如果你看過一部現代大片,你肯定見識過綠幕影像疊加技術,或者色鍵技術的魔力。這種技術使得電影和電視製作者能夠在一塊平常的綠色背景幕布前記錄演員的動作,再將背景替換,使之擁有特殊效果。
1940年,Larry Butler在電影The Thief of Baghdad中第一次使用色鍵技術,當時的綠幕是藍色的,這部電影為他贏得了奧斯卡特技效果獎。從那時開始,綠色就越來越通行了。
這是為什麼呢?簡單地來說,綠幕是綠色的原因就是人不是綠的。為了加上特效,背景必須用一種其他拍攝中不會使用的顏色,而綠色和人類皮膚的顏色沒有任何相同點。當然,人們會穿綠色的衣服,戴綠色的寶石,有時候還有綠色的頭髮或者妝容,但是這些都可以以一種方式改變,而這種方式沒有辦法改變皮膚的顏色。
當我們受到太陽或者燈泡的白光照射時,光線中包含了可見光譜中的所有波長。人類皮膚對光譜中每種顏色的反射比例都是差不多的。如果我們對某種顏色的反射比其他多很多,那麼我們的顏色看起來就會飽和度很高。
我們習慣於用描述顏色的詞語來描述我們的膚色,比如棕色,粉色,白色,黑色或者黃色,但是從顏色科學的角度來看,我們都是橙色的。
顏色的元素
顏色是由我們的視覺決定的,不是由物理決定的。人類的視網膜中有三種色覺敏感細胞,分別對不同的顏色敏感。我們可以將它們視為「紅色」、「綠色」和「藍色」的傳感器,儘管它們的敏感區域有很大的重合,並且更接近於黃色、藍綠和藍色。
為了完整地描述一種顏色,比較好的一種方式是用三個數字來想。這三個數字可以是紅綠藍的強度(RGB)或者是一種叫做HSV的表示方法。「色相」(hue)代表了我們統稱為顏色的性質,「飽和度」(saturation)表示了顏色的純度,「明度」(value)大概可以代表顏色的亮度。這三個顏色的坐標解釋了我們如何描述一種顏色為「暗灰綠」或者「亮飽和藍」。
人類皮膚的亮度(或者上圖中顯示的「明度」)各不相同,但是色相和飽和度並沒有多大的差別。這一現象背後有著明確的生理學原因。本質上,我們的最外層皮膚(表皮)的光學性質就像是我們真皮上的一層中性濾光鏡,真皮是紅色的,主要是由於真皮下血液的顏色。
照相機模仿人眼
大多數照相機和攝影機的工作機制都和我們的眼睛相似,有網格狀排列的傳感器或者像素點來探測紅色,綠色或者藍色。
但正如我們看東西時有亮度和顏色一樣,大多數電子錄像設備都將這些輸入轉換為分離的亮度和顏色信息,在視頻的術語中叫做光亮度和色度。
光亮度在很大程度上來說就是亮度,而色度就是顏料在色環上的位置。
彩色電視剛剛出現的時候,有一個獨立的副頻道來輸送色度組分,使得黑白電視可以只收到光亮度信息,從而在有顏色信息的時候同樣可以使用。模擬信號電視已經成為了歷史,但是數位電視和網絡視頻仍然獨立編碼光亮度和色度信息。這一部分是出於數據壓縮的原因,但也是因為這種代表方式對顏色校正更為自然,而且也更容易使用綠幕技術。
綠幕是如何工作的
綠幕還有另外一個名字叫做色鍵技術,這個名字就解釋了它的工作原理。我們可以使用名為色度鍵的視頻生產設備查看色度數據。
如果像素點在色環上落在以綠色為中心的一小部分,就會被認成綠幕。視頻中這些部分就會換成另外的像素點,這些像素點來自背景頻道,比如天氣圖。攝像機拍下的其他顏色的像素點就會留下,比如橙色(皮膚的顏色),紅色,黃色,品紅和藍色。
結果就會得到天氣播報員在天氣圖前的視頻。背景視頻中出現的綠色一點影響也沒有,但是如果被拍攝的人穿著帶綠色的衣服,這一區域就會被摳走,他們就變得透明了!
藍幕其實可以起到同樣的效果。因為綠色和藍色在色環上和橙紅色的距離都很遠。兩種顏色都比較適合把人從背景中摳出來。在拍攝大青蛙科米時就需要藍幕作背景,而超人則需要綠幕。
因為可以使用對藍色敏感的膠片,基於膠片的圖像混合技術更傾向於使用藍幕。而影音技術則更適合用綠幕,因為攝像機中通常綠色敏感的像素點比紅色或者藍色更多。而且藍色的衣服比綠色的使用頻率更高。
其他所有的顏色都曾被使用過,包括品紅,在將瑪麗波平斯和倫敦的影像合成時甚至使用了明亮的黃色鈉燈照耀的白幕。但是隨著電子攝像機在電影製作中使用越來越普遍,綠幕也就用得越來越多。
關於作者
Lincoln Turner莫納什大學原子分子與光物理研究員
Lincoln的興趣主要在於原子分子與光物理。他對超冷物質和玻色-愛因斯坦凝聚在精確測量磁場和冷物質的新狀態方面的應用十分感興趣。Lincoln同樣對在加熱最小的條件下測量玻色-愛因斯坦凝聚的新方法很感興趣。他發明了一種全息影像方法,可以通過衍射圖像將冷原子云的影像重建,也使得在對超冷氣體加熱最小時獲取高解析度影像成為可能。最近Lincoln帶領的一個美國國家標準技術研究所(NIST)的團隊首次對玻色-愛因斯坦凝聚的自旋態進行連續測量。
Russell Anderson莫納什大學講師
(翻譯:劉博堯 審校:麼宇輝)
原文連結:https://theconversation.com/ive-always-wondered-why-is-a-green-screen-green-92989