LA MAGIA DEL CHROMA KEY

Artículo creado y maquetado por el Coronel Nathan Kurtz.
Con la inestimable colaboración, en los comentarios téncicos, de Juan Carlos Llauradó.
Prohibida la reproducción total o parcial de este artículo sin el consentimiento de sus autores.
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I.- TERMINOLOGÍA.

Aunque los dos nombres más comunes con los que se conoce a la técnica que nos ocupa son fondo azul (blue screen en inglés) y Croma key (Chroma Key en inglé) también podemos referirnos a ella como pantalla azul, Cromaquí, superposición por separación de colores e incluso como mascarilla en movimiento (Travelling mate en ingles).

Aunque el proceso es el mismo en cinematografía se le suele llamar Travelling mate y en edición de vídeo chromakey.

Comentario técnico de Juan Carlos Llauradó

En realidad todas las técnicas de extracción de elementos o personajes son "oficialmente" Travelling Mattes, siendo el Chroma un tipo de Matte. Se los conoce como mattes en contraposición al término máscara que es más propio del entorno puramente 2D y de imagen fija. Esto es arbitrario totalmente ya que es lo mismo, sólo varía el dónde se aplica y cómo se extrae el matte, o máscara.

Lo que si es importante destacar es que Chroma Key es un término puramente de televisión (aunque su uso se haya generalizado) en el cual por medios electrónicos (switches) se extrae el matte de una cámara en tiempo real y se superpone al fondo provisto por otra cámara o vcr justo antes de grabar el resultado a cinta o disco. Por consiguiente no sirve para cine ya que se pierde la secuencia original, algo que en cine es vital por las necesidades y cambios habituales.

La grabación de Bluescreen o Greenscreen en formatos de video digital o analógico es más similar a lo requerido en cine que al Chroma de Televisión, ya que en éste caso si se almacena el Bluescreen para su posterior extracción en postproceso.

II.- DEFINICIÓN.

Según el diccionario del British Kinematograph Croma (Chroma) es el componente de la señal de vídeo que lleva la información del color. Por extensión, el grado o nivel de saturación del color. Así pues el término Croma key significa, literalmente, llave de color aunque si queremos dar una definición más explicativa y exacta tendremos que referirnos a el como: "Un proceso electrónico que combina las señales de salida de dos o más cámaras entre si y/o con otras fuentes externas obteniendo como resultado una mezcla uniforme y visualmente indetectable".

Nota: Entre estas fuentes externas tenemos elementos como los escáners de filmación, las trucas, las pinturas mate y los que hoy por hoy son los elementos más versátiles, los ordenadores.

III.- EL ORIGEN DE LA TÉCNICA.

El primer paso de esta técnica se dio en el campo de la fotografía y en concreto en 1920 cuando C. Dodge Dunning patentó un sistema al que llamó Dunning Travelling Mate (Algunos autores se refieren a el como Bi Pack Camera).

Dicho sistema se componía, básicamente, de un negativo virgen y de un positivo entintado con color naranja. Durante la "sesión" los actores (o en su caso la acción) se iluminaban con luz naranja contra un fondo blanco iluminado con luz azul de modo que actuaban como "mascarilla viviente" para la acción de fondo.

El proceso es en realidad más complicado de lo descrito pero no me ha parecido necesario concretarlo. Si el lector desea profundizar es este pionero sistema puede acudir a la bibliografía que se incluye al final de este artículo.

Comentario técnico de Juan Carlos Llauradó

El proceso Williams es anterior al proceso Dunning o al Pomeroy o al Oliver. La diferencia estriba en que el primero creó básicamente la extracción por Luma Key filmando al personaje frente a una tela negra mate, obteniendo posteriormente el travelling matte mediante proceso ópticos con celuloide de alto contraste. Sin embargo, Dunning, aprovechó las peculiares características del celuloide antiguo, película ortocromática (la nueva es pancromática) que era muy sensible a las frecuencias azules, siendo película B&W , y poco al resto, y casi nada al rojo, siendo ésta la razón original que promovió el uso del azul como fondo para extracción de mattes.

Más adelante, con la llegada del color, el hecho de que la piel caucásica contuviese poco azul ayudó a que se siguiese usando, hasta que la llegada de los ordenadores y procesos más avanzados acabaron con ésta hegemonía, siendo el verde más usado hoy día por ser un color menos "ruidoso" (menos grano grueso en celuloide y menos ruido en video) y requerir menos iluminación precisa que el azul. Esto es debido a que los valores medios absolutos del verde en una imagen digital cualquiera rondan entre el 35% y el 50%, mientras que el azul no suele pasar del 18% lo que requiere amplificación digital u óptica y por tanto genera "ruido".

La cámara BiPack no es un proceso sino una herramienta usada para capturar los mattes extraídos en celuloide virgen o recortar personajes con estos mismos mattes. Es un antecesor de las filmadoras o impresoras ópticas.

Con el paso del tiempo y con la aparición del celuloide este sistema paso a la industria cinematográfica donde fue perfeccionando hasta convertirse en un sistema sencillo y de uso generalizado.

Pese a ello esta técnica tenia un gran inconveniente ya que todos los elementos (actores, fondos, mates, etc) debían ser filmados por separado y los distintos rollos de película integrados en un único celuloide empleando para ello una costosa impresora óptica (ver imagen).



Una Impresora óptica

Gracias a Dios las cosas han avanzado mucho y el uso de los ordenadores y, más recientemente, la filmación digital hacen que todo el proceso se realice de modo más directo y mucho más perfecto.

LA FILMACIÓN CON CROMA KEY

I.- DESCRIPCIÓN DEL PROCESO.

La clave del proceso está en el sistema de grabación que no solo trabaja con dos fuentes distintas, una primaria y otra secundaria, sino que posee un dispositivo electrónico capaz de detectar la señal de un determinado color, generalmente el azul, actuando como sigue:

  • Si no recibe señal de color azul graba tomando como origen la fuente primaria.


  • Si recibe señal de color azul desconecta la grabación que está efectuando de la fuente primaria e inserta en su lugar la fuente secundaria.

Evidentemente, cuanto mayor sea la capacidad del dispositivo para desconectar las zonas de azul sin afectar al resto de gamas cromáticas, sobretodo las más próximas a este, mayor será la calidad del producto final.

Comentario técnico de Juan Carlos Llauradó

Los dos puntos de arriba corresponden al proceso de Croma Key televisivo, y a pesar que es lo mismo que se hace en Postproducción, no se hace en vivo, al menos no en cine.

Este proceso no podría usarse nunca en cinematografía por los costes que representaría. Sí se usa sin embargo en las tareas de postproducción, pero con el material ya filmado y off-line, sin cámaras de por medio. Es en realidad la descripción de lo que hacen algunos plug-ins que extraen cromas en el software de proceso. Pero es una aproximación que suele dar problemas, los mejores usan la extracción por diferencia de color, que es mucho más fiable (Ultímate por ejemplo).

Un ejemplo.

Para que el proceso se entienda aun mejor pondremos un ejemplo con la escena del Consejo Jedi. En ella tenemos:

  • Como fuente primaria una filmación en la que los actores ruedan en un decorado cuyas ventanas están cubiertas por un fondo azul ( ver imagen ).



  • Como fuente secundaria una pintura mate digital que muestra una imagen panorámica de Coruscant ( ver imagen ).

Aunque habría que llamarlo fondo generado por ordenador se le sigue llamando pintura mate como "homenaje" a los artesanos que comenzaron esta técnica "tirando" de pincel.

En la composición final el sistema de grabación detectará la presencia del azul en los huecos de las ventanas y en esa zona desconectará la fuente primaria ( filmación con actores ) y colocará la secundaria ( pintura mate ). Como resultado de esta acción se obtendrá una combinación de ambas fuentes de modo que donde había decorado y actores permanecerán estos y donde teníamos fondo azul ahora tendremos la pintura mate digital ( ver imagen ) .

Observaciones:

  • Si se comparan la imagen final y la toma de estudio se comprobará que en la postproducción se decidió dar más espacio a las vistas borrando digitalmente el bastidor central de las ventanas.


  • En la filmación se cuidó hasta el más mínimo detalle y por eso el decorado y los actores fueron iluminados de modo que encajasen con la "luz virtual" que se iba a colocar en la pintura mate (luz de atardecer de izda. a Dcha
Comentario Técnico de Juan carlos Llauradó

Esas modificaciones a posteriori son las que impiden el croma key en tiempo real para cine. Siempre hay que ajustar color, quitar o poner cosas y eso sólo se puede hacer si dispones del material original sin tratar.

II.- EL COLOR DEL CROMA.

El Croma key se puede usar con distintos colores de fondo aunque el más usual es el azul ya que:

  • En la filmación suelen intervenir actores y este color es el menos presente en la piel humana con lo cual evitamos que parte de estos pueda ser borrado junto con el fondo.


  • El azul fue uno de los colores más usados desde el principio y eso hace que haya mucha mayor gama de filtros y efectos para este color que para otros.

Otros colores que se suelen usar como fondo para esta técnica son el verde, el amarillo y el rojo siendo el primero el más habitual, claro está, después del azul.

Comentario técnico de Juan Carlos Llauradó

El amarillo es poco frecuente hoy ya que pertenece a un proceso antiguo, por medio de lámparas de vapor de sodio. Por ejemplo, se usó en Mary Poppins en algunas secuencias en la que se integran personajes con dibujos animados.

III.- LA ILUMINACIÓN DEL CROMA .

Para que el efecto sea completo y se eviten reflejos y brillos la luz con la que se iluminan tanto la acción como el fondo debe ser blanca y a poder ser producida con tubos fluorescentes de alta frecuencia que eviten el pestañeo ( flicker ) que se produce si se filma a distintas velocidades o con variaciones del obturador.

La razón por la que se prefiere el uso de fluorescentes en lugar de bombillas de tungsteno es que estas desprenden pequeñas emisiones de tonos ocres que interfieren en el proceso.

Comentario técnico de Juan Carlos Llauradó

Cuando en cine se habla de iluminación, generalmente no se habla del color de la luz, sino de su temperatura de color. Se diferencian dos familias o tonos principales, la de 3200ºK y afines (lámparas de tungsteno, bombillas, fuego, tonos rojizos) y la de los 5600ºK y alrededores( incluso más altas, en tonos azules), que se conoce cómo "luz día".

Los reflejos antes eran un problema pero ya no lo son, y de hecho se pueden buscar, ya que las herramientas modernas son capaces de diferenciar las "densidades" de concentración de azul. Si os fijáis en el Episodio I, en la sala de la nave de la federación de comercio donde son recibidos los dos embajadores Jedi, hay una mesa que refleja (es de cristal) lo que se ve a través de los ventanales de la sala. La mesa reflejaba en realidad el croma del fondo y a ese reflejo se le aplicó el matte painting utilizado, pero invertido y con menor densidad (ver foto).

Reflejo del croma key

IV.- PROBLEMAS CON EL CROMA.

Existen varios problemas pero citaré solo los dos más usuales.

Reflejos: Si en la acción intervienen elementos relucientes estos reflejaran el fondo neutro sobre el que se graba y serán borrados junto con este. El problema no es fácil de solucionar y aunque se puede mitigar con diferentes iluminaciones lo usual es retocar digitalmente la zona borrada. (ver comentario técnico anterior)

Luz sobre los personajes: Si los actores reciben contraluz azul ( u otro próximo a ese espectro ) en el montaje final se verán rodeados por un pequeño halo de este color. Para evitarlo y siempre que no sea posible iluminarlos con otros colores se debe sustituir el fondo azul por uno de otro color ( verde, amarillo o rojo ).

El fallo de iluminación es el más corriente y el efecto de "halo" se puede apreciar en muchas producciones de bajo presupuesto como series y noticiarios televisivos ( partes meteorológicos ).

Comentario técnico de Juan Carlos Llauradó

Ese halo generalmente es consecuencia de un mal trabajo de extracción del matte (bien por el operador o bien porque la toma no es muy fina), y no exactamente de las condiciones de iluminación. De hecho cualquier soft actual de composición tiene herramientas para eliminarlo.

El motivo pro el que aprece en producciones de bajo coste es debido a que suelen estar filmadas con material "de segunda", a que el croma está iluminado de forma irregular, a que los artistas digitales suelen ser gente que está empezando y que cobran mucho menos, etc....

V.- EL FUTURO DEL CROMA EN LA ERA DIGITAL.

Las nuevas técnicas de borrado digital que permiten la eliminación de cualquier elemento y la irrupción de las modernas cámaras digitales que al no emplear "celuloide" reducen todo a datos binarios con lo que cualquier cosa es posible harían pensar que el uso del fondo azul esta condenado a desaparecer. Sin embargo producciones recientes como el Episodio II de Star Wars indican todo lo contrario y revelan que la técnica se ve potenciada con el auge digital que hace que esta técnica resulte más sencilla y que incluso mejora sus resultados.

Nota: El futuro que abren tanto la filmación como la proyección digital son sobrecogedores pero hasta que ambos se impongan ( aun es cosa de unos pocos ) y fuercen a las grandes empresas a inyectar capital las mejoras se verán ralentizadas. En este sentido el compromiso de S.Spielberg y G.Lucas por impulsar esta nueva forma de hacer cine resultan determinantes y permiten que los aficionados soñemos con una revolución similar a la que supuso el cine sonoro o la inclusión del color.

Comentario técnico de Juan Carlos Llauradó

Esta nota del Coronel Kurtz parece un pequeño y afectuoso tirón de orejas a las grandes productoras, y creo que merece una explicación.

Los formatos digitales son por definición peores que los formatos analógicos. Motivos: los medios de captura digitales samplean o muestrean las señales, ópticas o de sonido, para reconstruir trozos de una onda continua analógica. En analógico la onda es completa. Esta"engatada" nos la han estado vendiendo desde la aparición de los CD de audio, que son más baratos de fabricar y que alguien decidió en un hábil movimiento de marketing, que sonaban mejor. En fin.

Lo que si facilita el digital es el trabajo en todos estos temas audovisuales, ya que el volumen de datos a procesar es menor que en una onda analógica completa.

LOS USOS DEL CROMA KEY

I.- FONDO ESCÉNICO

La filmación con pantalla azul surgió como sustituto de la proyección escenográfica y al igual que esta facilita fondos para la acción cuando estos son imposibles de obtener por otros medios bien porque no existen ( fondos fantásticos ), bien porque sale muy caro rodar en ellos ( sustituto de exteriores ) o bien porque resultan arriesgados para los actores ( tomas de altura por ejemplo ).

A.- Fondo fantástico

Cuando la acción se desarrolla en un lugar imaginario que no es posible recrear con escenarios los actores deben ser rodados frente a un croma de modo que este pueda ser sustituido por una generación digital del entorno deseado.

Un ejemplo de esto lo tenemos en el Senado Galáctico de Coruscant cuyos "escaños" pudieron ser recreados mediante decorado pero donde el enorme espacio circular repleto de senadores tuvo que ser creado digitalmente.

Grabando en el Senado

B.- Sustituto de exteriores

Cuando resulta muy caro desplazar a los actores a un determinado lugar se puede grabar a estos frente al croma key y sustituir este por una grabación de dicho lugar. Haciéndolo así podemos reducir mucho el coste de la producción ya que solo necesitamos desplazar a una pequeña unidad de rodaje.

En producciones de gran presupuesto como Star Wars esta práctica no es habitual y siempre que es posible se ruedan los exteriores junto con los actores ya que así se aprovecha la luz natural. De todos modos hay veces que se deben rodar escenas extras con la filmación principal ya concluida y entonces se recurre al croma como sustituto de los exteriores. También se hace así cuando una escena rodada en exteriores debe ser completada por especialistas rodando en estudio.

Un ejemplo de esto lo tenemos en El Retorno del Jedi donde las escenas de la Fosa de Carkoon fueron rodadas tanto en exteriores como en estudio ( ver imagen ).

Grabando en el Skife de Jabba

Comentario técnico de Juan Carlos Llauradó

Generalmente esto es debido a que no previeron la necesidad de esos planos en el "setup" original y posteriormente, en la etapa de edición, vieron que les faltaban planos, que debieron ser rodados pero ésta vez en estudio, son los famosos "re-takes" (tomas adicionales) , que se suelen incluir en los contratos con los actores, por si acaso.

C.- Escenas de riesgo.

Si tenemos que filmar una escena en la que los actores corren riesgo físico por ejemplo al permanecer colgados a gran altura podemos optar por grabarlos en la seguridad del estudio frente a un croma key sustituyendo luego este por una toma del "precipicio".

Así por ejemplo aunque en El Retorno del Jedi se trabajó con la posibilidad de rodar a Mark Hamill y Carrie Fisher en exteriores montados en un artilugio que reprodujese el desplazamiento de las motos jet el riesgo de caída y el consiguiente retraso en la producción hizo que se optase por filmar en estudio (ver imagen).

Un paseo en moto

II.- MARIONETAS Y ANIMATRONES

Otro de los usos del fondo azul es el de "ocultar" a los operadores de marionetas y animatrones. En estos casos los técnicos se visten con el mismo color empleado para el Croma Key y de este modo son borrados fácilmente de la cinta junto con el fondo.

Seguidamente ofrecemos tres imágenes de la producción de La Amenaza Fantasma en la que se puede apreciar como se uso este sistema para ocultar al operario que manejaba a C3PO. Como se puede ver no siempre se usó el fondo azul y en ocasiones se recurrió al negro, el verde e incluso al blanco.

Filmando a C3po con varios cromas

Nota: El último caso, el del traje blanco, no se corresponde con una filmación sobre fondo croma sino con un borrado digital.

Comentario técnico de Juan Carlos Llauradó

Los blancos y negros no se definen como técnica chroma key, sino como Luma Key, proceso que usa los valores absolutos de luminosidad de una imagen para eliminar los que se pasen o se queden por debajo de un valor dado. Por ejemplo, en la primera imagen de C3PO, si la miras entornando los ojos, el operador casi desaparece, porque los valores de Luma del robot son superiores al fondo y al operador.

III.- RECORTAR A LOS ACTORES

El mismo sistema usado para las marionetas se puede emplear cuando queremos hacer desaparecer total o parcialmente a un actor. Así por ejemplo en La Amenaza Fantasma para la creación del Fedo-Beep (presentador del Mos Espa Arena) se filmó a dos actores vestidos con el color de fondo de modo que solo quedasen visibles las partes que iban a ser rescatadas, las cabezas (ver imagen).

Fedo Beep

Los actores que rodaron la escena fueron Greg Proops y Scot Capurro dos especialistas en mímica cuyos movimientos de cabeza y gestos faciales fueron una guía indispensable para los técnicos que generaron el modelo 3D del personaje.

IV.- EXPLOSIONES Y PIROTECNIA

Aunque la técnica avanza con gran rapidez y la generación digital de explosiones se asemeja cada vez más a la realidad lo más normal sigue siendo rodar las explosiones frente a un croma key para añadirlas con posterioridad a la escena.

Comentario técnico de Juan Carlos Llauradó

Se usan igualmente los fondos negros mates para extraer las explosiones por Luma Key. A veces es más eficaz. Esto es debido a la naturaleza aditiva de la luz, cuyo color se suma a aquel del objeto sobre el que incide. Con un fondo negro, no tiene donde sumarse (en digital el valor del negro es cero, con lo que el color de la explosión es más preciso, no hay contaminación de azul.

Un ejemplo de este sistema lo tenemos en la batalla final de La Amenaza Fantasma donde la explosión de los generadores de escudos que portaban los fambaas fueron rodadas en un recinto controlado con cámara de alta velocidad y añadidas más tarde sobre las "bestias virtuales" (ver imagen).

Explosiones sobre los fambaas

V.- MAQUETAS.

Para la filmación detallada de maquetas y en especial para la ejecución de travelings sobre ellas se emplea un delicado proceso en la que los modelos se filman frente a un fondo croma con cámaras de control de movimiento.

En Star Wars este sistema se ha empleado con mucha frecuencia y por el han pasado desde Destructores Estelares (ver imagen) hasta naves de La Federación de Comercio.

Control de moviemiento

Dennis Muren manejando una cámara de control de movimiento

Nota: John Dykstra, primer supervisor de efectos visuales de IL&M, fue el creador del control de movimiento y posteriormente se encargó de perfeccionarlo para El Imperio Contraataca donde uso la ya mítica cámara VistaVision.

BIBLIOGRAFÍA EMPLEADA

  • Manual de efectos especiales para televisión y Vídeo
    Bernard Wilkie Editorial Gedisa.


  • Técnicas de edición en cine y vídeo
    Ken Dancyger Editorial Gedisa.


  • Efectos Especiales en Cine y televisión
    Jake Hamilton Editorial Molino.


  • The Making of Episode I
    Ls Bouzereu y J. DuncanJose Editorial Del Rey


  • Episodio I: La revista oficial
    Varios autores Editorial: Norma


  • Composición de la imagen en cine y televisión.
    Peter Ward


  • La película y el laboratorio cinematográfico.
    L.Bernard Happe


  • Postproducción Digital
    Jose Luis Fernandez Casado
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