska ihmiset eivät ole vihreitä. Jotta efekti toimisi, taustalla on käytettävä väriä, jota ei käytetä muualla otoksessa – ja vihreä ei vastaa millään tavalla ihmisen ihonväriä. Ihmiset tietysti käyttävät vihreitä vaatteita, vihreitä koruja ja heillä on toisinaan vihreät hiukset tai vihreä meikki, mutta kaikkia näitä asioita voidaan muuttaa tavalla, jota ihonväriä ei voi muuttaa.
Jos sinua valaisee valkoinen valo, auringosta tai lampusta, sinuun osuva valo sisältää koko näkyvän aallonpituuden spektrin. Ja ihmisen iho heijastaa suurin piirtein samassa suhteessa kutakin spektrin väriä. Jos heijastaisimme yhtä väriä paljon enemmän kuin muita, näyttäisimme kylläiseltä väriltä.
Olemme tottuneet kuvaamaan ihonväriä värisanoilla, kuten ruskea, vaaleanpunainen, valkoinen, musta tai jopa keltainen, mutta väritieteen näkökulmasta olemme kaikki oransseja.
Värin elementit
Väriä määrittelee havaintomme, ei fysiikka. Ihmisillä on silmiemme verkkokalvoilla kolmenlaisia väriherkkiä soluja, joilla on erilainen väriherkkyys. Voimme ajatella niitä ”punaisina”, ”vihreinä” ja ”sinisinä” sensoreina, vaikka niiden herkkyydet menevätkin huomattavasti päällekkäin ja ovat lähempänä keltaista, sinertävän vihreää ja sinistä.
Värin täydellistä kuvaamista varten on hyödyllistä ajatella sitä kolmen numeron avulla. Nämä voivat olla punaisen, vihreän ja sinisen intensiteetit (RGB) tai seuraava esitys, joka tunnetaan nimellä HSV. ”Sävy” (H) vastaa läheisesti sitä, mitä kutsumme löyhästi väriksi, ”kylläisyys” (S) vastaa sitä, kuinka rikas väri on, ja ”arvo” (V) vastaa löyhästi kirkkautta. Nämä kolme värikoordinaattia selittävät, miten voimme kuvata väriä ”tummanharmaaksi vihreäksi” tai ”vaalean siniseksi”.
Ihmisen ihon kirkkaus (tai ”arvo”, kuten yllä olevassa kaaviossa näkyy) vaihtelee, mutta värisävy ja kylläisyys eivät vaihtele juuri lainkaan. Tähän on joitakin hyviä fysiologisia syitä. Pohjimmiltaan uloin ihokerroksemme (epidermis) käyttäytyy optisesti neutraalin värisenä suodattimena verinahan yläpuolella, joka on punainen suurelta osin sitä läpäisevän veren värin vuoksi.
Kamerat jäljittelevät ihmissilmää
Useimmat still-kamerat ja videokamerat toimivat hieman silmiemme tapaan, ja niissä on punaisen, vihreän tai sinisen värin tunnistava anturiristikko eli pikselit.
Mutta pikemminkin kuin me havaitsemme, että asioilla on kirkkaus ja väri, useimmat videoelektroniikat ja videonauhurit muuttavat nämä tulot erillisiksi kirkkaus- ja väritiedoiksi, joita kutsutaan videojargonissa luminanssiksi (tai luma) ja krominanssiksi (tai kroma).
Luminanssi on periaatteessa kirkkaus, kun taas krominanssi on sijainti värisävyn ja värikylläisyyden väriympyrässä.
Kun väritelevisio otettiin käyttöön, kromakomponentin lähettäminen erillisellä alakanavalla mahdollisti sen, että nykyiset mustavalkotelevisiot pystyivät vastaanottamaan vain luma-kanavan ja toimimaan uuden värisignaalin kanssa. Analoginen televisio on hävinnyt, mutta digitaalinen televisio ja Internet-video koodaavat edelleen luma- ja chromakomponentin erikseen. Tämä johtuu osittain datan pakkaamiseen liittyvistä syistä, mutta myös siitä, että se on luonnollisempi esitystapa värien korjaamisessa ja videotemppujen tekemisessä vihreillä kuvaruuduilla.
Miten vihreät kuvaruudut toimivat
Vihreän kuvaruudun toinen nimi – chroma key – paljastaa, miten se toimii. Videotuotantolaitteisto, jota kutsutaan chroma keyeriksi, tarkastelee krominanssidataa.
Pikselit, jotka osuvat värisävy-kylläisyysympyrän kapeaan piirakkaviipaleeseen, jonka keskipisteenä on vihreä värisävy, katsotaan vihreäksi ruuduksi. Videokytkin korvaa ne taustavideokanavan pikseleillä – esimerkiksi sääkartalla. Kaikki muut värisävyt – oranssi (ihon sävyt), punainen, keltainen, magenta ja sininen – kamerasta tulevat pikselit päästetään läpi.
Tuloksena saatava videolähtö on säähenkilö päällekkäin sääkartan edessä. Sillä ei ole mitään väliä, jos taustavideossa on vihreää, mutta jos kamerassa olevalla henkilöllä on yllään vihreää, tausta avautuu tuon alueen läpi, ja hän näyttää läpinäkyvältä!
Siniset näytöt toimivat lähes yhtä hyvin. Koska vihreä ja sininen ovat molemmat värisävy-ympyrässä hyvin kaukana oranssi-punaisesta, molemmat sopivat ihmisten chroma-keilaamiseen. Jos Kermit pitäisi näppäillä taustan päälle, sininen ruutu olisi välttämätön, kun taas Teräsmies tarvitsee vihreän ruudun.
Filmipohjaisissa kompositointimenetelmissä suosittiin sinisiä valkokankaita, koska siniselle herkkiä filmejä oli saatavilla. Vihreä valkokangas toimii hieman paremmin videokuvauksessa, koska tavallisissa kameramalleissa on enemmän vihreälle herkkiä pikseleitä kuin punaisia tai sinisiä. Ja sinisen värisiä vaatteita on vaikeampi välttää kuin vihreitä.
Kaikenlaisia muita värejä on käytetty, myös magentaa, ja jopa valkoisia valkokankaita, jotka on valaistu kirkkaankeltaisilla natriumlampuilla, joita käytettiin Mary Poppinsin superpositiossa Lontoon yllä. Mutta kun digitaaliset kamerat valtaavat elokuvatuotannon, on yhä helpompaa olla vihreä.