Mate (cine)

Las máscaras se utilizan en fotografía y en la realización de efectos especiales cinematográficos para combinar dos o más elementos de imagen en una sola imagen final. Generalmente, las máscaras se utilizan para combinar una imagen en primer plano (por ejemplo, actores en un plató) con una imagen de fondo (por ejemplo, un paisaje o un campo estelar con planetas). En este caso, la máscara es la pintura de fondo. En cine y teatro, las máscaras pueden ser secciones físicamente enormes de lienzo pintado, que representan grandes extensiones de paisajes .

En cine , el principio de la máscara requiere enmascarar ciertas áreas de la emulsión de la película para controlar selectivamente qué áreas se exponen. Sin embargo, muchas escenas complejas de efectos especiales incluyen docenas de elementos de imagen discretos, lo que exige un uso muy complejo de máscaras y su superposición. Como ejemplo de una máscara simple, el director podría querer representar a un grupo de actores frente a una tienda, con una gran ciudad y el cielo visibles sobre el techo de la tienda. Habría dos imágenes —los actores en el set y la imagen de la ciudad— que se combinarían en una tercera. Esto requeriría dos máscaras. Una enmascararía todo lo que está por encima del techo de la tienda y la otra todo lo que está por debajo. Al usar estas máscaras al copiar estas imágenes en la tercera, las imágenes se pueden combinar sin crear exposiciones dobles fantasmales. En cine, este es un ejemplo de una máscara estática , donde la forma de la máscara no cambia de un fotograma a otro. Otras tomas pueden requerir máscaras que cambien para enmascarar las formas de objetos en movimiento, como personas o naves espaciales. Estas se conocen como máscaras móviles . Las máscaras móviles permiten una mayor libertad de composición y movimiento, pero también son más difíciles de lograr.

Las técnicas de composición conocidas como croma keying , que eliminan todas las áreas de un color determinado 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 máscaras móviles, aunque en el pasado también se han utilizado la rotoscopia y múltiples pasadas de control de movimiento . Las imágenes generadas por computadora , ya sean estáticas o animadas, también se suelen renderizar con un fondo transparente y se superponen digitalmente sobre grabaciones de películas modernas utilizando el mismo principio que una máscara: una máscara de imagen digital .

Las máscaras son una técnica muy antigua, que se remonta a los hermanos Lumière . Originalmente, la toma con máscara se creaba ocultando el fondo de la película con tarjetas recortadas. Cuando se filmaba la parte de acción real (primer plano) de una escena, el fondo no se exponía. Luego se colocaba otra tarjeta recortada sobre la parte de acción real. Se rebobinaba la película y los cineastas filmaban el nuevo fondo. Esta técnica se conocía como máscara en cámara y se consideraba más una novedad que un efecto especial serio a finales de la década de 1880. ^{[ 1 ]} Un buen ejemplo temprano estadounidense se ve en El gran robo del tren (1903), donde se usa para colocar un tren fuera de la ventana de una taquilla, y más tarde un fondo en movimiento fuera de un vagón de equipaje en un decorado de tren. Por esa época, también se usaba otra técnica conocida como toma de cristal. La toma de cristal se hacía pintando detalles en un trozo de vidrio que luego se combinaba con imágenes de acción real para crear la apariencia de decorados elaborados. Las primeras tomas de vidrio se atribuyen a Edgar Rogers. ^{[ 1 ]}

El primer gran desarrollo de la técnica de mate se produjo a principios del siglo XX gracias a Norman Dawn ASC . Dawn había integrado a la perfección tomas de vidrio en muchas de sus películas, como las ruinas de las misiones californianas en la película Missions of California , ^{[ 2 ]} y utilizó la toma de vidrio para revolucionar el mate en cámara. Ahora, en lugar de llevar sus escenas de acción real a una locación real, los cineastas filmaban la acción real como antes con las tarjetas recortadas en su lugar, luego rebobinaban la película y la transferían a una cámara diseñada para minimizar las vibraciones. Después, los cineastas filmaban una toma de vidrio en lugar de un fondo de acción real. La composición resultante era de bastante alta calidad, ya que la línea del mate —el punto de transición de la acción real al fondo pintado— era mucho menos abrupta. Además, el nuevo mate en cámara era mucho más rentable, ya que el vidrio no tenía que estar listo el día en que se filmaba la acción real. Una desventaja de este método era que, al exponerse la película dos veces, siempre existía el riesgo de sobreexponerla accidentalmente y arruinar las imágenes filmadas anteriormente.

La técnica de mate en cámara se mantuvo en uso hasta que la calidad del material fílmico comenzó a mejorar en la década de 1920. Durante este tiempo, se desarrolló una nueva técnica conocida como el método de cámara bi-pack . Esta era similar a la técnica de mate en cámara, pero se basaba en un positivo maestro como respaldo. De esta manera, si se perdía algo, el maestro permanecía intacto. Alrededor de 1925, se desarrolló otro método para crear un mate. Una de las desventajas de los mates antiguos era que la línea del mate era estática. No podía haber contacto directo entre la acción real y el fondo mate. El mate móvil cambió eso. El mate móvil era como un mate en cámara o bi-pack, excepto que la línea del mate cambiaba en cada fotograma. Los cineastas podían usar una técnica similar al método bi-pack para convertir la parte de acción real en un mate en sí mismo, lo que les permitía mover a los actores por el fondo y la escena, integrándolos por completo. El ladrón de Bagdad (1940) representó un gran avance para la técnica de la pantalla azul y la primera introducción importante de dicha técnica, inventada por Larry Butler, cuando ganó el Premio de la Academia a los Mejores Efectos Visuales ese año, aunque el proceso seguía siendo muy laborioso y cada fotograma tenía que procesarse a mano.

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 la técnica de pantalla azul y recibió un Premio de la Academia por este proceso. En la década de 1980 se inventaron los primeros procesos de mates digitales y pantalla azul, así como los primeros sistemas de edición no lineal computarizados para video. La composición alfa , en la que las imágenes digitales podían hacerse parcialmente transparentes de la misma manera que una celda de animación en su estado natural, se había inventado a finales de la década de 1970 y se integró con el proceso de pantalla azul en la década de 1980. La planificación digital comenzó para El Imperio Contraataca en 1980, por la cual Richard Edlund recibió el Premio de la Academia por su trabajo en la creación de una impresora óptica de imágenes aéreas para combinar mates, aunque este proceso aún era analógico. La primera toma de mate completamente digital fue creada por el pintor Chris Evans en 1985 para El joven Sherlock Holmes para una escena que presentaba una animación de gráficos por computadora (CG) de un caballero saltando de una vidriera. Evans primero pintó la ventana con acrílicos y luego escaneó la pintura en el sistema Pixar de LucasFilm para su posterior manipulación digital. La animación por computadora se integró perfectamente con la máscara digital, algo que una pintura mate tradicional no habría podido lograr. ^{[ 3 ]}

A partir de 2020Actualmente, casi todas las máscaras modernas se realizan mediante edición de vídeo digital, y la técnica de composición conocida como clave de croma , una generalización electrónica de la pantalla azul, ahora es posible incluso en ordenadores domésticos.

A menudo, es deseable extraer dos o más máscaras de una sola imagen. Este proceso, denominado "matting" o "pulling a matte", se utiliza comúnmente para separar los elementos de primer plano y fondo de una imagen, que suelen ser fotogramas individuales de un archivo de vídeo. En el caso del vídeo, los métodos de matting pueden utilizar relaciones temporales como información adicional. Las técnicas de composición son una forma relativamente sencilla de extraer una máscara; por ejemplo, el primer plano de una escena con pantalla verde podría superponerse a una escena de fondo arbitraria. Intentar aplicar una máscara a una imagen que no utilice esta técnica es significativamente más difícil. Se han diseñado varios algoritmos para abordar este desafío. ^{[ 7 ]}

Idealmente, este algoritmo de segmentación separaría una secuencia de vídeo de entrada I _rgb ​​en tres secuencias de salida: una secuencia a todo color, solo de primer plano αF _rgb con un alfa pre-multiplicado ( composición alfa ), una secuencia de fondo a todo color B _rgb y una secuencia de un solo canal de cobertura parcial de los píxeles en la secuencia de primer plano. Este algoritmo ideal puede tomar cualquier vídeo arbitrario como entrada, incluyendo vídeos donde el primer plano y el fondo son dinámicos, hay múltiples profundidades en el fondo, existen superposiciones entre el fondo y el primer plano que comparten el mismo color y no tienen textura, y otras características diversas con las que dichos algoritmos tradicionalmente tienen cierta dificultad para lidiar. Desafortunadamente, lograr este algoritmo es imposible debido a la pérdida de información que ocurre al traducir una escena del mundo real a un vídeo bidimensional. ^{[ 7 ]} Smith y Blinn lo demostraron formalmente en 1996. ^{[ 8 ]}

El proceso de enmascaramiento también presenta otras limitaciones fundamentales. No permite reconstruir las partes del fondo que quedan ocultas por el primer plano, y cualquier aproximación será limitada. Además, el primer plano y el fondo de una imagen se influyen mutuamente 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 enmascaramientos de diferente origen, la ausencia o el exceso de sombras y otros detalles de luz pueden perjudicar el resultado final.

El proceso de enmascaramiento en sí mismo es un problema difícil de resolver. Se ha investigado desde la década de 1950, y sin embargo, su uso más popular —la producción cinematográfica— recurre al método de composición clásico pero limitado. Específicamente, utilizan una especie de modelo de color global. Esta técnica se basa en una suposición de color global; por ejemplo, que todo el fondo es verde. (Por cierto, esta es la razón por la que los meteorólogos a veces parecen llevar corbatas invisibles: el color de la corbata es similar al del fondo, lo que lleva al algoritmo a clasificar la corbata como parte del flujo de fondo). En teoría, se podría usar cualquier color, pero los más comunes son el verde y el azul. El enmascaramiento de luminancia (también llamado enmascaramiento de pantalla negra) es otra variación del modelo de color global. A diferencia del color, asume que el fondo es más oscuro que un valor definido por el usuario.

Otro enfoque consiste en utilizar un modelo de color local. Este modelo asume que el fondo es una imagen estática y previamente conocida, por lo que en este caso se proporciona la secuencia de fondo. Se puede generar una máscara simple comparando la secuencia de vídeo real con la secuencia de fondo conocida. Los requisitos de iluminación y ángulo de cámara son muy estrictos, a diferencia de los modelos de color globales, pero no hay restricciones en cuanto a los colores posibles en la secuencia de primer plano.

También existen herramientas de aprendizaje automático que pueden generar máscaras con la ayuda del 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 dicho conjunto hasta que el algoritmo proporciona el resultado deseado. Un ejemplo de esto es el uso de una máscara gruesa creada 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 basándose en la entrada del usuario, y este puede iterar a través de múltiples trimaps para obtener mejores resultados. Knockout, un complemento para Adobe Photoshop , es una implementación de este proceso.

Otro enfoque de enmascaramiento digital fue propuesto por McGuire et al. Este método utiliza dos sensores de imagen a lo largo del mismo eje óptico y emplea datos de ambos. (Existen diversas maneras de lograr esto, como el uso de 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 son idénticos en los píxeles de primer plano. Utilizando las diferencias entre los fondos de las dos imágenes, McGuire et al. logran extraer un enmascaramiento de primer plano de alta resolución de la escena. Este método aún conserva algunas de las limitaciones de las técnicas de composición —a saber, el fondo debe ser relativamente neutro y uniforme—, pero introduce varias ventajas, como resultados precisos a nivel de subpíxel, mejor compatibilidad con la iluminación natural y la posibilidad de que el primer plano tenga el color que una técnica de composición identificaría como parte del enmascaramiento de fondo. Sin embargo, esto significa que es imposible enmascarar intencionalmente algo en primer plano recubriéndolo con el mismo color que el fondo. ^{[ 9 ]}

Un tercer enfoque para el enmascaramiento digital consiste en utilizar tres secuencias 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 utiliza información sobre qué parte de la imagen está enfocada en cada secuencia de vídeo para generar su máscara de primer plano. Con esta técnica, tanto el primer plano como el fondo pueden tener contenido dinámico, y no existen restricciones en cuanto a los colores o la complejidad del fondo. ^{[ 10 ]}

Todos estos enfoques comparten una debilidad notable: no pueden aceptar vídeos arbitrarios como entrada. En vídeo, a diferencia del cine, la técnica de croma 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 las máscaras en el cine es crear un efecto de pantalla ancha . En este proceso, la parte superior e inferior de un fotograma estándar se enmascaran con barras negras, es decir, la copia de la película tiene un borde grueso . Luego, el fotograma dentro del fotograma completo se amplía para llenar la pantalla cuando se proyecta en un cine.

Así, en el formato panorámico enmascarado, se crea una imagen con una relación de aspecto de 1,85:1 utilizando un fotograma estándar de 1,37:1 y recortando la parte superior e inferior. Si la imagen se recorta durante el proceso de filmación, se denomina recorte duro debido a sus bordes definidos. Por el contrario, si el fotograma completo se llena durante la filmación y el proyeccionista se encarga de recortar la parte superior e inferior en la sala de cine, se denomina recorte suave , ya que la placa de apertura no se encuentra en el plano focal y produce un borde difuminado.

En vídeo, se suele utilizar un efecto similar para presentar películas panorámicas en una pantalla de televisión convencional de 1,33:1. En este caso, el proceso se denomina letterboxing . Sin embargo, en el letterboxing, la parte superior e inferior de la imagen no se recortan. La imagen se desplaza hacia atrás en la pantalla, haciéndola más pequeña, por así decirlo, de modo que, en una película panorámica, el espectador puede ver, a la izquierda y a la derecha de la imagen, lo que normalmente se omitiría si la película se mostrara a pantalla completa en televisión, logrando una especie de efecto panorámico en una pantalla de televisión cuadrada . En el letterboxing, la parte superior de la imagen está ligeramente más baja de lo habitual, la inferior más alta y la parte no utilizada de la pantalla se cubre con barras negras. Para las transferencias de vídeo, transferir una película con filtro de mate suave a un formato de vídeo doméstico con el fotograma completo expuesto, eliminando así los filtros superior e inferior, se denomina transferencia de mate abierto . En cambio, la transferencia de una película con "mate duro" a un formato de vídeo doméstico con los mates cinematográficos intactos se denomina "transferencia de mate cerrado".

Una máscara de recorte, a menudo dibujada a mano y realizada rápidamente, se utiliza para excluir partes de una imagen que otro proceso, como la pantalla azul , no eliminaría. Su nombre proviene del hecho de que la máscara elimina elementos innecesarios de la imagen generada proceduralmente. Estos elementos innecesarios pueden incluir la estructura que sostiene a un modelo o la rejilla de iluminación sobre el borde superior de la pantalla azul.

Las máscaras que hacen lo contrario, forzando la inclusión de partes de la imagen que de otro modo podrían haber sido eliminadas por el keyer, como el exceso de azul que se refleja en un modelo brillante ("derrame azul"), a menudo se denominan "máscaras de exclusión" y se pueden crear con la misma herramienta.

• Composición alfa
• Formato anamórfico
• Paquete doble
• Croma (vídeo)
• Composición
• Miniatura colgante
• Efecto en la cámara
• Acción real
• Impresora óptica
• Proyección trasera
• Proceso de Schüfftan
• Efecto especial
• Pantalla panorámica

• Cotta Vaz, Mark ; Barron, Craig (2004). El arte invisible: Las leyendas de la pintura mate cinematográfica (Primera  edición en rústica). San Francisco , California : Chronicle Books. ISBN 0-8118-4515-XOCLC 56553257​​ 
• Peter Ellenshaw ; Ellenshaw bajo cristal: camino al escenario para Disney
• Richard Rickitt: Efectos especiales: Historia y técnica. Billboard Books; 2.ª edición, 2007; ISBN 0-8230-8408-6(El capítulo 5 trata sobre la historia y las técnicas de la pintura mate cinematográfica).