Quelltext der Seite Compositing

[[Datei:Compositing – Exchanging the Background Using a Mask.webm|mini|thumbtime=18|Austausch eines Hintergrunds mit einer Compositing-Software]]
'''Compositing''' ({{enS}} für ''Zusammensetzung'', ''Mischung'') ist ein Begriff aus der [[Videotechnik|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 [[Volumen (Computergrafik)|Volumens]].

Das Compositing ist der Prozess des Zusammenführens mehrerer Bildelemente zu einem stimmigen Gesamtbild. Die wichtigsten Techniken sind das Freistellen (durch [[Keying]] oder [[Rotoskopie]]), das photorealistische Integrieren von freigestelltem [[Footage]], [[Bildsynthese|gerenderten Bildern]] oder [[Matte Painting]]s sowie das zeitliche Verändern von Footage (Retiming).

Die entsprechende Berufsbezeichnung ist der ''Compositing Artist''.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.berufslexikon.at/beruf3338-Compositing-Artist |titel=Compositing Artist |abruf=2017-02-14}}</ref>

== Geschichte ==
In den 1930er-Jahren wurden die ersten visuellen Effekte mit Hilfe eines Optischen Printers (''optical printer'') und einer ''travelling matte'' realisiert. Ein ''optical printer'' wurde zum Kopieren von Filmmaterial verwendet: Er besteht aus einem oder mehreren Projektoren, welche dann den Film auf eine kleine integrierte Projektionsfläche projizieren und einer Kamera, die diese abfilmt.<ref>{{Internetquelle |url=http://filmlexikon.uni-kiel.de/index.php?action=lexikon&tag=det&id=4430 |titel=optische Bank - Lexikon der Filmbegriffe |abruf=2017-03-25}}</ref> Mithilfe einer ''travelling matte'' (dt.: bewegte Maske) wurden zunächst Teile dieser Projektion abgeschattet, was unbelichtete Stellen im Filmmaterial hinterließ. In einem zweiten Durchlauf konnte mit der inversen Maske ein zweites Filmmaterial an den abgeschatteten Stellen eingefügt werden, ohne die zuvor belichteten Stellen doppelt zu belichten. Unter diesen mechanischen Verfahren litt allerdings auch die Bildqualität, weshalb es meist nur kurzfristig angewandt und nicht beliebig oft wiederholt werden konnte.

1940 erweiterte [[Lawrence W. Butler|Lawrence Butler]] diese Technik und erfand eine Möglichkeit, ''travelling mattes'' bewegter Objekte photochemisch zu erzeugen. Für diese Erfindung der [[Bluescreen-Technik]] wurde er mit einem [[Oscar]] ausgezeichnet. Bis in die 1990er-Jahre war diese Compositing-Technik die einzige Möglichkeit, effizient bewegte Objekte freizustellen und zusammenzusetzen.<ref>{{Literatur |Autor=Jeffrey A. Okun |Titel=The VES handbook of visual effects |Seiten=551}}</ref>

Verfeinerungen dieser Technik wurden in großem Umfang erstmals im Film ''[[Blade Runner]]'' aus dem Jahr 1982 angewandt, in dem zahlreiche Einstellungen von Miniaturmodellen, [[Matte Painting]]s, 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 [[Grafiksoftware|Bildbearbeitungssoftware]] zusammengefügt und danach wieder auf Filmmaterial übertragen.

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

Eine bekannte Firma in diesem Bereich ist [[Industrial Light & Magic]] von [[George Lucas]], die unter anderem die visuellen Effekte für ''[[Star Wars]], [[Jurassic Park]], [[Abyss – Abgrund des Todes]], [[Terminator (Film)|Terminator]], [[Star Trek]]'' und ''[[Indiana Jones]]'' gemacht hat.

== Techniken ==

=== Freistellen ===
Das [[Freistellung (Bild)|Freistellen]] von Elementen ist einer der wichtigsten Teilbereiche des Compositings. Freigestellte Bilder und Filmsequenzen können einzeln bearbeitet, verändert und neu kombiniert werden. Die dabei hauptsächlich eingesetzten Techniken sind [[Keying]] und [[Rotoskopie]]. Ziel ist das Erstellen einer exakt zum Bild passenden [[Alphakanal|Alphamaske]]. Besondere Schwierigkeiten treten beim Freistellen von halbtransparenten Objekten, Unschärfe und Haaren auf.

=== Photorealistische Integration ===
Ein häufiges Ziel ist es, neue Elemente in bestehendes Bildmaterial ([[Footage]]) einzufügen. Zu diesen Elementen gehören freigestellte Bilder, [[Matte Painting]]s, oder [[Bildsynthese|gerenderte Elemente]]. Ziel ist es dabei, einen realistischen Look zu erzeugen und die eingefügten Elemente so aussehen zu lassen, als wären sie durch die [[Kamera]] gefilmt. Wichtige Aspekte bei der Integration sind die korrekte [[Perspektive]] und (bei bewegter Kamera) [[Parallaxe]], Farb- und Helligkeitsanpassung an das Footage, sowie korrekte [[Unschärfe]] (''defocus'') und [[Bewegungsunschärfe]] (''motion blur''). Auch das Erzeugen von Kameraeigenheiten wie [[Korn (Foto)|Grain]] oder Bildfehlern wie [[Chromatische Aberration]], [[Verzeichnung]] oder [[Randlichtabfall]] sorgt für eine optimale Integration, wenn es an das originale Footage angepasst wird.

== Software ==
Compositing-[[Software]] lässt sich im Groben in Bezug auf ihre [[Grafische Benutzeroberfläche|Benutzeroberfläche]] in zwei Kategorien einordnen: Node-basierte Compositing-Software und layerbasierte Compositing-Software.<ref>{{Literatur |Autor=Steve Wright |Titel=Compositing Visual Effects }}</ref>

Zu Compositing-Programmen gehören beispielsweise:
* [[After Effects]]
* [[Autodesk]]
** Inferno
** Flame
** Flint
** Combustion
** Toxik
* Avid DS
* Blackmagic Fusion
* Hitfilm
* IQ, EQ
* [[Nuke (Software)|Nuke]]
* [[Shake (Software)|Shake]]

sowie die [[Open Source|quelloffenen]] Programme:
* [[Jahshaka]]
* [[Blender (Software)|Blender]]
* [[CinePaint]]
* [[Kdenlive]]
* [[OpenShot]]
* Liconcomp
* Natron

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 [[Plug-in|Erweiterungsmodule]], welche die Funktionalität vergrößern. Dazu gehören unter anderem:
* Boris/FX
* Sapphire
* Krokodove
* Monster
* Frischluft
* REVision
* Furnace

{{Siehe auch|Composition-Manager}}

== Volumengrafik ==
[[Datei:Compositing Front To Back.svg|mini|hochkant|''Front to back compositing'': Die Farben werden aus Sicht des Betrachters in Abhängigkeit von der Transparenz schichtweise miteinander verrechnet.]]

In der direkten [[Volumengrafik|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 (Computergrafik)|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:<ref name="computergrafik">{{Literatur |Autor=Michael Bender und Manfred Brill |Titel=Computergrafik |TitelErg=Ein anwendungsorientiertes Lehrbuch |Auflage=2. |Verlag=Hanser |Ort=München |Datum=2006 |ISBN=3-446-40434-1}}</ref>
* ''Average'':<ref>{{Literatur |Autor=Stefan Gumhold |Titel=Wissenschaftliche Visualisierung |TitelErg=Volumenvisualisierung II |Datum=2009 |Kommentar=Vorlesungsfolien}}</ref> Es wird einfach der Durchschnitt der Farbe über alle Voxel gebildet, durch die der Sichtstrahl verläuft. Das Ergebnis ähnelt einem Röntgenbild.
* ''Front to back'':<ref name="computergrafik" /><ref name="medical_visualization">{{Internetquelle |autor=Stefan Wesarg |url=http://www.gris.informatik.tu-darmstadt.de/teaching/courses/ss09/medvis/slides/MedVis_05_DVR_2.pdf |titel=Medical Visualization |datum=2009-05-18 |format=PDF; 2,4&nbsp;MB |offline=1 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20100613143352/http://www.gris.informatik.tu-darmstadt.de/teaching/courses/ss09/medvis/slides/MedVis_05_DVR_2.pdf |archiv-datum=2010-06-13 |abruf=2024-02-14}}</ref> 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 <math>[0, 1]</math> 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 [[Schwellenwert]]es abgebrochen werden kann. Dadurch wird die Geschwindigkeit des Renderings deutlich erhöht.<ref name="medical_visualization" />
* ''Back to front''<ref name="computergrafik" /><ref name="medical_visualization" />: 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.<ref>{{Literatur |Autor=Charles D. Hansen und Chris R. Johnson |Titel=The Visualization Handbook |Verlag=Elsevier |Ort=Burlington |Datum=2005 |ISBN=0-12-387582-X}}</ref>

== Literatur ==
* Ron Brinkmann: ''The Art and Science of Digital Compositing''. Morgan Kaufmann. ISBN 0-12-133960-2 (englisch)
* Steve Wright: ''Digital Compositing for Film and Video''. Focal Press. ISBN 0-240-80455-4 (englisch)
* Patricia D. Netzley: ''Encyclopedia of Movie Special Effects''. Oryx Press, Phoenix, Arizona 2000, ISBN 0-8160-4492-9 (englisch, S. 47)
* Thomas Mulack, Rolf Giesen: ''Special Visual Effects''. Bleicher Verlag, Gerlingen ISBN 3-88350-911-6

== Weblinks ==
{{Wiktionary|compositing}}
* [http://www.fxguide.com/ fxguide] (englisch)
* [http://effectscorner.blogspot.com/ Effects Corner] – Podcast von [http://www.imdb.com/name/nm0820140/?fr=c2l0ZT1kZnx0dD0xfGZiPXV8cG49MHxrdz0xfHE9c2NvdHQgc3F1aXJlc3xmdD0xfG14PTIwfGxtPTUwMHxjbz0xfGh0bWw9MXxubT0x;fc=1;ft=21 Scott Squires] (englisch)

== Belege ==
<references />

[[Kategorie:Bildsynthese]]
[[Kategorie:Postproduktion]]
[[Kategorie:Videotechnik]]
[[Kategorie:Filmtechnik]]
[[Kategorie:Wikipedia:Artikel mit Video]]