
合成とは、別々のソースからの視覚要素を組み合わせて単一の画像を作成するプロセスまたは技術であり、多くの場合、それらの要素すべてが同じシーンの一部であるかのような錯覚を生み出すことを目的としています。合成のための実写撮影は、「クロマキー」、「ブルースクリーン」、「グリーンスクリーン」など、さまざまな名称で呼ばれています。今日では、ほとんどの合成はデジタル画像処理によって実現されています。しかし、デジタル以前の合成技術は、19世紀後半のジョルジュ・メリエスのトリック映画にまで遡り、現在でも使用されているものもあります。
合成処理とは、画像の特定の部分を別の素材(通常は別の画像から取られたものだが、必ずしもそうとは限らない)に置き換える作業である。デジタル合成では、ソフトウェアコマンドによって、置き換える画像の部分として、狭く定義された色を指定する。そして、ソフトウェア(例えばNatron)は、指定された色範囲内のすべてのピクセルを、元の画像の一部に見えるように位置合わせされた別の画像のピクセルに置き換える。例えば、テレビの天気予報士が無地の青や緑の背景の前に立っている映像を撮影し、合成ソフトウェアで指定された青や緑の部分だけを天気図に置き換えるといったことが考えられる。

テレビスタジオでは、ニュースキャスターの背後にブルースクリーンやグリーンスクリーンが設置され、背景映像を合成した後、フルスクリーン表示に切り替えられることがあります。また、プレゼンターが合成用の背景の中に完全に収まり、コンピュータグラフィックスプログラムで作成された「仮想セット」に置き換えられる場合もあります。高度なシステムでは、被写体、カメラ、またはその両方が自由に動き回ることができ、コンピュータグラフィックス(CGI)環境がリアルタイムで変化することで、カメラアングル、被写体、仮想「背景」間の適切な関係が維持されます。
バーチャルセットは映画製作でも使用されており、通常はブルースクリーンまたはグリーンスクリーン環境で撮影されます(他の色も可能ですが、あまり一般的ではありません)。例えば、 『スカイキャプテン ワールド・オブ・トゥモロー』などが挙げられます。より一般的には、合成された背景が、実物大のセットや模型、乗り物、家具、その他の物理的な物体と組み合わされ、合成された映像のリアリティを高めます。合成ソフトウェアは、背景スクリーンの端にある青や緑の色を取り出し、それをフレームの外側の残りの部分まで拡張できるため、ほぼ無制限のサイズの「セット」をデジタルで作成できます。このようにして、限られた領域で撮影された被写体を、広大なバーチャルな風景の中に配置することができます。
おそらく最も一般的なのはセット拡張、つまり実際の舞台環境にデジタルで追加するものです。たとえば、映画「グラディエーター」では、ローマのコロッセオのアリーナと1階席は実際に建設されましたが、上層階のギャラリー(動く観客付き)はコンピュータグラフィックスで、物理的なセットの上の映像に合成されました。フィルムで最初に記録された映画の場合、「デジタル中間体」と呼ばれる高品質のビデオ変換により、合成やその他のコンピュータによるポストプロダクション操作が可能になります。デジタル合成はマットの一種であり、4つの基本的な合成方法の1つです。他の2つは、物理的合成、多重露光、および背景投影です。背景投影は、前面投影と背面投影の両方を使用する方法です。
物理合成では、画像の個々の部分を写真フレーム内に配置し、1回の露光で記録します。構成要素は、あたかも1枚の画像であるかのように見えるように位置合わせされます。物理合成で最も一般的な要素は、部分的な模型やガラス絵です。
部分模型は、天井や建物の上層階など、セットの拡張としてよく使用されます。実際のセットに合わせて作られる模型は、実際のセットよりもはるかに小さいスケールで、カメラの前に吊るされ、セットの一部のように見えるように位置合わせされます。模型は、模型自体と、そのはるか遠くにあるセットの両方が鮮明にピントが合うように、カメラから十分に離れた場所に配置する必要があるため、多くの場合かなり大きくなります。[ 1 ]
グラスショットとは、大きなガラス板をカメラの画面いっぱいに映し出し、背景も一緒にピントが合うように十分な距離を置いて配置することで撮影される手法です。アクションが行われる背景部分を除いて、シーン全体がガラスに描かれます。アクションが行われる背景部分は透明のまま残されます。ガラスを通して撮影された実写映像は、描かれた部分と合成されます。グラスショットの典型的な例は、『風と共に去りぬ』のアシュリー・ウィルクスの農園へのアプローチシーンです。農園と畑はすべてガラスに描かれ、道路とそこを行き交う人物は、透明のまま残されたガラス部分を通して撮影されます。
別の手法では、これとは逆のテクニックを用います。つまり、ほとんどの領域は透明で、個々の要素(写真の切り抜きや絵画など)だけがガラスに貼り付けられています。例えば、谷とカメラの間に適切な縮尺と位置で牧場住宅の写真を配置することで、何もない谷に牧場住宅を追加することができます。

カメラ内多重露光は、フィルムの各コマの1つの部分のみに記録し、フィルムをまったく同じ開始位置まで巻き戻し、2番目の部分を露光し、必要に応じてこのプロセスを繰り返すことによって行われます。結果として得られるネガは、すべての個々の露光の合成です。(対照的に、「二重露光」は、フレーム領域全体に複数の画像を記録するため、すべての画像が互いに部分的に透けて見えます。)一度に1つのセクションを露光することは、カメラレンズ(またはカメラ全体)を、動作領域に対応するマスキング可能な開口部を備えた遮光ボックスで覆うことによって可能になります。露光ごとに1つの開口部だけが表示され、その前に位置する動作のみが記録されます。
多重露光は、各記録における動作が他の記録の動作と一致していなければならないため、難しい。そのため、多重露光合成画像は通常、2つか3つの要素しか含まない。しかし、1900年には早くもジョルジュ・メリエスが『一人オーケストラ』で7重露光を使用し、1921年の映画『プレイハウス』では、バスター・キートンが多重露光を用いて舞台上で9人の異なる俳優として同時に登場し、9つの演技すべてを完璧に同期させた。
背景投影では、前景の被写体の後ろにあるスクリーンに背景画像を投影し、カメラで両方を同時に撮影して合成します。前景の被写体は、その背後にある背景画像の部分を隠します。場合によっては、背景は正面から投影され、スクリーンに反射しますが、スクリーンは指向性が高く、非常に反射率の高い素材でできているため、前景の被写体には反射しません。(映画『2001年宇宙の旅』の先史時代のオープニングでは、正面投影が使用されています。)しかし、リアプロジェクションの方がはるかに一般的な技術です。
リアプロジェクション(プロセス撮影とも呼ばれる)では、まず背景画像(静止画か動画かを問わず「プレート」と呼ばれる)を撮影します。例えば、カメラカーが街路や道路を走行しながら、背後の変化する風景を撮影します。スタジオでは、撮影された「背景プレート」を、フィルムを反転させた状態でプロジェクターに装填します。これは、半透明のスクリーンの裏面に投影するためです。出演者を乗せた車はスクリーンの前に配置され、車の後部窓や側面窓から風景が見えるようにします。車の前方に設置されたカメラは、出演者が運転しているふりをしながら、前景の動きと投影された風景の両方を記録します。
多重露光と同様に、リアプロジェクションは技術的に難しい。ちらつきを避けるため、プロジェクターとカメラのモーターを同期させ、スクリーンの前後で完全に位置合わせする必要がある。前景は、背後のスクリーンに光が漏れないように照明しなければならない。(夜間の運転シーンでは、車が「移動する」につれて前景の照明が変化するのが一般的である。)プロジェクターは、投影される背景が前景と同じくらい明るくなるように、非常に強力な光源を使用しなければならない。カラー撮影にはさらに困難が伴うが、アルフレッド・ヒッチコック監督の『北北西に進路を取れ』の有名な農薬散布機のシーンのように、非常に説得力のある映像を撮影できる場合もある。(ただし、このシーンの大部分はロケ撮影である。)その複雑さゆえに、リアプロジェクションは、例えば車を青や緑のスクリーンの前に配置したデジタル合成にほぼ取って代わられた。

従来のマット加工は、2つの異なるフィルム要素を、複製フィルムストリップに1つずつ印刷することで合成するプロセスです。1つの要素が複製に印刷された後、フィルムを巻き戻し、もう1つの要素を追加します。フィルムは二重露光にならないように2回露光できないため、最初の領域を印刷している間は空白の2番目の領域をマスキングする必要があります。次に、2番目の領域を印刷している間は、新しく露光された最初の領域をマスキングする必要があります。各マスキングは、「トラベリングマット」と呼ばれる、コピーフィルムストックの上に置かれる特別に加工された複製ショットによって行われます。
デジタル写真と同様に、伝統的なマット写真も均一な色の裏地を使用します。通常は(常にではありませんが)特別な青または緑です。カメラレンズに取り付けられた対応するフィルターが裏地の色だけを遮断するため、背景部分は黒として記録され、カメラのネガフィルム上では透明に現像されます。
まず、オリジナルのネガから高コントラストフィルムにプリントを作成する。このプリントでは、背景は不透明に、前景の被写体は鮮明に記録される。次に、最初のプリントから2枚目の高コントラストコピーを作成する。このコピーでは、背景は鮮明に、前景は不透明に記録される。
次に、3層構造のフィルムを光学プリンターに通します。一番下には露光されていない複写用フィルムがあります。その上には、不透明な裏地で背景を覆い隠す最初のマットがあります。一番上には、前景の動きを写したネガフィルムがあります。この工程では、前景が複写される一方で、背景はマットによって露光から保護されます。
次に、同じ工程を繰り返しますが、今回はコピーフィルムをリバースマットで覆い、既に露光済みの前景領域からの光が遮断されるようにします。最上層には背景シーンが含まれており、前回の工程で保護されていた領域のみが露光されます。こうして、背景と前景が合成されたポジティブプリントが作成されます。この合成プリントを複製すると「複製ネガ」が作成され、フィルムの編集済みネガ内の元の前景ショットと置き換えられます。

デジタルマッティングが従来の方式に取って代わった理由は2つあります。旧方式では、5つの別々のフィルムストリップ(前景と背景のオリジナル、ポジティブとネガティブのマット、コピー用紙)の位置合わせがわずかにずれる可能性があり、結果としてハローやその他のエッジアーティファクトが発生していました。デジタルマッティングは正しく行えば、1ピクセルレベルまで完璧です。また、最終的な複製ネガは「第3世代」のコピーであり、フィルムはコピーするたびに品質が低下します。デジタル画像は品質を損なうことなくコピーできます。
これは、多層デジタル合成を容易に作成できることを意味します。例えば、宇宙ステーション、宇宙船、そしてもう一隻の宇宙船のモデルをそれぞれブルースクリーンを背景に別々に撮影し、それぞれ異なる動きをさせることができます。個々のショットを互いに合成し、最後に星空の背景と組み合わせることができます。デジタル以前のマット処理では、光学プリンターを何度も通過させることでフィルムの品質が低下し、エッジアーティファクトが発生する可能性が高くなります。要素が互いに前後に交差する場合、さらに問題が生じます。