実写合成(VFX)テクニック・色合わせの3つのチェックポイント
- 2014/06/09
私はかつて、実写合成(VFX)における色合わせ(Color matching)という作業を「見た目」や「勘」に頼って行っていました。そして自分のPCモニターで見て「いい感じ」であれば満足していました。しかし、それは大きな間違いでした。このやり方は不正確な上に、効率も悪い方法だったのです。
この記事ではコンポジットの初心者が間違いから抜け出せるように、色合わせの基本的な3つのチェックポイントを紹介したいと思います。説明には主にPhotoshopを使用しますが、その他のソフトでも基本的な考え方は同じです。この3つのポイントを知っておけば、きっと効率良くクオリティーの高い実写合成ができるようになると思います！
色合わせの1つ目のチェックポイントは、輝度(ルミナンス, Luminance)レベルをマッチさせることです。下の合成画像を見て下さい。あなたが画像処理の専門家でなくても、「これは合成写真に違いない」と思うはずです。
ぱっと見ただけで、瞬間的に違和感を持ったのではないでしょうか？この違和感の一番の理由は、輝度レベルがマッチしていないからです。どういう意味か、白黒画像に加工すると分かりやすくなります。
「背景の黒」に比べて「人物の黒」は浮き上がったグレーです。また、「背景の白」に比べて「人物の白」は沈んだグレーです。色合わせで最も大事なのは、このような輝度レベルのズレをなくす処理です。具体的にはどうすれば良いでしょうか？ Photoshopでは[レベル補正]がおすすめです。前景をカラコレするために、[レベル補正]の調整レイヤーを作成してクリッピングマスクを適用します。
まずは暗部をマッチさせましょう。必要に応じて[黒入力レベル]か[黒出力レベル]のいずれか一方を調整してください。
次にハイライト部分をマッチさせましょう。必要に応じて[白入力レベル]か[白出力レベル]のいずれか一方を調整してください。
最後に、もし必要であれば中間調を調整しましょう。[ガンマ]を左か右に適宜ドラッグしてください。
輝度レベルが重要だと言うのには理由があります。ヒトの目は明るさに極めて敏感に反応します。それに比べて色彩にはずっと鈍感です。これは私たちの遠い祖先、原始的な哺乳類が夜行性だったためです。このようなヒトの目の特性から、私たちは輝度レベルが合っていない合成画像には一瞬で違和感を持つのです。アートやデザインの分野でも「色の要素の中で明るさが最も重要」だとよく言われます。コンポジットも同じです。「白黒画像にして確認することが重要だ」というアーティストがよくいますが、その主張は理にかなっています。
ただし、画像を白黒にしてチェックする際は「輝度」を表示しなければならない点に注意してください。「彩度を-100にして白黒にする」という手法は適切ではない場合があります(1)。専門的な言い方になりますが、RGB色空間をYUV色空間に変換して「Y」の値を抽出するという処理を行う必要があるのです。
Photoshopで輝度をもとに白黒にする方法はいくつかありますが、そのひとつを紹介します。[チャンネルミキサー]の調整レイヤーをつくり、「モノクロ」にチェックを入れてレッド:30%, グリーン:60%, ブルー:10%としてください。この数値はRGB色空間からYUV色空間に変換する「Y = 0.299 × R + 0.587 × G + 0.114 × B」という式に基づいています（2）。
ちなみにAfter Effectsで白黒にする場合もいくつか方法がありますが、新規調整レイヤーを作成して[色合い]エフェクトを適用するのが簡単です(3)。Nukeの場合はビューワーに[Luminance]を表示する機能があり、キーボードショートカットYで白黒で表示されます。
以上で1つ目のポイントは終わりです。2つ目のポイントに行きましょう！
2つ目のポイントは、RGB値を個別にチェックしてマッチさせることです。下の合成画像を見てください。輝度レベルを合わせたので、「そこそこ」うまく合成できています。
しかし、まだ違和感があるという人も多いでしょう。違和感の正体は、RGBチャンネルを個別にチェックすれば分かります。今度は、RGBチャンネルを白黒画像で表示してチェックしましょう。
こうして見るとBチャンネルに改善の余地がありそうです。青空を除けば、この背景のBチャンネルは他のチャンネルに比べて暗い傾向があります。にも関わらず、Bの人物はGよりも明るく、背景から少し「浮いて」見えます。人物からブルーを少し抜いてやるべきでしょう。
ではRGB値をマッチさせましょう。PhotoshopではRGB値の調整も[レベル補正]で可能です。チャンネルをRGBから個別のチャンネルに切り替えて、値を調整してください。やり方は先ほどと同じです。
このようにRGB値を調整するときは、[情報]パネルをぜひ利用してください。背景の黒っぽいピクセル、白っぽいピクセルのRGB値をチェックして、どのようなRGB値を目指すべきか把握しましょう。
さて、最終的には人物の赤を少し上げて、青を少し下げてみました。どうでしょうか？
ずいぶん違和感がなくなったのではないでしょうか。より複雑な処理を行えばもっと馴染みをよく出来ますが、今回はこれで完成ということにします。
RGBチャンネルを白黒画像で確認する方法ですが、Photoshopでは[チャンネル]パネルで確認できます。また、After Effectsではビューワーの機能として用意されており、キーボードショートカットはAlt+1, Alt+2, Alt+3です。Nukeの場合はキーボードショートカットはR, G, Bです。これらの便利な機能をぜひ活用してください。
では、次で最後になりますが、3つ目のポイントに行きましょう！
3つ目のチェックポイントは、画面全体を明るくしたり暗くしたりして見るということです。これは海外ではしばしばガンマスラミング(Gamma slamming)と呼ばれるテクニックで、輝度レベルやRGB値が「本当に」合っているかを確認できます。つまり、1つ目や2つ目のポイントを助ける方法です。
分かりやすいように、最初の合成画像に対してガンマスラミングを行ってみましょう。Photoshopでガンマスラミングを行う場合は、一番上に「レベル補正」の調整レイヤーを作成します。そして、まずはガンマ値を2～3くらいまで上げ、画像を明るくしてください。
明るくしてチェックすると、人物だけがのっぺりと明るくなりました。こうして見ると、黒レベルが背景と前景でマッチしていない様子がよりハッキリと分かります。
今度はガンマ値を0.2～0.3くらいまで下げ、画像を暗くしましょう。
暗くしてみると、やはり人物だけがのっぺりとして見えます。背景と人物で彩度もまったく合っていません。この合成画像には問題があるという事実がよりハッキリと分かります。
ガンマスラミングが必要なのは、モニターによって明るさ（ガンマ値）が違うからです。自分のモニターで良い結果に見えても、コンポジターは決して安心してはいけません。他の明るいモニターや暗いモニターに映すと、気づきにくかったミスが発覚することがあります。そうならないように、ガンマスラミングを行って厳密なカラーマッチを目指すのです。
マーク・クリスティアンセン氏は著書『After Effects CS4 スタジオテクニック プロが教える効果的なビジュアルエフェクトとコンポジット』の中で、ガンマスラミングについて「私がこれまで仕事をしたすべての大規模なエフェクトスタジオでは、最終仕上げに入る前にこの方法でフッテージを確認しています」と述べています(4)。また、コンポジットのトレーナーとして有名なスティーブ・ライト氏も著書『Compositing Visual Effects: Essentials for the Aspiring Artist』において、"Gａmma Slamming should be done on every composite you do."と強くガンマスラミングを推奨しています(5)。ガンマスラミングを行うと、カラーマッチ以外の気づきにくい失敗（たとえばグレインやマスクの間違いなど）も事前に発見できます。ガンマスラミングはコンポジットの耐久試験なのです。
After Effetsの場合では、Photoshopと同様の方法もできますし、ビューワーの露出コントロールを使うこともできます。これらは異なる効果を得られます。Nukeの場合は、ビューワーの露出とガンマのコントロールを使うことができます。これらの機能もぜひ活用してください。
今回は私なりに3つのチェックポイントとして整理して、実写合成の色合わせを説明してみました。お分かりかと思いますが、この3つは並列ではなく、互いに密接に絡み合っています。さて、ポイントを振り返りましょう！
◆1つ目のポイントは、輝度レベルを合わせること。ヒトの目は明るさに非常に敏感である。白黒画像にして輝度をチェックすると良い。
◆2つ目のポイントはRGB値を合わせること。チャンネルごとに白黒画像でチェックしたり、RGBの数値を見ることが重要。
◆3つ目のポイントはガンマスラミングを行うこと。輝度レベルやRGB値のミスマッチだけでなく、いろいろなミスを見つけることができる。コンポジットの耐久試験。
初心者の方は、まずは3つとも必ず実行するクセをつけてみてください。きっとワンランク上のクオリティーが出せるようになります！
この記事ではコンポジットの初心者が間違いから抜け出せるように、色合わせの基本的な3つのチェックポイントを紹介したいと思います。説明には主にPhotoshopを使用しますが、その他のソフトでも基本的な考え方は同じです。この3つのポイントを知っておけば、きっと効率良くクオリティーの高い実写合成ができるようになると思います！
1. 輝度レベルをマッチさせる
色合わせの1つ目のチェックポイントは、輝度(ルミナンス, Luminance)レベルをマッチさせることです。下の合成画像を見て下さい。あなたが画像処理の専門家でなくても、「これは合成写真に違いない」と思うはずです。
ぱっと見ただけで、瞬間的に違和感を持ったのではないでしょうか？この違和感の一番の理由は、輝度レベルがマッチしていないからです。どういう意味か、白黒画像に加工すると分かりやすくなります。
「背景の黒」に比べて「人物の黒」は浮き上がったグレーです。また、「背景の白」に比べて「人物の白」は沈んだグレーです。色合わせで最も大事なのは、このような輝度レベルのズレをなくす処理です。具体的にはどうすれば良いでしょうか？ Photoshopでは[レベル補正]がおすすめです。前景をカラコレするために、[レベル補正]の調整レイヤーを作成してクリッピングマスクを適用します。
まずは暗部をマッチさせましょう。必要に応じて[黒入力レベル]か[黒出力レベル]のいずれか一方を調整してください。
次にハイライト部分をマッチさせましょう。必要に応じて[白入力レベル]か[白出力レベル]のいずれか一方を調整してください。
最後に、もし必要であれば中間調を調整しましょう。[ガンマ]を左か右に適宜ドラッグしてください。
輝度レベルが重要だと言うのには理由があります。ヒトの目は明るさに極めて敏感に反応します。それに比べて色彩にはずっと鈍感です。これは私たちの遠い祖先、原始的な哺乳類が夜行性だったためです。このようなヒトの目の特性から、私たちは輝度レベルが合っていない合成画像には一瞬で違和感を持つのです。アートやデザインの分野でも「色の要素の中で明るさが最も重要」だとよく言われます。コンポジットも同じです。「白黒画像にして確認することが重要だ」というアーティストがよくいますが、その主張は理にかなっています。
ただし、画像を白黒にしてチェックする際は「輝度」を表示しなければならない点に注意してください。「彩度を-100にして白黒にする」という手法は適切ではない場合があります(1)。専門的な言い方になりますが、RGB色空間をYUV色空間に変換して「Y」の値を抽出するという処理を行う必要があるのです。
Photoshopで輝度をもとに白黒にする方法はいくつかありますが、そのひとつを紹介します。[チャンネルミキサー]の調整レイヤーをつくり、「モノクロ」にチェックを入れてレッド:30%, グリーン:60%, ブルー:10%としてください。この数値はRGB色空間からYUV色空間に変換する「Y = 0.299 × R + 0.587 × G + 0.114 × B」という式に基づいています（2）。
ちなみにAfter Effectsで白黒にする場合もいくつか方法がありますが、新規調整レイヤーを作成して[色合い]エフェクトを適用するのが簡単です(3)。Nukeの場合はビューワーに[Luminance]を表示する機能があり、キーボードショートカットYで白黒で表示されます。
以上で1つ目のポイントは終わりです。2つ目のポイントに行きましょう！
2. RGB値を個別にチェックしてマッチさせる
2つ目のポイントは、RGB値を個別にチェックしてマッチさせることです。下の合成画像を見てください。輝度レベルを合わせたので、「そこそこ」うまく合成できています。
しかし、まだ違和感があるという人も多いでしょう。違和感の正体は、RGBチャンネルを個別にチェックすれば分かります。今度は、RGBチャンネルを白黒画像で表示してチェックしましょう。
こうして見るとBチャンネルに改善の余地がありそうです。青空を除けば、この背景のBチャンネルは他のチャンネルに比べて暗い傾向があります。にも関わらず、Bの人物はGよりも明るく、背景から少し「浮いて」見えます。人物からブルーを少し抜いてやるべきでしょう。
ではRGB値をマッチさせましょう。PhotoshopではRGB値の調整も[レベル補正]で可能です。チャンネルをRGBから個別のチャンネルに切り替えて、値を調整してください。やり方は先ほどと同じです。
このようにRGB値を調整するときは、[情報]パネルをぜひ利用してください。背景の黒っぽいピクセル、白っぽいピクセルのRGB値をチェックして、どのようなRGB値を目指すべきか把握しましょう。
さて、最終的には人物の赤を少し上げて、青を少し下げてみました。どうでしょうか？
ずいぶん違和感がなくなったのではないでしょうか。より複雑な処理を行えばもっと馴染みをよく出来ますが、今回はこれで完成ということにします。
RGBチャンネルを白黒画像で確認する方法ですが、Photoshopでは[チャンネル]パネルで確認できます。また、After Effectsではビューワーの機能として用意されており、キーボードショートカットはAlt+1, Alt+2, Alt+3です。Nukeの場合はキーボードショートカットはR, G, Bです。これらの便利な機能をぜひ活用してください。
では、次で最後になりますが、3つ目のポイントに行きましょう！
3. ガンマスラミングを行う
3つ目のチェックポイントは、画面全体を明るくしたり暗くしたりして見るということです。これは海外ではしばしばガンマスラミング(Gamma slamming)と呼ばれるテクニックで、輝度レベルやRGB値が「本当に」合っているかを確認できます。つまり、1つ目や2つ目のポイントを助ける方法です。
分かりやすいように、最初の合成画像に対してガンマスラミングを行ってみましょう。Photoshopでガンマスラミングを行う場合は、一番上に「レベル補正」の調整レイヤーを作成します。そして、まずはガンマ値を2～3くらいまで上げ、画像を明るくしてください。
明るくしてチェックすると、人物だけがのっぺりと明るくなりました。こうして見ると、黒レベルが背景と前景でマッチしていない様子がよりハッキリと分かります。
今度はガンマ値を0.2～0.3くらいまで下げ、画像を暗くしましょう。
暗くしてみると、やはり人物だけがのっぺりとして見えます。背景と人物で彩度もまったく合っていません。この合成画像には問題があるという事実がよりハッキリと分かります。
ガンマスラミングが必要なのは、モニターによって明るさ（ガンマ値）が違うからです。自分のモニターで良い結果に見えても、コンポジターは決して安心してはいけません。他の明るいモニターや暗いモニターに映すと、気づきにくかったミスが発覚することがあります。そうならないように、ガンマスラミングを行って厳密なカラーマッチを目指すのです。
マーク・クリスティアンセン氏は著書『After Effects CS4 スタジオテクニック プロが教える効果的なビジュアルエフェクトとコンポジット』の中で、ガンマスラミングについて「私がこれまで仕事をしたすべての大規模なエフェクトスタジオでは、最終仕上げに入る前にこの方法でフッテージを確認しています」と述べています(4)。また、コンポジットのトレーナーとして有名なスティーブ・ライト氏も著書『Compositing Visual Effects: Essentials for the Aspiring Artist』において、"Gａmma Slamming should be done on every composite you do."と強くガンマスラミングを推奨しています(5)。ガンマスラミングを行うと、カラーマッチ以外の気づきにくい失敗（たとえばグレインやマスクの間違いなど）も事前に発見できます。ガンマスラミングはコンポジットの耐久試験なのです。
After Effetsの場合では、Photoshopと同様の方法もできますし、ビューワーの露出コントロールを使うこともできます。これらは異なる効果を得られます。Nukeの場合は、ビューワーの露出とガンマのコントロールを使うことができます。これらの機能もぜひ活用してください。
まとめ
今回は私なりに3つのチェックポイントとして整理して、実写合成の色合わせを説明してみました。お分かりかと思いますが、この3つは並列ではなく、互いに密接に絡み合っています。さて、ポイントを振り返りましょう！
◆1つ目のポイントは、輝度レベルを合わせること。ヒトの目は明るさに非常に敏感である。白黒画像にして輝度をチェックすると良い。
◆2つ目のポイントはRGB値を合わせること。チャンネルごとに白黒画像でチェックしたり、RGBの数値を見ることが重要。
◆3つ目のポイントはガンマスラミングを行うこと。輝度レベルやRGB値のミスマッチだけでなく、いろいろなミスを見つけることができる。コンポジットの耐久試験。
初心者の方は、まずは3つとも必ず実行するクセをつけてみてください。きっとワンランク上のクオリティーが出せるようになります！
参考文献
1. うみのさち. "画像のモノクロ化は輝度で変換しないとヒドイことになる". 知らなきゃ絶対損するPCマル秘ワザ. http://daredemopc.blog51.fc2.com/blog-entry-877.html (参照:2014-06-09).
2. "YUV". ウィキペディア日本語版. http://ja.wikipedia.org/wiki/YUV (参照:2014-06-09).
3. 吉岡宏夫. "白黒にする" . AfterEffects compZero. https://sites.google.com/site/annamillersclub/effect-menu/%E9%80%86%E5%BC%95%E3%81%8D%E3%82%A8%E3%83%95%E3%82%A7%E3%82%AF%E3%83%88/%E7%99%BD%E9%BB%92%E3%81%AB%E3%81%99%E3%82%8B (参照:2014-06-09).
4. Christiansen, Mark. Adobe After Effects CS4 Visual Effects and Compositing Studio Techniques. Adobe Press, 2008. (マーク・クリスティアンセン, Bスプラウト訳. 『After Effects CS4 スタジオテクニック プロが教える効果的なビジュアルエフェクトとコンポジット』. ボーンデジタル, 2009, p.176.)
5. Wright ,Steve. Compositing Visual Effects: Essentials for the Aspiring Artist. Focal Press, 2011, p.175.
1. うみのさち. "画像のモノクロ化は輝度で変換しないとヒドイことになる". 知らなきゃ絶対損するPCマル秘ワザ. http://daredemopc.blog51.fc2.com/blog-entry-877.html (参照:2014-06-09).
2. "YUV". ウィキペディア日本語版. http://ja.wikipedia.org/wiki/YUV (参照:2014-06-09).
3. 吉岡宏夫. "白黒にする" . AfterEffects compZero. https://sites.google.com/site/annamillersclub/effect-menu/%E9%80%86%E5%BC%95%E3%81%8D%E3%82%A8%E3%83%95%E3%82%A7%E3%82%AF%E3%83%88/%E7%99%BD%E9%BB%92%E3%81%AB%E3%81%99%E3%82%8B (参照:2014-06-09).
4. Christiansen, Mark. Adobe After Effects CS4 Visual Effects and Compositing Studio Techniques. Adobe Press, 2008. (マーク・クリスティアンセン, Bスプラウト訳. 『After Effects CS4 スタジオテクニック プロが教える効果的なビジュアルエフェクトとコンポジット』. ボーンデジタル, 2009, p.176.)
5. Wright ,Steve. Compositing Visual Effects: Essentials for the Aspiring Artist. Focal Press, 2011, p.175.
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