Dit is een artikel uit I’ve Always Wondered, een serie waarin lezers vragen insturen die ze graag door een expert beantwoord zouden zien. Stuur uw vraag naar [email protected]
Ik heb me altijd afgevraagd waarom een groen scherm groen is bij TV en film maken, in tegenstelling tot blauw of wit of beige? – Misha uit Brunswick East (redacteur van The Conversation)
Als je ooit een moderne blockbusterfilm hebt gezien, dan heb je bijna zeker de magie van green screen compositing – of chroma keying – in actie gezien. De techniek stelt film- en TV-producenten in staat acteurs op te nemen voor een effen groene achtergrond, en vervolgens de achtergrond te vervangen door speciale effecten.
Groene schermen waren oorspronkelijk blauw toen chroma keying in 1940 voor het eerst werd gebruikt door Larry Butler in The Thief of Baghdad – waarmee hij de Academy Award voor speciale effecten won. Sindsdien is groen gebruikelijker geworden.
Waarom? Het korte antwoord is dat groene schermen groen zijn omdat mensen niet groen zijn. Om het effect te laten werken, moet de achtergrond een kleur hebben die elders in de opname niet wordt gebruikt – en groen lijkt in niets op de menselijke huidskleur. Natuurlijk dragen mensen groene kleren, groene juwelen en hebben ze soms groen haar of groene make-up, maar al die dingen kunnen veranderd worden op een manier die met huidskleur niet mogelijk is.
Als u verlicht wordt door wit licht, van de zon of van een gloeilamp, bevat het licht dat u treft het volledige zichtbare spectrum van golflengten. En de menselijke huid reflecteert ongeveer dezelfde verhoudingen van elke kleur van het spectrum. Als we één kleur veel meer weerkaatsten dan de andere, zouden we een verzadigde kleur lijken te hebben.
We zijn gewend huidskleur te beschrijven met kleurwoorden, zoals bruin, roze, wit, zwart of zelfs geel, maar vanuit een kleurenwetenschappelijk perspectief zijn we allemaal oranje.
De elementen van kleur
Kleur wordt gedefinieerd door onze perceptie, niet door de natuurkunde. Mensen hebben drie soorten kleurgevoelige cellen in de retina’s van onze ogen, die verschillende kleurgevoeligheden hebben. We kunnen ze beschouwen als “rode”, “groene” en “blauwe” sensoren, hoewel hun gevoeligheden elkaar aanzienlijk overlappen en dichter bij geel, blauwachtig groen en blauw liggen.
Om een kleur volledig te beschrijven, is het nuttig aan de hand van drie getallen te denken. Dit kunnen de rood, groen, blauw intensiteiten (RGB) zijn of de volgende representatie bekend als HSV. “Tint” (H) komt overeen met wat we losjes kleur noemen, “verzadiging” (S) komt overeen met hoe rijk een kleur is, en “waarde” (V) komt losjes overeen met de helderheid. Deze drie kleurcoördinaten verklaren hoe we een kleur kunnen omschrijven als “donkergrijsgroen” of “lichtrijk blauw”.
De menselijke huid varieert in helderheid (of “waarde” zoals in het diagram hierboven), maar de tint en verzadiging variëren helemaal niet veel. Daar zijn een aantal goede fysiologische redenen voor. In wezen gedraagt onze buitenste huidlaag (opperhuid) zich optisch als een neutraal gekleurd filter over onze lederhuid, die rood is, grotendeels als gevolg van de kleur van het bloed dat haar doorbloedt.
Camera’s bootsen het menselijk oog na
De meeste foto- en videocamera’s werken een beetje zoals onze ogen, met een raster van sensoren – of pixels – die rood, groen of blauw detecteren.
Maar net zoals wij dingen waarnemen als dingen die een helderheid en een kleur hebben, zetten de meeste video-elektronica en videorecorders deze inputs om in afzonderlijke helderheids- en kleurinformatie, in videojargon luminantie (of luma) en chrominantie (of chroma) genoemd.
De luminantie is in feite de helderheid, terwijl de chrominantie de plaats in de kleurtoon/verzadigingskleurencirkel is.
Toen kleurentelevisie werd geïntroduceerd, konden bestaande zwart-wit-tv’s door de chroma-component op een apart subkanaal te zenden, alleen het luma-kanaal ontvangen en met het nieuwe kleursignaal werken. Analoge TV is uitgestorven, maar digitale TV en internetvideo coderen luma en chroma nog steeds apart. Dit is deels om redenen van gegevenscompressie, maar ook omdat het een natuurlijker weergave is voor het corrigeren van kleuren, en voor het spelen van videotrucs met groene schermen.
Hoe groene schermen werken
De andere naam voor een groen scherm – chroma key – geeft weg hoe het werkt. Video productie apparatuur genaamd een chroma keyer kijkt naar de chrominantie gegevens.
Pixels die in een smalle taart-slice van de tint-verzadiging cirkel vallen, gecentreerd op de groene tint, worden geacht het groene scherm te zijn. Een videoschakelaar vervangt ze door pixels van het achtergrondvideokanaal – bijvoorbeeld een weerkaart. Pixels met alle andere tinten – oranje (huidtinten), rood, geel, magenta en blauw – afkomstig van de camera worden doorgelaten.
De resulterende video-output is de weerman gesuperponeerd voor de weerkaart. Het maakt helemaal niet uit of de achtergrondvideo groen bevat, maar als de persoon op de camera groen draagt, zal de achtergrond door dat gebied worden gecodeerd, en zullen zij transparant lijken!
Blauwe schermen werken bijna net zo goed. Omdat groen en blauw beide ver verwijderd zijn van oranje-rood op de tintcirkel, zijn beide geschikt om mensen te chroma-keying. Als Kermit op een achtergrond moest worden gechromatografeerd, zou een blauw scherm essentieel zijn, terwijl Superman een groen scherm nodig heeft.
Film-gebaseerde compositing methoden gaven de voorkeur aan blauwe schermen, vanwege de beschikbaarheid van blauw-gevoelige films. Groen scherm werkt iets beter voor video, omdat er meer groengevoelige pixels in gewone camera-ontwerpen zitten dan rode of blauwe. En blauw gekleurde kleding is moeilijker te vermijden dan groene.
Er zijn allerlei andere kleuren gebruikt, waaronder magenta, en zelfs witte schermen verlicht met felgele natriumlampen die werden gebruikt om Mary Poppins over Londen te laten schijnen. Maar nu digitale camera’s de speelfilmproductie overnemen, wordt het steeds gemakkelijker om groen te zijn.