Detta är en artikel från I’ve Always Wondered, en serie där läsarna skickar in frågor som de vill att en expert ska besvara. Skicka din fråga till [email protected]
Jag har alltid undrat varför en grön skärm är grön i TV- och filmskapande, till skillnad från blå eller vit eller beige? – Misha från Brunswick East (The Conversations redaktör)
Om du någonsin har tittat på en modern storfilm har du med största sannolikhet sett magin med green screen compositing – eller chroma keying – i aktion. Tekniken gör det möjligt för film- och TV-producenter att spela in skådespelare framför en vanlig grön bakgrund och sedan ersätta bakgrunden med specialeffekter.
Gröna skärmar var ursprungligen blå när chroma keying användes för första gången 1940 av Larry Butler i The Thief of Baghdad – vilket gav honom en Oscar för specialeffekter. Sedan dess har grönt blivit vanligare.
Varför? Det riktigt korta svaret är att gröna skärmar är gröna eftersom människor inte är gröna. För att effekten ska fungera måste bakgrunden ha en färg som inte används någon annanstans i bilden – och grönt liknar inte alls människans hudton. Naturligtvis bär människor gröna kläder, gröna smycken och har ibland grönt hår eller grönt smink, men alla dessa saker kan ändras på ett sätt som hudfärgen inte kan.
Om du belyses av vitt ljus, från solen eller en glödlampa, innehåller det ljus som träffar dig hela det synliga spektrumet av våglängder. Och människans hud reflekterar i stort sett liknande proportioner av varje färg i spektrumet. Om vi reflekterade en färg mycket mer än de andra skulle vi framstå som en mättad färg.
Vi är vana vid att beskriva hudfärg med färgord som brun, rosa, vit, svart eller till och med gul, men ur ett färgvetenskapligt perspektiv är vi alla orange.
Färgens beståndsdelar
Färg definieras av vår uppfattning, inte av fysiken. Människor har tre typer av färgkänsliga celler i ögats näthinna, som har olika färgkänslighet. Vi kan tänka oss att de är ”röda”, ”gröna” och ”blå” sensorer, även om deras känslighet överlappar varandra avsevärt och ligger närmare gult, blåaktigt grönt och blått.
För att fullständigt beskriva en färg är det bra att tänka på den med hjälp av tre siffror. Detta kan vara de röda, gröna och blå intensiteterna (RGB) eller följande representation som kallas HSV. ”Hue” (H) motsvarar nära det vi löst kallar färg, ”saturation” (S) motsvarar hur rik en färg är och ”value” (V) motsvarar löst ljusstyrkan. Dessa tre färgkoordinater förklarar hur vi kan beskriva en färg som ”mörkgrå grön” eller ”ljusblå”.
Mänsklig hud varierar i ljusstyrka (eller ”värde” som det visas i diagrammet ovan), men färgton och mättnad varierar inte mycket alls. Det finns några goda fysiologiska skäl till detta. I huvudsak beter sig vårt yttre hudlager (epidermis) optiskt som ett neutralt färgat filter över vår dermis, som är röd till stor del på grund av färgen på blodet som genomblöder den.
Kameror efterliknar det mänskliga ögat
De flesta stillbilds- och videokameror fungerar lite som våra ögon, med ett rutnät av sensorer – eller pixlar – som känner av rött, grönt eller blått.
Men på samma sätt som vi uppfattar saker som ljusa och färgglada omvandlar de flesta videoelektronik- och videobandspelare dessa ingångar till separat ljus- och färginformation, som kallas luminans (eller luma) och krominans (eller kroma) på videojargong.
Luminansen är i princip ljusstyrkan, medan krominansen är placeringen i färgcirkeln för färgton/mättnad.
När färg-TV introducerades skickade man kromankomponenten på en separat underkanal så att befintliga svartvita TV-apparater kunde ta emot enbart lumakanalen och arbeta med den nya färgsignalen. Analog-TV är utdöd, men digital-TV och internetvideo kodar fortfarande luma och kroma separat. Detta beror delvis på datakomprimering, men också på att det är en mer naturlig representation för färgkorrigering och för videoknep med gröna skärmar.
Hur gröna skärmar fungerar
Det andra namnet på en grön skärm – chroma key – avslöjar hur den fungerar. Videoproduktionsutrustning som kallas chroma keyer tittar på krominansdata.
Pixlar som faller inom en smal pajskiva av färgton-mättnadscirkeln, centrerad på den gröna färgtonen, anses vara den gröna skärmen. En videokontakt ersätter dem med pixlar från bakgrundsvideokanalen – till exempel en väderkarta. Pixlar med alla andra nyanser – orange (hudtoner), rött, gult, magenta och blått – som kommer från kameran släpps igenom.
Den resulterande videoutgången är väderpersonen överlagrad framför väderkartan. Det spelar ingen som helst roll om bakgrundsvideon innehåller grönt, men om personen i kameran bär något grönt kommer bakgrunden att tonas genom det området, och de kommer att framstå som genomskinliga!
Blåa skärmar fungerar nästan lika bra. Eftersom grönt och blått båda ligger långt ifrån orangerött på färgtoncirkeln, är båda lämpliga för att kromatolka människor. Om Kermit skulle behöva färgläggas ovanpå en bakgrund skulle en blå skärm vara nödvändig, medan Stålmannen behöver en grön skärm.
Filmbaserade kompositmetoder föredrog blå skärmar på grund av tillgången på blåkänsliga filmer. Grön skärm fungerar något bättre för video eftersom det finns fler grönkänsliga pixlar i vanliga kamerakonstruktioner än röda eller blå. Och blåfärgade kläder är svårare att undvika än gröna.
Alla möjliga andra färger har använts, inklusive magenta, och till och med vita skärmar upplysta med ljusgula natriumlampor som användes för att lägga Mary Poppins över London. Men i takt med att digitala kameror tar över produktionen av långfilmer blir det allt lättare att vara grön.