Compositing

Compositing (englisch für Zusammensetzung, Mischung) ist ein Begriff aus der Video- und Filmtechnik und findet in der Postproduktion eines Filmes als visueller Effekt Anwendung. Im Compositing werden zwei oder mehr voneinander getrennt aufgenommene oder erstellte Elemente zu einem Bild zusammengeführt. In der Computergrafik versteht man unter Compositing das Zusammenfügen mehrerer hintereinanderliegender Schichten eines Volumens.

Das Compositing ist der Prozess des Zusammenführens mehrerer Bildelemente zu einem stimmigen Gesamtbild.

Film

Das Endergebnis ist ein visueller Effekt. Visuelle Effekte beschreiben alle Effekte, die nicht durch herkömmliche fotografische Mittel erzielt werden können. Der andere Teilbereich sind die Practical Effects (Spezialeffekte: Explosionen, etc.). Die Eingliederung wird überall anders vorgenommen. Beispiele für Compositing ist das Zusammenfügen von Bildern (Footages) durch Bluescreen / Greenscreen und Mehrfachbelichtung, wie im Kinofilm Metropolis.

Vor dem Aufkommen der digitalen Bildbearbeitung wurde dies unter anderem durch die Verwendung mehrerer Projektoren erreicht: Die verschiedenen Aufnahmen wurden auf eine Leinwand projiziert und dort von einer Kamera aufgenommen. So konnte man zum Beispiel eine Figur in einem Film erscheinen lassen, indem man die Aufnahme dieser Figur in einen bestehenden Film hineinkopierte. Unter diesen mechanischen Verfahren litt allerdings auch die Bildqualität, weshalb es meist nur kurzfristig angewandt und nicht beliebig oft wiederholt werden konnte.

Verfeinerungen dieser Technik wurden im großen Umfang erstmals im Film Blade Runner aus dem Jahr 1982 angewandt, in dem zahlreiche Einstellungen von Miniaturmodellen, Matte-Hintergrund, Regen- und Realfilm-Aufnahmen kombiniert wurden.

Mit dem Film Indiana Jones und der letzte Kreuzzug (1989) wurde diese Technik zum ersten Mal im Computer erzeugt. Dazu wurde das Filmmaterial digitalisiert, durch eine Bildbearbeitungssoftware zusammengefügt und danach wieder auf Filmmaterial übertragen.

Ab Mitte der 1990er wurde Compositing auch eingesetzt, um digital erzeugte Figuren in Realfilm-Aufnahmen einzufügen (Bsp.: Jurassic Park (1993), Godzilla (1997)).

Die wohl bekannteste Firma in diesem Bereich ist Industrial Light & Magic von George Lucas, die unter anderem die Trickeffekte für Star Wars, Jurassic Park, Abyss – Abgrund des Todes, Terminator, Star Trek und Indiana Jones gemacht hat.

Wichtige Grundbegriffe sind: Keying (mit Garbage-Masken), Rendering, 2D-Grafik, 3D-Grafik, Plate, Clean Plate, Matte Painting, Rotoskopie, Filtereffekte wie Blur, Glow, Edges, Defocus etc.

Programme

Für die Anwendung des Compositings im professionellen Bereich existieren spezialisierte Programmlösungen wie zum Beispiel:

• After Effects
• Autodesk
  • Inferno
  • Flame
  • Flint
  • Combustion
  • Toxik
• Avid DS
• Eyeon Fusion
• IQ, EQ
• Nuke
• Shake

sowie die quelloffenen Programme:

• Jahshaka
• Blender
• CinePaint
• Liconcomp

Das quelloffene Videoschnittprogramm Cinelerra für GNU/Linux besitzt ebenfalls Werkzeuge zum Compositing. Heute haben alle professionellen nichtlinearen Schnittprogramme (wie Avid, Media 100 oder Final Cut Pro) Compositingmöglichkeiten.

Wichtiger Bestandteil von Compositing-Programmen sind Erweiterungsmodule, welche die Funktionalität vergrößern. Dazu gehören unter anderem:

• Boris/FX
• Sapphire
• Krokodove
• Monster
• Frischluft
• REVision
• Furnace

Volumengrafik

Front to back compositing: Die Farben werden aus Sicht des Betrachters in Abhängigkeit von der Transparenz schichtweise miteinander verrechnet.

In der direkten Volumenvisualisierung findet das Compositing Anwendung um mehrere hintereinanderliegende Schichten eines Volumens zu einem 2D-Bild zusammenzufügen. Das gesamte Volumen kann man sich dabei als eine Vielzahl von Volumenzellen (Voxel) vorstellen, welche eine Transparenz haben und Licht einer bestimmten Farbe abstrahlen. Die Farb- und Transparenzwerte müssen entlang eines „Sichtstrahls“ miteinander verrechnet werden. Die dafür angewendeten Verfahren liefern unterschiedliche Ergebnisse^[1]:

• Average^[2]: Es wird einfach der Durchschnitt der Farbe über alle Voxel gebildet, durch die der Sichtstrahl verläuft. Das Ergebnis ähnelt einem Röntgenbild.
• Front to back^[1][3]: Die Voxel werden vom Betrachter aus zum Hintergrund hin durchlaufen. Dabei wird die bisherige Transparenz entlang dieser Strecke immer mit der Transparenz des aktuellen Voxels multipliziert. Die Farbe des Voxels fließt dann abhängig von der Transparenz in die Gesamtfarbe ein. Da die Transparenz im Intervall [0,1] liegt wird diese immer kleiner. Die Farbe weiter hinten liegender Voxel geht entsprechend kaum noch in die Gesamtfarbe ein, so dass der Algorithmus bei Unterschreitung eines bestimmten Schwellenwertes abgebrochen werden kann. Dadurch wird die Geschwindigkeit des Renderings deutlich erhöht.^[3]
• Back to front^[1][3]: Die Voxel werden vom Hintergrund zum Betrachter durchlaufen. Der für die vorherigen Voxel berechnete Farbwert muss jeweils mit der Transparenz und der Farbe des aktuellen Voxels verrechnet werden.

Außerdem kann bei allen Verfahren ein Binärbaum verwendet werden, der den Sichtstrahl in mehrere Segmente aufteilt. Diese können parallel gerechnet und später wieder zusammengefügt werden um einen weiteren Geschwindigkeitsgewinn zu erzielen.^[4]

Literatur

• Ron Brinkmann: The Art and Science of Digital Compositing. Morgan Kaufmann. ISBN 0121339602 (englisch)
• Steve Wright: Digital Compositing for Film and Video. Focal Press. ISBN 0240804554 (englisch)
• Patricia D. Netzley: Encyclopedia of Movie Special Effects. Oryx Press, Phoenix, Arizona 2000 ISBN 0-816-044929 (englisch, S. 47)
• Thomas Mulack, Rolf Giesen: Special Visual Effects. Bleicher Verlag, Gerlingen ISBN 3-88350-911-6

Weblinks

• fxguide (englisch)
• Effects Corner – Podcast von Scott Squires (englisch)

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c} Michael Bender und Manfred Brill: Computergrafik. Ein anwendungsorientiertes Lehrbuch. 2 Auflage. Hanser, München 2006, ISBN 3446404341.
2. ↑ Stefan Gumhold: Wissenschaftliche Visualisierung. Volumenvisualisierung II. 2009 (Vorlesungsfolien).
3. ↑ ^{a b c} Stefan Wesarg: Medical Visualization. 18.05, abgerufen am 6.09. 
4. ↑ Charles D. Hansen und Chris R. Johnson: The Visualization Handbook. Elsevier, Burlington 2005, ISBN 012387582X.