Keying ist ein Fachbegriff aus der Videobearbeitung und beschreibt das Freistellen von Bildelementen vom Hintergrund (meist auf Basis einer Schlüsselfarbe, daher keying). Dabei wird eine Maske (Alphakanal) erstellt, die für jeden Bildbereich oder Pixel eine Transparenz definiert. Keying ist damit eine wichtige Technik der Visuellen Effekte, um Bild-Kompositionen (Compositing) zu erzeugen.
Keyingmethoden Bearbeiten
Es existieren unterschiedliche Keying-Techniken, deren Ansätze unterschiedliche Vor- und Nachteile aufweisen. Ziel aller Keying-Ansätze ist es, die Alphamaske möglichst präzise zu generieren. Hierbei müssen halb-transparente Elemente (zum Beispiel Glas oder Wasser), feine Konturen (zum Beispiel Haare) und Bewegungsunschärfe des Vordergrundobjekts beachtet werden.
Keine Technik ist grundsätzlich besser als alle anderen, stattdessen ist die passende Keyingmethode je nach Situation und Ausgangsmaterial auszuwählen. In vielen Situationen ist es zudem sinnvoll, mehrere Keys auf einzelne Bildbereiche anzuwenden (zum Beispiel Kopf, Schulter, Hände) und die Ergebnisse miteinander zu kombinieren, um die finale Maske zu erhalten.
Chroma Key Bearbeiten
Dieser Ansatz basiert darauf, einen Farbton (die Schlüsselfarbe, den key) aus einem Farbraum auszuwählen. Zusätzlich können Toleranzen für ähnliche Farbtöne definiert werden. Voraussetzung für den Chroma Key ist somit ein einfarbiger Hintergrund wie der Bluescreen. Umgangssprachlich existiert auch die Bezeichnung Colorkey.
Eine typische Anwendung ist der Fernseh-Moderator vor einer Wetterkarte.
In der einfachsten Form erfolgt die Berechnung des alpha-Werts für jeden Pixel mit dem Farbwert (engl. hue) , sowie einem gewählten Key-Farbwert und einer Toleranz nach der Formel:
Color Difference Key Bearbeiten
Der Ansatz des Color Difference Key ist ebenfalls für einfarbige Hintergründe vorgesehen. Hierbei werden die Unterschiede der Farbkanäle Rot, Grün und Blau ausgewertet, um eine Alphamaske zu erstellen. Für jeden Pixel wird der alpha-Wert aus den RGB-Werten wie folgt berechnet:
- Für einen Greenscreen:
- Für einen Bluescreen:
3D Keying Bearbeiten
Der Grundgedanke beim 3D-Keying ist die Idee, alle Bildpunkte eines Bildes im dreidimensionalen Raum abzubilden und mit einem 3D-Objekt die Pixel des zu keyenden Hintergrunds einzuschließen. Für diese Pixelrepräsentation auf X-, Y- und Z-Achse werden normalerweise die R-, G- und B-Werte eines Bildes benutzt. Über die Deformation des 3D-Objekts können Pixel in diesem 3D-Raum gezielt ein- oder ausgeschlossen werden. Alle Pixel, deren RGB- bzw. XYZ-Wert innerhalb dieses Objekts liegt, werden als vollkommen transparent angesehen. Um semitransparente Bildbereiche keyen zu können, wird ein zweites, größeres 3D-Objekt eingesetzt, welches die semitransparenten Pixelwerte einschließt. Pixelwerte, die außerhalb des kleinen, aber innerhalb des großen Objekts liegen, berechnet man durch den Abstand vom Pixelwert zur Oberfläche des kleinen Objekts.
Luma Key Bearbeiten
Der Luma- oder Luminanz-Key basiert auf den Helligkeitswerten eines Bildes. Zur Freistellung wird ein Helligkeitswert (ggf. mit einem Toleranzwert) definiert. Bildbereiche, die den definierten Helligkeitswert besitzen, werden transparent gestellt, andere Bereiche nicht. Ein Lumakey wird verwendet, wenn der freizustellende Gegenstand sehr starke Helligkeitskontraste zum Hintergrund besitzt.
Difference Matte Bearbeiten
Bei diesem Verfahren wird der Unterschied zwischen zwei Bildern berechnet. Mit diesem Ansatz werden identische Bildbereiche von zwei Bildern transparent gesetzt. Somit bleiben nur Bildunterschiede sichtbar. Für eine Differencekey werden also zwei identische Einstellungen derselben Szene benötigt, um ein Objekt freizustellen. Dies erweist sich in der Praxis als komplex, da Filmgrain, Wind, Licht und Schatten oder eine pumpende Kamera Parameter sind, die die Aufnahme von zwei identischen Bildern verhindern.
Depth Key Bearbeiten
Verfügt ein Bild über genaue Tiefeninformationen (Z-Kanal), kann ein Depth Key mit diesen Werten Bildbereiche freistellen. Hierzu wird ein Tiefenwertebereich ausgewählt und als sichtbar definiert. Alle anderen Bildbereiche werden damit transparent.
Implementierung Bearbeiten
Viele elektronische oder digitale Bildmischgeräte bieten implementierte Keying-Methoden. Über Bedienelemente kann die Keying-Art (Chroma Key, Luma-Key, Linear-Key) ausgewählt werden, sowie die Parameter eingestellt werden.
Im Bereich der digitalen Schnittsysteme und Videobearbeitung bieten inzwischen nahezu alle bekannten Videobearbeitung-Anwendungen integrierte Keying-Lösungen. Zusätzlich werden spezielle Keying-Plugins angeboten, die umfangreiche Justierungsmöglichkeiten und komplexere Keys ermöglichen. Bekannte Keying-Werkzeuge sind
- Primatte (3-D Keyer)
- Ultimatte (Color Difference Keyer)
- Keylight Keyer (Color-Difference Keyer)
Masken-Verfeinerung Bearbeiten
Die erzeugte Maske des Keying-Prozesses kann durch weitere Methoden verfeinert werden, um den gewünschten Effekt zu erhalten.
Literatur Bearbeiten
- Ron Brinkmann: The Art and Science of Digital Compositing. Morgan Kaufmann Publishers
- Steve Wright: Digital Compositing for Film and Video. Focal Press
- Ulrich Schmidt: Professionelle Videotechnik. Springer
- Digital Production. (Fachmagazin)
Weblinks Bearbeiten
Einzelnachweise Bearbeiten
- Christopher Schultz: Digital Keying Methods. S. 9, abgerufen am 14. Februar 2017.
- Christopher Schultz: Digital Keying Methods. S. 12, abgerufen am 14. Februar 2017.