DE2107524B2

DE2107524B2 - Elektronische einrichtung fuer eigengesteuerte trickmischung

Info

Publication number: DE2107524B2
Application number: DE19712107524
Authority: DE
Inventors: Petro Tarzana Calif Vlahos (V St A)
Original assignee: Association Of Motion Picture & Television Producers Inc Hollywood Calif V St A
Current assignee: Ultimatte Corp
Priority date: 1969-02-20
Filing date: 1971-02-17
Publication date: 1973-06-14
Also published as: DE2107524C3; FR2128156B1; US3595987A; DE2107524A1; FR2128156A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Einrichtung, mit deren Hilfe eine getrennt aufgenommene Vordergrundszene sowie eine ebenfalls getrennt aufgenommene Hintergrundszene so miteinander kombiniert werden kann, daß beide Szenen ein zusammengesetztes Bild ergeben, in welchem die Objekte des Vordergrundes den Objekten des Hinter-

grundes überlagert erscheinen. Derartige Einrichtungen sind an sich bekannt, und zwar als Einrichtungen zur Trick-Hintergrundeinblendung bzw. '.ur Trickmischung. Bei der Wiedergabe von farbigen Szenen sind bei diesen bekannten Einrichtungen jeweils zwei getrennte Farbsignalgeber vorgesehen, von denen der eine das Signal der Vordergrundszene und der andere das Signal der Hintergrundszene liefert. Als Farbsignalgebar finden dabei entweder Farbfernsehkameras oder aber Film- bzw. Diaabtaster Verwendung. Die Signale der beiden Farbsignalgeber werden einem gemeinsamen elektronischen Umschalter zugeführt, an dessen Ausgang dann durch entsprechende Umschaltung entweder das Vordergrundsignal oder aber das Hintergrundsignal ansteht, und zwar in der Weise, daß das Vordergrundsignal stets dann am Ausgang des Umschalters erscheint, wenn in dem betreffenden Bildpunkt das Vordergrundobjekt bzw. die Vordergrundszene wiederzugeben ist.

Bei einer bekannten Art dieser Trickmischung, der sogenannten eigengesteuerten Trickmischung, erfolgt die Steuerung des Umschalters durch ein Signal, welches in der Einrichtung selbst erzeugt wird, und zwar in der Weise, daß die Vordergrundszene vor einem blauen Hintergrund mit hoher Farbsättigung aufgenommen wird und dann das Auftreten eines Farbsignales mit einem hohen Blaugehalt ohne andere Farbkomponenten bzw. Farbvalenzen als Kriterium für die Betätigung des Umschalters dient.

Diese bekannte Einrichtung zur eigengesteuerten Trickmischung hat jedoch den Nachteil, daß durch den Umschaltvorgang im resultierenden Bild an den Kanten des Vordergrundobjektes Farbverfälschungen, insbesondere blaue Streifen, auftreten und daß die Wiedergabe transparenter bzw. halbtransparenter Vordergrundobjekte, durch die dann im resultierenden Farbbild die Hintergrundszene sichtbar sein müßte, nicht möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Einrichtung aufzuzeigen, die diese bei bekannten Trickmischern auftretenden Farbverfälschungen vermeide^ und die es gestattet, Hintergrundobjekte in realistischem Maße durch Objekte des Vordergrundes sichtbar zu machen, die teilweise oder vollständig transparent sind, sowie einen normalen Grad an Durchsichtbarkeit für solche Vordergrundobjekte zu erzielen, die außerhalb des Brennpunktes liegen oder durch rasche Bewegung verwischt werden.

Die Erfindung geht aus von einer elektronischen Einrichtung für eigengesteuerte Trickmischung zur Erzeugung eines zusammengesetzten Farbbildsignals entsprechend einer Vordergrund- und einer Hintergrundszene, mit einem ersten Farbsignalgeber zur Erzeugung eines Farbsignals entsprechend der Vordergrundszene gegen einen beleuchteten Hintergrund und einem zweiten Farbsignalgcber zur Erzeugung eines Farbsignals entsprechend der Hintergrundszene, wobei die Hintcrgrundbcleuchtung im wesentlichen auf eine erste der drei verwendeten Farbvalenzen begrenzt ist und eine Einrichtung zum Mischen des Vordergrund- und Hintergrundsignals vorgesehen ist. Zur Lösung tier gestellten Aufgabe ist eine elektronische Einrichtung erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß die Mischeinrichtung additiv wirkt, daß ein Begrenzer vorgesehen ist, der die Amplitude des Vordergrundfarbwcitsignals entsprechend der ersten Farbvalenz auf einen Wert begrenzt, der von der Amplitude des Vordergrundfarbwcitsignals entsprechend einer zweiten der drei verwendeten Farbvalenzen abhängig ist, daß das begrenzte Vordergrundfarbwertsignal und die beiden anderen Vordergrundfarbwertsignale dem Mischer zugeführt sind, daß dem Mischer außerdem die Hintergrundiarbwertsignale zugeführt sind, deren Amplituden von der Größe eines Steuersignals bestimmt sind, und daß zur Erzeugung des Steuersignals eine Differenzschaltung vorgesehen ist, die von dem Vordergrund-

farbwertsignal entsprechend der ersten Farbvalenz ein aus dem Vordergrundfarbwertsignal entsprechend der zweiten Farbvalenz abgeleitetes Farbwertsignal subtrahiert und die Differenz als Regelspannung liefert.

lj Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind die Vermeidung von Farbfehlern, insbesondere von Farbrändern in dem resultierenden Bild sowie die Möglichkeit, auch transparente Vordergrundobjekle bzw. Vordergrundszenen im resultierenden Farbbild

ao realistisch mit durchscheinendem Hintergrund wiedergeben zu können. Die drei verwendeten Farbvalenzen entsprechen bei der vorliegenden Erfindung normalerweise den Farben Blau, Grün und Rot, die in typischer Weise durch die entsprechenden Wellen-

längsbereiche von 400 bis 500, 500 bis 600 und 600 bis 700 Millimikron gekennzeichnet sind. Auch bei der vorliegenden Erfindung können die Signale für die Vordergrund- und Hintergrundszenen direkt aus natürlichen Szenenbildern erzeugt werden, beispielsweise durch Verwendung von Fernsehkameras oder entsprechenden Geräten, oder aber diese Farbsignale werden Filmabtastern oder Videobandgeräten entnommen.

Die Farbe des beleuchteten Hintergrunddekors für die VG-Szene wird typischerweise auf einen der Wellenlängenbereiche begrenzt, der durch die Farbsignale dargestellt wird. Blau ist üblicherweise die praktischste Hintergrunddekorfarbe. Demgemäß wird aus Gründen der Vereinfachung in vorliegender Beschreibung von der Verwendung von blau als Hintergrunddekor ausgegangen, wobei berücksichtigt werden muß, daß unter speziellen Umständen andere Farben bevorzugt werden können.

Vorliegende Erfindung weist eine Differenzschaltung auf, die in typischer Weise auf die blauen und grünen Komponenten des Lichtes anspricht, das aus der VG-Szene aufgenommen wird, und das ein Steuersignal erzeugt, das das Maß darstellt, bis zu welchem das Licht aus dem blauen Hintergrunddekor erzeugt worden ist. Dieses Steuersignal wird dann zur Steuerung der relativen Proportionen verwendet, in welchen die VG- und HG-Videosignale zur Erzeugung des zusammengesetzten Bildes gemischt werden.

Die Videosignale, die die HG-Szene darstellen, werden proportional unter Steuerung eines Signals eingeblendet, das in typischer Weise den Überschuß des blauen Lichtes über eine spezifizierte Funktion des grünen Lichtes, das aus der VG-Szene empfan-

fio gen wird, darstellt. Diese Einblendung verringert die HG-Signale bis auf Null, wenn das VG-BIaulicht die Funktion nicht übersteigt, und überträgt die vollen HG-Signale, wenn der VG-Blauüberschuß seinen maximalen Wert hat, und zwar entsprechend einer Fläche des beleuchteten blauen Hintergrunddekors. Das Einblenden der VG-Farbsignalc wirkt typischerweise nur auf das Blausignal und ist im wesentlichen ein Abkappvorgang, wobei das blaue VG-Signal auf

einen Wert begrenzt wird, der nicht größer ist als eine spezifische Funktion des grünen VG-Signals.

Ein zusammengesetztes Bild, das nach vorliegender Erfindung erzeugt wird, kann die Form eines Videosignals besitzen, das für die Fernsehübertragung oder für die Videobandauf'zeichnung geeignet ist, oder kann auf einem fotografischen Film, z. B. einem Film mit bewegten Bildern, der für eine herkömmliche optische Projektion geeignet ist, aufgezeichnet werden. Wenn vorliegende Erfindung für die zusammengesetzte Fotografie mit bewegten Bildern verwendet wird, ermöglicht vorliegende Erfindung eine höhere Betriebsgeschwindigkeit und eine weit höhere Flexibilität der Steuerung als dies bei bekannten fotografischen Vorgängen möglicn ist.

Vorliegende Erfindung ermöglicht ferner, daß ein Regisseur auf einem Fernsehmonitor ein zusammengesetztes Bild der VG- und HG-Szenen während des Fotografierens der VG-Szene beobachtet. Beispielsweise kann die VG-Szene, die vor der Filmkamera liegt, auch von einer Fernsehkamera aufgenommen und elektronisch mit einer HG-Szene kombiniert werden, die von einem vorhandenen Film eingeführt wird. Das zusammengesetzte Bild auf dem Monitor ermöglicht dann, daß der Regisseur die VG-Aktion und Beleuchtung so auslegt, daß sie Elementen in der HG-Szene angepaßt ist.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Die Figuren zeigen

F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Systems zur Durchführung der Erfindung und

F i g. 2 ein schematisches Blockschaltbild, das einem Teil der F i g. 1 entspricht und eine abgeänderte Ausführungsform darstellt.

Wie in F i g. 1 gezeigt, ist die VG-Szene 10 vor dem beleuchteten Hintergrund 12 angeordnet und wird von der Fernsehkamera 20 aufgezeichnet. Die VG-Szene wird dabei durch die Lampe 14 beleuchtet, die keine spezielle Filterung erfordert. Wenn das Hintergrundmaterial eine Reflexionskraft besitzt, die durch den Blaubereich des Spektrums begrenzt wird, kann sie durch die gleichen Lampen wie die VG-Objekte beleuchtet werden, obgleich zusätzliches Licht üblicherweise erwünscht ist. Wenn der Hintergrund eine weiße, lichtundurchlässige Oberfläche besitzt, kann er außerhalb des Bereiches der VG-Lampen 14 angeordnet sein und durch Speziallampen 16 mit Blaufiltern 17 beleuchtet oder auf andere Weise aufgebaut sein, damit nur blaues Licht austritt. Andererseits kann der Hintergrund aus einem durchscheinenden Material bestehen und von hinten beleuchtet sein, wobei die Farbe auf blau begrenzt wird, indem entweder blaues Material oder blaue Lampen oder beides verwendet werden.

Die Fernsehkamera 20 tastet die VG-Szene und den Hintergrund unter Steuerung eines Synchronsignals ab, das über die Leitung 22 aus dem Steuergerät 40 aufgenommen wird, und erzeugt auf den Leitungen 24, 25 und 26 entsprechende Videosignale, die den roten, grünen und blauen Farbkomponenten der Szene, mit R, G und B bezeichnet, entsprechen.

In F i g. 1 ist die ί (G-Szene als ein Film 32 mit bewegten Bildern vorgesehen. Dieser Film wird intermittierend durch den bekannten Mechanismus 31 in Abhängigkeit von entsprechend zeitgesteuerten Signalen, die über die Leitung 33 aus dem Steuergerät 40 aufgenommen werden, vorgeschoben. Jedes Einzelbild des Filmes 32 wird synchron mit dem VG-Abtastvorgang der Kamera 20 durch den Lichtpunktabtaster 30 abgelastet. Der Lichtpunktabtaster 30 wird durch ein Synchronsignal gesteuert, das über die Leitung 36 aufgenommen wird und durch das Steuergerät 40 in entsprechender Zeitbeziehung zu dem ähnlichen Abtaststcucrsignal, das an die Kamera 20 abgegeben wird, erzeugt wird. Der wandernde Lichtpunkt auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 34 wird auf ein Einzelbild des Filmes 32 über die Linse 37 fokussiert, so daß das übertragene Licht 48 in Übereinstimmung mit der Farbe und der Dichte der HG-Szene bei dem sich rasch verschiebenden Beleuchtungspunkt modifiziert wird. Das übertragene Licht 48 wird in bekannter Weise durch die Zweifarbenspiege! 38 und 39 in rote, grüne und blaue Farbkomponenten zerlegt, die auf die entsprechenden Fotozellen 41, 42 und 43 fallen. Die Ausgänge der Fotozellen auf den Leitungen 44, 45 und 46 sind Videosignale, die die roten, grünen und blauen Farbkomponenten der HG-Szene darstellen und mit/?,C undß bezeichnet sind. Diese Signale und die VG-Komponenten-Videosignale auf den Leitungen 24, 25 und 26 werden in jedem Augenblick aus direkt entsprechenden Stellen der VG-Szene und der HG-Szene erzeugt.

Die Farbkomponentensignale für die VG- und HG-Szenen werden in der Mischeinrichtung 50 gemischt bzw. additiv kombiniert, so daß auf den Ausgangsleitungen 54. 55 und 56 Farbkomponentensignale für das gewünschte zusammengesetzte Bild erzeugt werden. Dieses zusammengesetzte Bild kann dann zur Anzeige gebracht werden, beispielsweise über eine Dreifarben-Kathodenstrahlröhre 58, in welcher der Abtaststrahl mit dem in der Kamera 20 und der Kathodenstrahlröhre 34 über entsprechende Synchronsignale, welche über die Leitung 59 aus dem Steuergerät 40 eingeführt werden, synchronisiert ist. Wie in F i g. 1 gezeigt, werden die Rot- und Grünkomponentensignale für die VG-Szene direkt über die entsprechenden Leitungen 24 und 25 in die Mischeinrichtung 50 übertragen. Das Blaukomponentensigna! wird durch die Schaltung 60 in Abhängigkeit von einem Eingangssteuersignal modifiziert, daii über den Verstärker 64 entweder von dem grünen oder dem roten VG-Signal entsprechend der Stelluni des Schalters 66 erzeugt wird. Für normale VG-Sanen wird der Schalter 66 gewöhnlich in der gezeigten Stellung gehalten, wobei das Grünkomponentensignal aus der Leitung 25 in die Leitung 63 zur Steuerung der Schaltung 60 eingespeist wird, und diese Stellung wird zur besseren Übersicht der Beschreibung angenommen. Die Funktion der Schaltung ftO besteht dann im wesentlichen darin, daß das Grünkomponentensignal als gleitender Spitzenbegrenzer oder Klipper dem aus der Leitung 26 aufgenommenen Blausignal aufgegeben wird. Wenn das Blausignal gleich oder kleiner als der Grenzschwellwert ist, wird es ohne Modifizierung an die Ausgangsleitung 62 und die Mischeinrichtung 50 übertragen.

Der auf diese Weise durch die Schaltung 60 dem VG-Blausignal aufgegebene Grenzschwellwcrt kann direkt gleich dem Grünsignal sein. Gewöhnlich bevorzugt man jedoch, eine Vorspannung einzuführen. derart, daß der zulässige Maximalwert des Blau^ignals etwas schneller zunimmt als das Grünstcuersignal, und typischerweise einer bestimmten Funktion des Grünsignals entspricht. Eine derartice Vorspan-

Bung kann durch den Verstärker 64 eingeführt werden, der einen Verstärkungsfaktor M besitzt, welcher vorzugsweise variabel ist, wie durch die Steuerung 65 angedeutet. Eine Änderung des Wertes M gegen-SberL auf etwa 1,5 reicht für die meisten Szenen aus. Die Begrenzungseinrichtung 60 begrenzt dann das blaue VG-Signal, das die Mischeinrichtung 50 erreicht, auf einen maximalen Wert, der gleich dem Grünsignal multipliziert mit M ist.

Wenn der Abtastvorgang der Kamera 20 durch den Blauhintergrund 12 beschränkt ist, sind die Grün- und Rotkomponentensignale notwendigerweise Null. Obgleich das Blausignal auf der Leitung 26 groß ist, wird es dann durch die beschriebene Begrenzungswirkung der Schaltung 60 auf Null reduziert. Wenn andererseits die Kamera 20 ein VG-Objekt abtastet, hat die beschriebene Begrenzung der Blaukomponente gewöhnlich keinen Einfluß auf die Wiedergabe der normalerweise auftretenden VG-Farben.

Die Einblendung der HG-Szene wird in F i g. 1 durch die Schaltung 70 unter Einwirkung eines Steuersignals E₀ daß über die Leitung 72 eingespeist wird, vorgenommen. Dieses Steuersignal wird durch die Differenzschaltung 74 erzeugt, welche das blaue VG-Signal aus der Leitung 26 über die Begrenzungseinrichtung 76 und die Leitung 77, und ferner ein Bezugssignal aus der Leitung 79 aufnimmt. Dieses Bezugssignal ist das gleiche wie das Steuersignal für die Begrenzungseinrichtung 60.

Die Schaltung 74 ist in typischer Weise ein Difierentialverstärker, und das Ausgangssignal E₁. auf der Leitung 72 stellt im wesentlichen den Überschuß des blauen VG-Signals über das Eingangsbezugssignal aus der Leitung 79 dar. Wenn das Bezugssigna] das blaue Signal übersteigt, wird der Ausgang gieicli Null. Das eingegebene blaue Signal jedoch wird vorzugsweise zuerst durch die veränderliche Begrenzungseinrichtung 76 auf einen Wert begrenzt, der mit B bezeichnet wird und der bei 78 einstellbar ist. B wird nicht größer gemacht als der Wert, der dem am geringsten beleuchteten Teil des Hintergrundes 12 entspricht. Es ist dann unerheblich, ob der Hintergrund sehr gleichförmig beleuchtet \viru. solange alle Bereiche wenigstens die gewühlte Schwelhvertintcnsität aufnehmen. Dabei wird />' üblicherweise auf de" Pegel gebracht, der der maximalen Beleuchtung der VG-Gegenstände entspricht.

Wenn die Kamera 20 den Hintergrund abtastet, ist das Bezugssignal auf der Leitung 79 etwa Null. Das Steuersignal E_c stellt dann den vollen Wert des eingegebenen Blausignals entsprechend der Schwcllwcrt- °der minimalen Beleuchtung des Hintergrundes 12 dar. Wenn die Kamera 20 ein VG-Objekt abtastet. ist das Steuersignal E_c gewöhnlich aus zwei Gründen scharf reduziert. Erstens ist der Blaugehalt des VG-Objektes normalerweise wesentlich geringer als die beschriebene Schwellwcrtbcleuchtung des blauen Hintergrundes. Zweitens haben die meisten VG-Obiekte einen beachtlichen Griingchalt, so daß das Beaigssignal auf der Leitung 79 beachtlich ist. Eine Subtraktion des Bezugssignals von dem eingegebenen Mausigna] vermindert weiterhin den Wert von E_c. &ei allen gewöhnlichen. lichtundurchlassigcn WS-Objekten ist der Grüngehalt (insbesondere nach kr Verstärkung bei 64) gleich dem Blaugehalt oder übersteigt diesen, so daß E₁. Null ist. Spezielle Falle «schließlich der transparenter oder teilweise trans-

parcnter VG-Objekte werden weiter unten näher erläutert.

Die Einblendschaltung 70 für die HG-Szene weist im wesentlichen drei Verstärker 71, 73 und 75 mit verschiedenem Verstärkungsgrad für die entsprechenden Farbkomponenten auf. Jeder Verstärker nimmt das Steuersignal E_c aus der Leitung 72 auf und verstärkt sein HG-Farbkomponentensignal mit einem Verstärkungsfaktor, der proportional E_c ist. ίο Wenn somit E_c Null ist, wirken die Verstärker der Schaltung 70 als geöffnete Schalter, und die Mischeinrichtung SO nimmt keinen Eingang entsprechend der VG-Szene auf. Wenn andererseits E_c seinen maximalen Wert entsprechend dem Hintergrund 10 erreicht hat, werden die HG-Signale mit der vollen normalen Amplitude in die Mischeinrichtung 50 übertragen. Für Zwischenwerte von E_n die hauptsächlich teilweise transparenten Objekten der VG-Szene entsprechen, werden HG-Farbkomponentensignale gleichförmig geschwächt und ergeben für die Mischeinrichtung 50 nur einen entsprechenden Bruchteil der HG-Helligkeit, die von der HG-Abtasteinrichtung 30 abgefühlt wird.

Zur vollständigeren Beschreibung der Arbeitsweise des Systems nach F i g. 1 sei zuerst angenommen, daß alle VG-Farben einen Blaugehalt besitzen, der gleich groß oder kleiner als der Grüngehalt ist. In der Praxis trifft dies zu, wenn die Farben blau und purpur bei den Objekten der VG-Szene nicht auftreten. Purpur wird als blau plus rot mit wenig oder keinem Grünanteil definiert. Alle Objekte der Grauskala von schwarz bis weiß haben gleiche Blau- und Grünanteile. Die Farbe zyan enthält gleiche Mengen an blau und grün mit wenig oder keinem Rotanteil. Im Falle von rot-, gelb-, grün-, gold-, kupfer- und fleischfarbigen Tönen ist der Blaugehalt geringer als der Grüngehalt.

Für alle solche Farben kann der Vorspannverstärker 64 auf einen Verstärkungsfaktor von 1 eingestellt werden. Die Begrenzungseinrichtung 60 überträgt dann in die Mischeinrichtung 50 nur so viel von dem eingegebenen Blausignal aus der Leitung 26, wie dem Grünsignal aus der Leitung 25 entspricht.'Dies beeinflußt die Farbe von lichtundurchlässigen VG-Objektcn nicht, da ihr Blaugehalt den Grüngehalt nicht übersteigend angenommen worden ist.

Das Steuersignal E₁. ist dann direkt gleich B₀ bis G, wobei B₀ den Ausgang aus der Begrenzungseinrichtung 76 und G das Grünkomponentensignal auf der Leitung 25 darstellt. An jeder Stelle des Hintergrundes hat das Steuersignal den vollen Wert B₀, während bei jedem lichtundurchlässigen Objekt der VG-Szene das Steuersignal Null ist, da angenommen worden ist. daß der Blaugehalt den Grüngehalt nicht übersteigt. Somit schaltet die Hg-Einblendwirkung der Schaltung 70 die HG-Farbsignale zwischen voller übertragung in die Mischeinrichtung 50, wenn der Hintergrund 10 abgetastet wird, und voller Unterdrückung, wenn ein VG-Objekt abgetastet wird. Somit ist eine NuUüberlagerung der HG-Szene auf einem beliebigen lichtundurchlässigen Objekt der VG-Szene eine Nullverschleierung der HG-Szene durch blau, das aus dem Hintergrund 10 stammt, und eine vollständig korrekte Farbwiedergabe der beiden VG- und HG-Objekte vorhanden.

Unter den gleichen Annahmen wie für die VG-Farben gibt das System gemäß der Erfindung in korrekter Weise die meisten Objekte des VG wieder,

die teilweise transparent oder durch die Bewegung verwischt sind. Beispielsweise reflektiert ein voll beleuchtetes weißes VG-Objekt, das 50 "/nig transparent ist, gleiche Menge an blau, grün und rot, jedoch nur mit der Hälfte der Intensität, die bei einem lichtundurchlässigen, weißen Objekt erhalten würde. Die Grün- und Rotkomponentensignale von einem solchen Objekt sind deshalb die Hälfte des nurmalen Maximums. Das Blaukomponentensignal hat den vollen maximalen Wert, der sich zur Hälfte aus dem vom Objekt reflektierten Blaulicht und zur Hälfte aus dem Blaulicht von dem Hintergrund ergibt, das durch das Objekt bis 50 °/o übertragen wird. Dieses Blausignal wird durch die Begrenzungseinrichtung 60 auf den gleichen Pegel wie das Grünsignal reduziert, so daß der Gesamtbeitrag aus der VG-Szene auf die Mischeinrichtung 50 weißes Licht mit der intensität darstellt, die tatsächlich von dem Objekt reflektiert, wird. Die HG-Farbsignale werden ebenfalls um 50 ⁰^u reduziert, da das Steuersignal E_e = B₀ — G die Hälfte seines maximalen Wertes hat. Dieses Ergebnis folgt aus der Einstellung der Begrenzungseinrichtung 76, damit B₀ gleich der vollen normalen Blaurefiexion von einem lichtundurchlässigen, weißen VG-Objekl wird. Die Grünreflexion G aus dem vorhandenen, teilweise transparenten Objekt ist dann gleich der Hälfte von B₀. Der Ausgang aus der Mischeinrichtung 50 stellt somit in korrekter Weise gleiche Anteile aus den VG- und HG,Szenen dar.

Eine entsprechende Analyse zeigt, daß das System eine exakte Wiedergabe auch für andere Werte der Durchlässigkeit als 50 ° ο und für alle VG-Farben mit einem gleichen Blau- und Grüngehalt ergibt. Solche Farben umfassen nicht nur die Grauskala, sondern auch rot, fleischfarbene Töne, rosa und zyan. Wenn jedoch der VG eine Farbe umfaßt, die einen Blaugehalt besitzt, der wesentlich kleiner als der Grüngehalt ist, beispielsweise ein stark gesättigtes Grün oder Gelb, werden solche Farben bis zu einem gewissen Grad verzeichnet, wenn sie auf transparenten Objekten oder an Kanten auftreten, die durch die Bewegung verwischen. Für ein grünes VG-Objekt mit einer 50 ° oigen Transparent entspricht beispielsweise das Blausignal der halben Helligkeit des Hintergrundes durch den sich bewegenden Gegenstand betrachtet, und das Grünsignal besitzt auch die Hälfte seines normalen Wertes, der zyan ergibt. Die HG-Szene erscheint nicht durch die verwischte Kante, da die gleichen blauen und grünen VG-Signale ein HG-Steuersignal E-O ergeben. Glücklicherweise treten sehr satte Farben, z.B. helles Grün und Gelb, selten in VG-Objekten auf. Darüber hinaus gilt die beschriebene Farbverzeichnung nur für teilweise transparente Objekte oder für Kanten, die durch Bewegung verwischt sind.

Die oben getroffene Annahme, daß die VG-Objckte keine blauen Farben enthalten, ist nicht immer durchführbar. Insbesondere sind pastellblaue Farben, wie z. B. in blauen Augen, in hohem Maße ungesättigt und enthalten einen hohen Anteil von weiß. Der Blaugehalt derartiger Blaupastellfarben überschreitet in typischer Weise den Grüngehalt um einen Faktor in der Größenordnung von 5 bis 25%. Alle Farben, die diese Eigenschaft besitzen, werden gemäß vorliegender Erfindung durch geeignete Vorspannung der Steuerstromkreise angepaßt.

Diese Vorspannung wird in typischer Weise in F i g. 1 durch den Vorspannungsverstärker 64 dargestellt, der das Grünsignal um den Faktor M verstärkt. Betrachtet man zuerst die VG-Steuerung, so vergrößert die Vorspannwirkung den Pegel um den Faktor M, auf den das Blausignal durch die Begrenzungseinrichtung 60 beschnitten wird. Wenn z.B. MVa 1,25, wird eine VG-Farbe, die 25 % mehr Blau als Grün enthält, noch in korrekter Weise wiedergegeben, da die Begrenzungseinrichtung 60 das Blausignal ohne Reduzierung auf die Mischeinrichtung 50

ίο überträgt. Während der Abtastung des blauen Hintergrundes 12 wird das resultierende große Blausignal durch die Begrenzungseinrichtung 60 auf Null reduziert, da das Fehlen jeglichen Grünlichtes aus dem Hintergrund den Abkappegel zu Null macht. Da die beschriebene Vorspannwirkung unabhängig von dem Rotgehalt ist, ergibt sich eine einwandfreie Wiedergabe solcher Farben wie niedriggesäuiglem Purpur, die rot mit den beschriebenen wechselnden Proportionen von blau und grün kombinieren.

In bezug auf die Einblendung der HG-Szene erzeugt die Differenzschaltung 74 dann, wenn der Vorspannverstärker 64 auf einen Verstärkungsgrad von 1,25 eingestellt wird, ein HG-Steuersignal E_n das gleich dem Überschuß des Blausignals über das l,25fache des Grünsignals ist. Somit ist E₁. Null füi ein hellblaues VG-Objekt, wie auch für alle anderen Farben mit einem Blaugehalt, der nicht größer als das l,25fache des Grüngehaltes ist. Deshalb werden solche VG-Farben ohne jeda Überlagerung von Lichl

aus der HG-Szene reproduziert.

Die Anwendung der eben beschriebenen Vorspannungstechnik hat den Nachteil, daß der Bereich von VG-Farben erweitert· werden kann, die den vorbeschriebenen Farbverzeichnungen ausgesetzt sind.

welche an verschwommenen Kanten oder sonstwie teilweise transparenten Flächen auftreten. Die meisten der Farben, für die diese* Verzeichnungen angetroffen werden, enthalten einen Blaugehalt, der wesentlich kleiner ist als der Grüngehalt, und werden

selten verwendet.

Falls es erwünscht ist, Farben zu verwenden, die wesentlich mehr Grün als Blau für die VG-Gbjektc enthalten, welche einem Verschwimmen unterworfen sind, kann die Tendenz zui Farbverzeichnung oft da-

durch reduziert werden, daß der Verstärkungsfaktoi des Vorspannungsverstärkers 64 auf einen Wert kleiner als 1 eingestellt wird. Dies beeinflußt die Repro duktion von nichtverschwommenen VG-Flächen nur. wenn ihr Blaugehalt nahezu gleich dem Grüngehall

ist, und es ist häufig möglich, solche Farben in einci speziellen Szene zu vermeiden. Somit kann eine sorgfältige Wahl von Farbkombinationen und eine entsprechende Einstellung der Vorspannung üblicherweise die Farbverzeichnung bis zu vernachlässigba·

ren Anteilen reduzieren.

Falls es erwünscht ist, brilliantes oder hochgesättigtes Purpur in einer speziellen Szene zu verwenden wird der Schalter 6 von der in F i g. 1 gezeigten Stellung umgeschaltet. Die Steuerstromkreise werder dann in der beschriebenen Weise betrieben, mit dei Ausnahme, daß durchgehend Rot an Stelle von Grür ersetzt wird, was den Austausch von Purpur und Zyan mit einschließt. Viele Farben, insbesondere einschließlich Pastellfarbtönen, mit einem hohen

«5 Weißgehalt werden in gleicher Weise mit dem Schalter 66 in einer der beiden Positionen reproduziert. Die Tatsache, daß der Schalter 66 gewöhnlich in dei gezeigten Stellung steht, ist nicht auf eine Besonder-

11 ^U 12

heil des Systems zurückzuführen, sondern ergibt sich 32 abgebildet wird. Jedoch läßt sich eine höhere aus der relativ größeren Häufigkeil des Auftretens Auflösung üblicherweise mit einer Kathodenstrahl- oder der Verwendung von Farben, die auf zyan (blau röhre mit Weißlichtphosphor erzielen. Fig. 2 stellt plus grün) bezogen sind als auf Farben, die auf Pur- schematisch ein System zur Aufzeichnung von Farbpur (blau plus rot) bezogen sind. 5 Videosignalen auf einem Farbfilm mit Hilfe einer Viele StiOmkreiseinzelheitcn, die in einem prakli- derartigen Kathodenstrahlröhre mit hoher Auflösung sehen System vorgesehen wären, sind in Fig. 1 aus dar. Die Abänderung des Systems, bei dem der Farb-Gründen der einfacheren Darstellung weggelassen. film durch drei entsprechende Aufzeichnungen auf Solche Merkmale umfassen beispielsweise optische Schwarz-Weiß-Film ersetzt wird, ist dem Fachmann und elektronische Filter, Vorspannungs- und Ab- m bekannt.

schneideschaltungen, Phasensteuervorrichtungen zur In F i g. 2 sind die Eingangssignale in die Misch-Aufrechterhaltung der geeigneten Phasenbeziehun- einrichtung 50 auf den Leitungen 24, 25 und 62 gen zwischen den verschiedenen Signalen und Ver- aus der VG-Szene und auf den Leitungen 44 a, 45 a stärker mit veränderlichem Verstärkungsfaktor für und 46 α aus der HG-Szene in typischer Weise aus solche Zwecke wie z.B. die Einstellung des effekti- 15 vorher vorbereiteten Bewegungsbildern oder Videoven Kontrastes oder Gamma der verschiedenen aulzeichnungen hergestellt und werden durch einen Farbkomponenten, Ausgleich der Stromkreisverstär- Mechanismus eingeblendet, wie er z.B. in Verbinkung, Kompensierung der Filtervcrluste und Korn- dung mit F i g. 1 beschrieben ist. Die Kathodenstrahlpensierung der relativen spektralen Empfindlichkeit röhre 100 nach F i g. 2 ist eine Röhre mit hoher Aufbestimmter fotografischer Emulsionen oder einer 20 lösung mit Weißlichtphosphor, wobei die Strahlinten-Ausgangskathodenstrahlröhre. Solche Verstärker sität über die Leitung 96 gesteuert wird und wobei können in bekannter Weise ausgelegt werden, damit der Abtastmechanismus durch ein Abtaststeuersignal sie ein nichtlineares Ansprechen ergeben, beispiels- synchronisiert wird, das auf der¹ Leitung 96 aus dem weise zur Kompensierung fotografischer Effekte an Steuergerät 40 a aufgenommen wird. Dieses Steuerden Spitzenteilen der charakteristischen Kurve einer 25 gerät entspricht dem Steuergerät 40 nach Fig. 1, hat fotografischen Emulsion. Signalsteuerungen solcher jedoch zusätzliche Funktionen. Der Mechanismus 90 Anordnungen sind an sich bekannt und können vor- weist eine Schaltvorrichtung üblicher Art zur Übergesehen werden, wenn sie für zweckmäßig gehalten tragung eines ausgewählten von drei Farbkomponenwcrden, um den Forderungen eines bestimmten Sy- ten aufweisenden zusammengesetzten Videosignalen, stems zu genügen. 30 die auf den entsprechenden Leitungen 54, 55 und 56 Die Farbvideosignale für die VG-Szene und für aus der Mischeinrichtung 50 aufgenommen werden, die HG-Szene können direkt aus der Szene mit Hilfe in Abhängigkeit von einem Farbsteuersignal, das einer Fernsehkamera aus einem Film mit bewegten über die Leitung 94 aus dem Steuergerät 40 a einge-Bildern oder in einer beliebigen anderen Weise er- speist wird, auf die Ausgangsleitung 92 auf. Die zeugt werden. Die Kathodenstrahlröhre 58 aus der 35 sichtbare Farbe der Schirmfläche der Röhre 100 Fig. 1 stellt hauptsächlich eine Monitoranzeigeröhre wird synchron mit der Farbauswähleinrichtung 90 dar. soll aber auch jede gewünschte Art von Fernseh- durch das Farbfilterrad 102 verschoben, das Sektoausgabegerät darstellen, wie z. B. ein Videoautzeich- ren aus einem Filtermaterial der entsprechenden Farnungsgerät oder eine Fernsehübertragungsstation. ben aufweist. Das Rad 102 wird durch einen Schritt-Wenn das zusammengesetzte Bild hauptsächlich 40 schaltmechanismus 103 in Abhängigkeit von einem zur Darstellung eines bewegten Bildes vorgesehen ist, Farbsteuersignal auf der Leitung 105 geschaltet,
ist es häufig zweckmäßig, zuerst die Aufzeichnung Der Schirm der Kathodenstrahlröhre 100 wird eines bewegten Bildes der HG-Szene zu erstellen. Die durch die Linsen 107 auf dem nichtbelichteten Farb-HG-Szene kann dann mit einer Filmkamera gegen film 104 abgebildet. Dieser Film wird Bild um Bild einen beleuchteten Hintergrund fotografiert werden. 45 mit Hilfe des intermittierenden Vorschubes 106 und Während dieses Vorganges kann eine Fernsehkamera der Steuerung eines Synchronisiersignals weiterbeso angeordnet werden, daß sie gleichzeitig die wegt, das auf der Leitung 8 aus dem Steuergerät 40 α HG-Szene aufzeichnet. Beispielsweise kann ein teil- aufgenommen wird. Jedes Signal kann aus der Leiweise reflektierender¹ Spiegel 82 äquivalente Strahlen tung 33 in der dargestellten Weise erzeugt werden, in eine Filmkamera 80 und in eine Fernsehkamera 50 da es zeitlich auf das Steuersignal bezogen ist, das 20 einführen. Die Einrichtung nach F i g. 1 kann der intermittierend arbeitenden Vorschubeinrichtung dann ein zusammengesetztes Bild auf einem Monitor, 31 nach F i g. 1 aufgegeben wird. Nach jeder vollz. B. einer Kathodenstrahlröhre 58 zur Führung des ständigen Abtastung der Bildfläche bewirkt ein Farb-Kameramannes oder Regisseurs während des Foto- steuersignal, daß der Farbwähler 90 und das Farbrad grafierens der HG-Szene erzeugen. Dann können als 55 102 die auf den Film 104 gegebene Farbe verschiecin getrennter Schritt die Filme mit bewegten Bildern ben. Nach jeder vollständigen Folge von drei aufeinder VG- und HG-Szenen entweder durch bekannte ander folgenden Farben wird der Film 104 auf das fotografische Techniken oder nach vorliegender Er- nächste Bild vorgeschoben, wobei gleichzeitig der findung zusammengesetzt werden. Film oder ein anderes Medium, aus dem die" VG-Das zusammengesetzte Farbbild, das durch die Vi- 60 und HG-Szenen erhalten werden, vorgeschoben wird, deosignale dargestellt wird, welche von der Misch- Somit wird die Belichtung eines jeden Einzelbildes einrichtung auf den Leitungen 54, 55 und 56 er- des Farbfilmes 104 aus aufeinanderfolgend aufgegezeugt werden, kann auf einem Film mit bewegten benen Teilbelichtungen aufgebaut, wobei jede eine Bildern auf verschiedene Weise aufgezeichnet wer- der Farbkomponenten des zusammengesetzten Bildes den. Beispielsweise kann die Schirmfläche der Färb- 65 darstellt.

kathodenstrahlröhre 58 in F i g. 1 auf einem unbe- Ein System, wie es beispielsweise in F i g. 2 dargelichteten fotografischen Farbfilm abgebildet werden, stellt ist, braucht nicht im Echtzeitbetrieb zu arbeiähnlich wie die Fläche der Röhre 34 auf dem Film ten, sondern kann mit einer beliebigen, zweckmäßi-

2 ϊ 07

gen Geschwindigkeit betrieben werden. Das Abtastschenia kann deshalb so viele Leitungen wie gewünscht aufweisen und die Abtastgeschwindigkeit kann verlangsamt werden, damit eine hohe Auflösung erzielt wird.

Wenn die VG- oder HG-Szene aus einer fotografischen Aufzeichnung, z. B. aus einem Film mit bewegten Bildern, gewonnen wird, muß entweder eine positive oder eine negative Aufzeichnung verwendet werden. Wird eine negative fotografische Aufzeichnung abgetastet, wird jedes Video-Farbkomponentensignal in typischer Weise elektronisch umgewandelt, damit es äquivalent einem Signal wird, das direkt aus einem fotografischen Positiv gewonnen wird. Zur raschen Erzeugung eines zusammengesetzten Farbdruckes mit bewegten Bildern zur Betrachtung beispielsweise der Nachrichten vom nächsten Tag wäre es häufig zweckmäßig, einen Negativfarbfilm als VG-Aufzeichnungsträger, einen Positivfarbfilm als HG-Aufzeichnungsträger und einen Positivfarbrohfilm zur Aufzeichnung des zusammengesetzten Bildes zu verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektronische Einrichtung für die eigengesteuerte Trickmischung zur Erzeugung eines zusammengesetzten Farbbildsignals entsprechend einer Vordergrund- und einer Hintergrundszene, mit einem ersten Farbsignalgeber zur Erzeugung eines Farbsignals entsprechend der Vordergrundszene (VG) gegen einen beleuchteten Hintergrund und einem zweiten Farbsignalgeber zur Erzeugung eines Farbsignals entsprechend der Hintergrundszene (HG), wobei die Hintergrundbeleuchtung im wesentlichen auf eine erste der drei verwendeten Farbvalenzen begrenzt ist, mit einer Einrichtung zum Mischen des Vordergrund-und Hintergrundsignals, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung (50) additiv wirkt, daß ein Begrenzer (60) vorgesehen ist, der die Amplitude des VG-Farbwertsignals entsprechend der ersten Farbvalenz (ß) auf einen Wert begrenzt, der von der Amplitude des VG-Farbwertsignals entsprechend einer zweiten der drei verwendeten Farbvalenzen abhängig ist, daß das begrenzte VG-Farbwertsignal (B) und die beiden anderen VG-Farbwertsignale (G, R) dem Mischer (50) zugeführt sind, daß dem Mischer (50) außerdem die HG-Farbwertsignale (R, G, B) zugeführt sind, deren Amplituden von der Größe eines Steuersignals (E_c) bestimmt sind, daß zur Erzeugung des Steuersignals (E_e) eine Differenzschaltung (74) vorgesehen ist, die von dem VG-Farbwertsignal entsprechend der ersten Farbvalenz (B) ein aus dem VG-Farbwertsignal entsprechend der zweiten Farbvalenz (G oder R) abgeleitetes Farbwertsignal subtrahiert und die Differenz als Steuersignal (E_c) liefert.

2. Elektronische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzer (60) die Amplitude des VG-Farbwertsignals entsprechend der ersten Farbvalenz (B) auf einen Wert begrenzt, der dem Produkt der Amplitude des VG-Farbwertsignals entsprechend der zweiten Farbvalenz (G oder R) und eines Proportionalitätsfaktors entspricht, wobei dieser Faktor größer als 1 ist.

3. Elektronische Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faktor veränderbar ist und vorzugsweise einen Wert zwischen 1 und 1,5 aufweist.

4. Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Begrenzer (60) das VG-Farbwertsignal entsprechend der zweiten Farbvalenz (R oder G) als Bezugsgröße über einen regelbaren Verstärker (64, 65) zugeführt ist.

5. Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das VG-Farbwertsignal entsprechend der ersten Farbvalenz (ß) der Differenzschaltung (74) über einen zweiten Begrenzer (76) zugeführt ist, der die Amplitude dieses VG-Farbwcrtsignals auf einen vorgegebenen bzw. einstellbaren Wert begrenzt.

6. Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das VG-Farbwertsignal entsprechend der zweiten Farbvalenz (R oder G) der Differenzschaltung (74) über einen regelbaren Verstärker (64, 65) zugeführt ist.

7. Elektronische Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung dieses regelbaren Verstärkers (64, 65) größer als 1 ist und vorzugsweise zwischen den Werten 1 und 1,5 einstellbar ist.

8. Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der additiv wirkenden Mischeinrichtung (50) einer Farbbildröhre (58) zugeführt sind.

9. Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der additiv wirkenden Mischeinrichtung (50) einer Einrichtung zur Aufzeichnung eines Farbfilmes zugeführt sind.

10. Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Farbvalenzen die blauen, grünen und roten Bereiche des sichtbaren Spektrums sind, wobei die erste Farbvalenz dem blauen Bereich und die zweite Farbvalenz dem grünen Bereich entsprechen.

11. Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die HG-Farbwertsignale der additiv wirkenden Mischeinrichtung (50) über eine Regeleinrichtung (70) zugeführt sind, deren Ausgangssignalamplituden der Steuerspannung (E_c) entsprechen und den Wert Null annehmen, wenn die der Differenzschaltung (74) zugeführte Amplitude des VG-Farbwertsignals entsprechend der zweiten Farbvalenz (G, R) die der Differenzschaltung (74) zugeführte Amplitude des VG-Farbwertsignals entsprechend der ersten Farbvalenz (ß) übersteigt.

12. Elektronische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung dieser Einrichtung als Sofortanzeige bei der Herstellung zusammengesetzter Trickfilmaufnahmen der erste Farbsignalgeber eine Fernsehkamera (20) ist, und daß der Aufnahmewinkel dieser Fernsehkamera (20) dem Aufnahmewinkel einer für die Filmaufnahme verwendeten und synchron mit der Fernsehkamera betriebenen Filmkamera entspricht.

13. Verwendung eines Filmabtast- bzw. -aufzeichnungsgerätes bei einer elektronischen Einrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 12, bei welchem der Film Einzelbild um Einzelbild synchron abgetastet bzw. belichtet wird, wobei die Abtastung bzw. Belichtung jedes Einzelbildes nacheinander einmal für jede der Farbvalenzen durchgeführt wird.