Найти тему
Кинооператор рассказывает

156. Технология хромакея на киноплёнке

Хромакей настолько широко вошёл в кинотелепроизводство, что стал доступен любому желающему. Уже несколько лет, как появились приложения для сотовых телефонов, которые в режиме реального времени выполняют замену однотонного цветного фона на любой предложенный пейзаж. И человек, находящийся на цветном фоне, тут же оказывается помещённым в желаемую обстановку.

В докомпьютерную эпоху, в плёночном кинематографе, процесс удаления цветного фона и замена его необходимым пейзажем представлял собой довольно сложный технологический процесс. Несмотря на то, что процесс применялся в цветном кино, для промежуточных стадий приходилось изготавливать маски на чёрно-белой позитивной киноплёнке.

Попытки найти подробное описание этого процесса в русскоязычном секторе интернета всегда упирались в один и тот же текст, который был взят с англоязычного видео 2013 года. Русские люди перевели этот текст, но незнание некоторых терминов привело к тому, что везде в процессе фигурирует таинственная "матовость", хотя никакой матовости в процессе "кеинга" (удаления цветного фона) вообще нет, а под этим словом (matte) подразумевается обычная маска.

В связи с этим я решил подробно описать весь процесс получения комбинированного кадра с применением хромакея, тем более, что ко мне уже не раз обращались с такой просьбой.

Цветной хромакей начал применяться ещё в эпоху чёрно-белого кино. И преследовал ту же задачу, что и сейчас - совместить актёрскую сцену с каким-либо объектом, несовместимым в обычной жизни.

Из различных процессов, предложенных разными авторами в разных странах мира, при производстве чёрно-белых картин применялись лишь два способа. Первый способ предложили и разработали в США Д.Даннинг и Р.Померой (патент 1930 г.). Второй способ, основанный на совершенно другом принципе (аддитивный транспарант), предложен в СССР Б.Горбачёвым в содружестве с В.Омелиным. Эти два способа получения комбинированного изображения используют приём различного освещения фона и актёра, или, как его иначе называют, приём двойной сепарации.

В американском процессе экран на заднем плане освещался сине-голубым цветом, а объект на переднем плане – жёлто-оранжевым. Съёмка производилась специальной кинокамерой фирмы "Белл-Хауэл" сразу на две киноплёнки (бипак). На одну из этих плёнок заранее был отснят фон, проявлен и химически прокрашен (вирирован) в оранжевый цвет. Это был позитив, сквозь него производилась киносъёмка актёрской сцены.

-2

Впервые процесс Даннинга был использован в фильме «Кинг-Конг» (1933 г).

Комбинированный кадр из фильма "Кинг-Конг", 1933 г.
Комбинированный кадр из фильма "Кинг-Конг", 1933 г.

В "аддитивном транспаранте", разработанным Б.Горбачёвым, фон освещался через светофильтры красным цветом, а актёрская сцена - голубым цветом. Съёмка велась специальной кинокамерой с двусторонним экспонированием плёнки. В камере были размещены две киноплёнки. Красный свет, идущий от экрана, попадал в кадровое окно с одной стороны, а голубой свет, идущий от актёров и декорации, благодаря специальной призме - с другой стороны.

Далее изготавливалась маска, которая перекрывала переднеплановую актёрскую сцену от фона. Таким способом были сняты комбинированные кадры в фильме "Золушка".

Комбинированный кадр из фильма "Золушка", 1947 г.
Комбинированный кадр из фильма "Золушка", 1947 г.

С появлением цветной киноплёнки потребовалась другая техника, поскольку стало невозможным заливать всю актёрскую сцену одним цветным светом. Такую технологию создал художник по спецэффектам Лоуренс Батлер, усовершенствовав технологию 1930-х гг.. Он продемонстрировал её в фильме «Багдадский вор» (1940 г.).

Комбинированный кадр из фильма "Багдадский вор", 1940 г.
Комбинированный кадр из фильма "Багдадский вор", 1940 г.

Для понимания процесса стоит добавить, что в 1940 году в США ещё не было цветной киноплёнки для производства фильмов. Кодак выпустил цветную негативную фотоплёнку Kodacolor только в 1942 году. С 1936 по 1953 год цветные фильмы делались по системе Техниколор - съёмка производилась специальной (очень громоздкой) кинокамерой сразу на три чёрно-белые киноплёнки через цветные фильтры.

Трёхплёночная система Техниколор
Трёхплёночная система Техниколор

Мы упомянули о Техниколоре, потому что одна из трёх киноплёнок использовалась для изготовления маски.

В целом процесс получения комбинированного кадра выглядит следующим образом. Вначале снимаются два отдельных плана: пейзаж с мальчиком - общий план.

-7

И отдельно на синем фоне актёр, который играет джина, слегка с нижнего ракурса.

-8

Поскольку камера Техниколор снимает на три чёрно-белые негативные киноплёнки, то после проявки получаются три негатива.

Три цветоделённых негатива: в синей зоне спектра, в зелёной и красной зоне
Три цветоделённых негатива: в синей зоне спектра, в зелёной и красной зоне

Цветоделение происходит примерно так же, как в Фотошопе, когда вы цветное изображение разбиваете на три канала: R, G, B и видите три чёрно-белых изображения. С того негатива, чувствительного только к синим лучам (синий канал), печатают контрастный чёрно-белый позитив, чтобы получился чёрный непрозрачный силуэт. Это и будет являться маской, то что по-английски называется matte, и что по незнанию технических терминов почему-то переводят как "матовость".

Негатив из "синего" канала. (слева), позитив (по центру) и очень контрастный позитив  - маска (справа)
Негатив из "синего" канала. (слева), позитив (по центру) и очень контрастный позитив - маска (справа)

В этой маске (см. рисунок справа) должен быть совершенно непрозрачный силуэт и прозрачный фон. Потом эта плёнка с маской накладывается на заранее отснятый пейзаж и получается полуфабрикат, как на следующем рисунке справа. Маска должна быть очень плотной, иначе сквозь неё будут просвечивать детали фона. В этом общем плане осталось место для джина.

Фон (слева), маска (по центру) и фон, прижатый  к маске (справа)
Фон (слева), маска (по центру) и фон, прижатый к маске (справа)

Но это только половина процесса. С чёрно-белой маски путём печати на чёрно-белую позитивную киноплёнку изготавливается контрмаска. В ней силуэт джина становится прозрачным, а фон - наоборот - чёрным, совершенно непрозрачным.

Маска (слева) и контрмаска (справа)
Маска (слева) и контрмаска (справа)

Контрмаску прижимают к цветному позитиву отснятого джина, и она полностью закрывает синий фон.

Контрмаска наложена на кадр с синим хромакеем.
Контрмаска наложена на кадр с синим хромакеем.

Конечно, в идеале контрмаска должна ровно по контуру закрыть весь синий фон. Но идеально никогда не получается. В маске и контрмаске на границе чёрного и белого происходит рассеяние света, затекание плотности за границы (диффузия во время проявления), в результате чего граница получается размытой, и как следствие - на экране остаётся заметной синяя контурная линия, не до конца убранный хромакей.

Итак, в результате наложения маски и контрмаски на соответствующие изображения, получаются два полуфабриката:

-15

Теперь задача - соединить их вместе. Это делается с помощью двух покадровых проекторов, размещённых на устройстве, которое называется оптический принтер. Чёрный фон не пропускает свет, поэтому с первого проектора идёт изображение только джина, а со второго проектора - изображение только пейзажа за вычетом силуэта джина. Изображения от двух проекторов сводятся воедино с помощью светоделительного кубика (см.рисунок) или с помощью полупрозрачного зеркала, размещённого под углом 45°.

Светоделительный кубик
Светоделительный кубик

Этот кубик распилен с угла на угол, в результате чего образуется отражающая плоскость под углом 45°.

Как видите, никто маски от руки не рисует. Они возникают как силуэты, когда на ярком синем фоне движется непрозрачная фигура актёра. Поскольку актёр на синем фоне перемещается, то получается "блуждающая маска" (travelling mask или travelling matte по-английски).

Обратите внимание на 4 последовательных кинокадра маски, там центральный персонаж опускает руку. Во время съёмки актёр движет рукой, и, естественно, это движение останется запечатлённым в маске.

Маска для комбинированного кадра на 70-мм киноплёнке
Маска для комбинированного кадра на 70-мм киноплёнке

Поскольку синий цвет хромакея заменяется на фон, то в кадре не должно быть объектов, похожих на цвет хромакея, иначе они исчезнут, точнее, станут прозрачными. Поэтому трусы джина - красного цвета, а трусы мальчика - зелёные.

В интернете можно найти схему, объясняющую стадии получения комбинированного кадра, где джин взлетает, с применением хромакея. Но этот рисунок не совсем точен. Там пропущена стадия изготовления контрмаски. А без контрмаски синий фон никак не перекрыть. Да и сами 3 цветоделённых кадра в зонах RGB изображены на рисунке неправильно, это ведь должны быть негативы, а не позитивы. Правда, кроме меня, эти недостатки (ошибки) никто не замечает.

Неточная схема замены хромакея на фон
Неточная схема замены хромакея на фон

Поэтому я решил немного подправить этот рисунок. Здесь с крайнего "синего" канала идёт разветвление на маску и контрмаску, и далее левый вертикальный ряд - это процедуры с контрмаской, а правый вертикальный ряд - наложение на изображение маски. Улучшил разрешение всех картинок, т.е. заново их воссоздал.

Правильная схема замены хромакея на подготовленный фон
Правильная схема замены хромакея на подготовленный фон

И вот теперь, когда изложен принцип замены цветного фона (хромакея) на заранее подготовленный фон, можно обсуждать вопрос: "Использовался ли хромакей в "лунных" миссиях США?" Но это будет уже в следующей статье.

*

С вами был кинооператор Л.Коновалов. До новых встреч!

И пожалуйста, напишите в комментариях, нужно ли подробно рассказать про метод Даннинга-Помероя (со всеми стадиями контратипирования) и про "аддитивный транспарант", который был применён в фильме "Золушка"?