Los mates se utilizan en fotografía y cine de efectos especiales para combinar dos o más elementos de imagen en una única imagen final. Normalmente, los mates se utilizan para combinar una imagen de primer plano (por ejemplo, actores en un set) con una imagen de fondo (por ejemplo, una vista panorámica o un campo de estrellas con planetas). En este caso el mate es la pintura de fondo. En el cine y el escenario, los mattes pueden ser secciones físicamente enormes de lienzo pintado, que representan grandes extensiones escénicas de paisajes .
En el cine , el principio de un mate requiere enmascarar ciertas áreas de la emulsión de la película para controlar selectivamente qué áreas están expuestas. Sin embargo, muchas escenas complejas de efectos especiales han incluido docenas de elementos de imagen discretos, lo que requiere un uso muy complejo de mates y capas de mates uno encima del otro. Como ejemplo de un mate simple, el director podría querer representar a un grupo de actores frente a una tienda, con una enorme ciudad y un cielo visible sobre el techo de la tienda. Habría dos imágenes (los actores en el set y la imagen de la ciudad) para combinar en una tercera. Esto requeriría dos máscaras/mates. Uno enmascararía todo lo que estaba encima del techo de la tienda y el otro enmascararía todo lo que estaba debajo. Al utilizar estas máscaras/mates al copiar estas imágenes en una tercera, las imágenes se pueden combinar sin crear dobles exposiciones fantasmales. En el cine, este es un ejemplo de mate estático , donde la forma de la máscara no cambia de un cuadro a otro. Otras tomas pueden requerir mates que cambien para enmascarar las formas de objetos en movimiento, como seres humanos o naves espaciales. Estos se conocen como mates de viaje . Los mattes móviles permiten una mayor libertad de composición y movimiento, pero también son más difíciles de lograr.
Las técnicas de composición conocidas como incrustación cromática que eliminan todas las áreas de un determinado color de una grabación (conocidas coloquialmente como "pantalla azul" o "pantalla verde" por los colores más populares utilizados) son probablemente las técnicas modernas más conocidas y utilizadas para crear viajes. mates, aunque en el pasado también se han utilizado rotoscopia y múltiples pases de control de movimiento . Las imágenes generadas por computadora , ya sean estáticas o animadas, a menudo también se representan con un fondo transparente y se superponen digitalmente sobre grabaciones cinematográficas modernas utilizando el mismo principio que un mate: una máscara de imagen digital .
Los mates son una técnica muy antigua, que se remonta a los hermanos Lumière . Originalmente, la toma mate fue creada por cineastas que oscurecían la sección de fondo de la película con tarjetas recortadas. Cuando se filmó la parte de acción real (primer plano) de una escena, la sección de fondo de la película no quedó expuesta. Luego se colocaría un recorte diferente sobre la sección de acción en vivo. La película se rebobinaría y los realizadores filmarían sus nuevos antecedentes. Esta técnica se conocía como mate en la cámara y se consideraba más una novedad que un efecto especial serio a finales de la década de 1880. [1] Un buen ejemplo americano temprano se ve en El gran robo del tren (1903), donde se utiliza para colocar un tren fuera de una ventana en una taquilla, y más tarde un fondo en movimiento fuera de un vagón de equipajes en un "escenario" de trenes. Por esta época también se utilizaba otra técnica conocida como shot de cristal. La toma de vidrio se realizó pintando detalles en una pieza de vidrio que luego se combinó con imágenes de acción en vivo para crear la apariencia de decorados elaborados. Las primeras tomas de vidrio se atribuyen a Edgar Rogers. [1]
El primer desarrollo importante del plano mate fue a principios del siglo XX por parte de Norman Dawn ASC . Dawn había tejido perfectamente tomas de vidrio en muchas de sus películas: como las desmoronadas Misiones de California en la película Missions of California , [2] y usó la toma de vidrio para revolucionar el mate de la cámara. Ahora, en lugar de llevar sus imágenes de acción en vivo a una ubicación real, los realizadores filmarían la acción en vivo como antes con las tarjetas recortadas en su lugar, luego rebobinarían la película y la transferirían a una cámara diseñada para minimizar las vibraciones. Luego, los realizadores filmarían una toma sobre vidrio en lugar de un fondo de acción en vivo. La composición resultante era de bastante alta calidad, ya que la línea mate (el lugar de transición de la acción en vivo al fondo pintado) era mucho menos irregular. Además, el nuevo mate de la cámara era mucho más rentable, ya que el cristal no tenía que estar listo el día en que se rodó la acción en vivo. Una desventaja de este método era que, dado que la película se exponía dos veces, siempre existía el riesgo de sobreexponerla accidentalmente y arruinar el metraje filmado anteriormente. [ cita necesaria ]
La toma mate en la cámara permaneció en uso hasta que la calidad de la película comenzó a mejorar en la década de 1920. Durante este tiempo se desarrolló una nueva técnica conocida como método de cámara bi-pack . Esto era similar a la toma mate de la cámara, pero se basaba en un positivo maestro como respaldo. De esta manera, si algo se perdiera, el maestro seguiría intacto. Alrededor de 1925 se desarrolló otro método para hacer un mate. Uno de los inconvenientes de los viejos mattes era que la línea del matte era estacionaria. No podía haber contacto directo entre la acción en vivo y el fondo mate. El mate viajero cambió eso. El mate móvil era como un mate en la cámara o en dos paquetes, excepto que la línea mate cambiaba cada fotograma. Los cineastas podrían usar una técnica similar al método bi-pack para hacer que la parte de acción en vivo sea mate, permitiéndoles mover a los actores por el fondo y la escena, integrándolos por completo. El ladrón de Bagdad (1940) representó un gran salto adelante para el mate viajero y la primera gran introducción de la técnica de pantalla azul inventada por Larry Butler cuando ganó el Premio de la Academia a los Mejores Efectos Visuales ese año, aunque el proceso todavía estaba muy lejos. intensivo y cada fotograma tuvo que ser procesado a mano. Si se posaba dos veces, siempre existía el riesgo de sobreexponer accidentalmente la película y arruinar el metraje filmado anteriormente. [ cita necesaria ]
Las computadoras comenzaron a ayudar en el proceso a finales del siglo XX. En la década de 1960, Petro Vlahos perfeccionó el uso de cámaras de control de movimiento en pantalla azul y recibió un Premio de la Academia por el proceso. La década de 1980 vio la invención de los primeros mates digitales y procesos de pantalla azul, así como la invención de los primeros sistemas computarizados de edición no lineal para video. La composición alfa , en la que las imágenes digitales podían volverse parcialmente transparentes de la misma manera que lo es una célula de animación en su estado natural, se inventó a finales de los años 1970 y se integró con el proceso de pantalla azul en los años 1980. La planificación digital comenzó para El imperio contraataca en 1980, por la que Richard Edlund recibió el Premio de la Academia por su trabajo para crear una impresora óptica de imágenes aéreas para combinar mates, aunque este proceso todavía era analógico. La primera toma mate totalmente digital fue creada por el pintor Chris Evans en 1985 para el joven Sherlock Holmes para una escena que presenta una animación gráfica por computadora (CG) de un caballero saltando desde una vidriera. Evans primero pintó la ventana con acrílicos y luego escaneó la pintura en el sistema Pixar de LucasFilm para una mayor manipulación digital. La animación por computadora se mezcló perfectamente con el mate digital, algo que una pintura mate tradicional no podría haber logrado. [3]
A partir de 2020 [actualizar], casi todos los mattes modernos se realizan mediante edición de vídeo digital, y la técnica de composición conocida como croma key , una generalización electrónica de la pantalla azul, ahora es posible incluso en las computadoras domésticas.
La toma mate en la cámara, también conocida como Proceso del Amanecer [4] , se crea montando primero un trozo de vidrio frente a la cámara. Se aplica pintura negra al vidrio donde se reemplazará el fondo. Luego, los actores son filmados en decorados mínimos. El director filma varios minutos de metraje adicional para utilizarlos como tiras reactivas. Luego, el pintor mate revela una tira reactiva (con las áreas oscurecidas en la toma) y proyecta un marco de la toma 'Matted' sobre el vidrio montado en el caballete. Este clip de metraje de prueba se utiliza como referencia para pintar el fondo o el paisaje que se va a enmarañar en una nueva pieza de vidrio. La parte de acción en vivo del vidrio está pintada de negro, luego se expone una mayor parte del metraje de prueba para ajustar y confirmar la combinación de colores y la alineación de los bordes. Luego, las partes críticas de la escena de acción en vivo enmarañada (con las acciones y actores deseados en su lugar) se enhebran para quemar los elementos pintados en las áreas negras. La pintura negra mate aplicada sobre el vidrio bloquea la luz de la parte de la película que cubre, evitando que se produzca una doble exposición sobre las escenas de acción en vivo latentes . Al plantearse dos veces, siempre existía el riesgo de sobreexponer accidentalmente la película y arruinar el metraje filmado anteriormente. . [ cita necesaria ]
Para comenzar la filmación de una película bipack matte, se filma la parte de acción en vivo. La película se carga y se proyecta sobre un trozo de vidrio pintado primero de negro y luego de blanco. El artista del mate decide dónde estará la línea del mate y la traza en el vidrio, luego pinta el fondo o el paisaje que se agregará. Una vez terminada la pintura, el artista mate raspa la pintura de las partes del vidrio con acción real. [5] El metraje original y un carrete limpio se cargan en el paquete doble con el original enhebrado para que pase el obturador por delante de la película limpia. El cristal está iluminado desde atrás, de modo que cuando se pasan ambos carretes, solo la acción en vivo se transfiere a la película limpia. Luego se retira el carrete del metraje original y se coloca un trozo de tela negra detrás del cristal. El cristal se enciende desde el frente y la nueva bobina se rebobina y se vuelve a hacer funcionar. La tela negra evita que las imágenes ya expuestas se expongan por segunda vez; el escenario de fondo se ha añadido a la acción en vivo. Si se planteaba dos veces, siempre existía el riesgo de sobreexponer accidentalmente la película y arruinar el metraje filmado anteriormente. [ cita necesaria ]
El rotoscopio era un dispositivo utilizado para proyectar películas (es decir, imágenes de acción real) sobre un lienzo para que sirviera de referencia para los artistas.
Walt Disney utilizó ampliamente la técnica en Blancanieves y los siete enanitos para hacer más realistas los movimientos de los personajes humanos. La película superó significativamente el presupuesto debido a la complejidad de la animación. [6]
La técnica tuvo algunos otros usos, como en 2001: Una odisea en el espacio , donde los artistas trazaron y pintaron manualmente mates alfa para cada fotograma. La rotoscopia también se utilizó para lograr las animaciones fluidas en Prince of Persia , que eran impresionantes para la época. Desafortunadamente, la técnica requiere mucho tiempo y fue difícil intentar capturar la semitransparencia con la técnica. Hoy en día existe una variante digital de la rotoscopia, con un software que ayuda a los usuarios a evitar parte del tedio; por ejemplo, interpolar mates entre algunos fotogramas. [7]
A menudo, es deseable extraer dos o más mates de una sola imagen. Este proceso, denominado "mate" o "tirar de un mate", se utiliza más comúnmente para separar los elementos de primer plano y de fondo de una imagen, y estas imágenes suelen ser fotogramas individuales de un archivo de vídeo. En el caso del vídeo, los métodos de mateado pueden utilizar relaciones temporales como información adicional. Las técnicas de composición son una forma relativamente sencilla de crear un mate: por ejemplo, el primer plano de una escena verde podría imponerse a una escena de fondo arbitraria. Intentar aplicar mate a una imagen que no utiliza esta técnica es mucho más difícil. Se han diseñado varios algoritmos en un esfuerzo por abordar este desafío. [7]
Idealmente, este algoritmo de matizado separaría una secuencia de vídeo de entrada I rgb en tres secuencias de salida: una secuencia a todo color y solo en primer plano αF rgb con un alfa premultiplicado ( composición alfa ), una secuencia de fondo a todo color B rgb y un flujo de un solo canal de cobertura parcial de los píxeles en el flujo de primer plano. Este algoritmo ideal puede tomar cualquier video arbitrario como entrada, incluido video donde el primer plano y el fondo son dinámicos, hay múltiples profundidades en el fondo, existen superposiciones entre el fondo y el primer plano, comparten el mismo color y no tienen textura, y otras características diversas que tales Los algoritmos tradicionalmente tienen algunas dificultades para abordarlos. Lamentablemente, lograr este algoritmo es imposible debido a la pérdida de información que se produce al traducir una escena del mundo real a un vídeo bidimensional. [7] Smith y Blinn demostraron esto formalmente en 1996. [8]
Matting también tiene otras limitaciones fundamentales. El proceso no puede reconstruir partes del fondo que están ocluidas por el primer plano, y cualquier tipo de aproximación será limitada. Además, el primer plano y el fondo de una imagen todavía tienen un efecto mutuo debido a las sombras que se proyectan y la luz que se refleja entre ellos. Al componer una imagen o un vídeo a partir de mates de diferente origen, la falta o el exceso de sombras y otros detalles de luz pueden arruinar el impacto de la nueva imagen. [ cita necesaria ]
El proceso de mateado en sí es un problema difícil de resolver. Se ha estado investigando desde la década de 1950 y, sin embargo, su uso más popular, la realización cinematográfica, recurre al método de composición clásico pero restringido. En concreto, utilizan una especie de modelo de color global. Esta técnica se basa en una suposición de color global; por ejemplo, que todo el fondo sea verde. (Por cierto, esta es la razón por la que los meteorólogos a veces parecen tener vínculos invisibles: el color del vínculo es similar al del fondo, lo que lleva al algoritmo a clasificar el vínculo como parte de la secuencia de fondo). En teoría, se podría usar cualquier color. , pero los más comunes son el verde y el azul. El mate de luminancia (también llamado mate de pantalla negra) es otra variación del modelo de color global. A diferencia del color, se supone que el fondo es más oscuro que un valor definido por el usuario. [ cita necesaria ]
Otro enfoque es utilizar un modelo de color local. Este modelo supone que el fondo es una imagen estática previamente conocida, por lo que en este caso se proporciona la secuencia de fondo. Se puede obtener un mate simple comparando la transmisión de video real con la transmisión de fondo conocida. Los requisitos de iluminación y ángulo de la cámara son muy estrictos, a diferencia de los modelos de color globales, pero no hay restricciones para los posibles colores en la secuencia de primer plano. [ cita necesaria ]
También existen herramientas de aprendizaje automático que pueden generar mates con la ayuda de un usuario. A menudo, estas herramientas requieren iteración por parte del usuario: un algoritmo proporciona un resultado basado en un conjunto de entrenamiento y el usuario ajusta el conjunto hasta que el algoritmo proporciona el resultado deseado. Un ejemplo de esto es el uso de un mate grueso creado manualmente con una segmentación trimap , llamada así porque separa la imagen en tres regiones: fondo conocido, primer plano conocido y una región desconocida. En este caso, el algoritmo intenta etiquetar la región desconocida según la entrada del usuario, y el usuario puede iterar a través de múltiples trimaps para obtener mejores resultados. Knockout, una herramienta complementaria para Adobe Photoshop , es una implementación de este proceso. [ cita necesaria ]
McGuire et al. propusieron otro enfoque de matizado digital. Utiliza dos sensores de imágenes a lo largo del mismo eje óptico y utiliza datos de ambos. (Hay varias formas de lograr esto, como usar un divisor de haz o filtros de polarización por píxel). El sistema captura simultáneamente dos fotogramas que difieren en aproximadamente la mitad del rango dinámico en los píxeles de fondo pero que son idénticos en los píxeles de primer plano. Utilizando las diferencias entre los fondos de las dos imágenes, McGuire et al. son capaces de extraer un mate de primer plano de alta resolución de la escena. Este método todavía conserva algunas de las deficiencias de las técnicas de composición (es decir, el fondo debe ser relativamente neutro y uniforme), pero introduce varias ventajas, como resultados subpíxeles precisos, mejor soporte para la iluminación natural y permitir que el primer plano sea el color que una técnica de composición identificaría como parte del mate de fondo. Sin embargo, esto significa que es imposible enmascarar intencionalmente algo en primer plano cubriéndolo del mismo color que el fondo. [9]
Un tercer enfoque para el matizado digital consiste en utilizar tres transmisiones de vídeo con diferentes distancias de enfoque y profundidades de campo. Al igual que con el método anterior, los tres sensores de imagen comparten un eje óptico común, aunque ahora el algoritmo usa información sobre qué parte de la imagen está enfocada en qué transmisión de video para generar su mate de primer plano. Con esta técnica, tanto el primer plano como el fondo pueden tener contenido dinámico y no hay restricciones sobre los colores o la complejidad que tiene el fondo. [10]
Todos estos enfoques comparten una debilidad notable: no pueden tomar videos arbitrarios como entrada. En vídeo, a diferencia de las películas, Chroma Key requiere que el fondo del vídeo original sea de un solo color. Las otras dos técnicas requieren más información en forma de vídeos sincronizados pero ligeramente diferentes. [11]
Otro uso de los mates en la realización cinematográfica es crear un efecto de pantalla ancha . En este proceso, la parte superior e inferior de un marco estándar se enmascaran o enmascaran con barras negras, es decir, la impresión de la película tiene una línea de marco gruesa . Luego, el cuadro dentro del cuadro completo se amplía para llenar una pantalla cuando se proyecta en un cine. [ cita necesaria ]
Por lo tanto, en "pantalla panorámica enmascarada" se crea una imagen con una relación de aspecto de 1,85:1 utilizando un marco estándar de 1,37:1 y matizando la parte superior e inferior. Si la imagen queda mate durante el proceso de filmación, se denomina mate duro debido a su borde afilado. Por el contrario, si el fotograma completo se llena durante la filmación y se confía en que el proyeccionista mate la parte superior e inferior en el cine, se lo denomina mate suave , ya que la placa de apertura no está en el plano focal y causa una borde suave. [ cita necesaria ]
En vídeo, se suele utilizar un efecto similar para presentar películas en pantalla panorámica en una pantalla de televisión convencional de 1,33:1. En este caso, el proceso se llama letterboxing . Sin embargo, en el formato letterbox, la parte superior e inferior de la imagen real no aparecen mates. La imagen se "empuja" más atrás en la pantalla y, por lo tanto, se hace "más pequeña", por así decirlo, de modo que, en una película de pantalla ancha, el espectador puede ver, a la izquierda y a la derecha de la imagen, lo que normalmente se omitiría si la Las películas se proyectaron en pantalla completa en televisión, logrando una especie de efecto de "pantalla panorámica" en una pantalla de televisión cuadrada . En el formato letterbox, la parte superior de la imagen es ligeramente más baja de lo habitual, la parte inferior es más alta y la parte no utilizada de la pantalla está cubierta por barras negras. Para las transferencias de video, transferir una película "mate suave" a un formato de video doméstico con el fotograma completo expuesto, eliminando así los mates en la parte superior e inferior, se conoce como "transferencia mate abierta". Por el contrario, la transferencia de una película "mate dura" a un formato de vídeo doméstico con los mates teatrales intactos se denomina "transferencia mate cerrada". [ cita necesaria ]
Un "mate basura" a menudo se dibuja a mano, a veces se hace rápidamente, y se usa para excluir partes de una imagen que otro proceso, como la pantalla azul , no eliminaría. El nombre proviene del hecho de que el mate elimina la " basura " de la imagen producida procedimentalmente. "Basura" puede incluir una plataforma que sostiene un modelo o la rejilla de iluminación sobre el borde superior de la pantalla azul. [ cita necesaria ]
Los mates que hacen lo contrario, forzando la inclusión de partes de la imagen que de otro modo podrían haber sido eliminadas por el manipulador, como demasiado azul reflejado en un modelo brillante ("derrame azul"), a menudo se denominan "mates de reserva" y pueden ser creado con la misma herramienta. [ cita necesaria ]