看天气预报时，气象主播站在一大幅地图前，用手指出云层移动的方向。但在实际的演播室里，那个人身后的并不是地图，而是一面没有任何花纹的绿色墙壁。只挑出某一种特定颜色将其抹去，再在那个位置填入其他影像的技术，就是“色键抠像（Chroma Key）”。
简单来说，色键抠像指的是“把画面中的一种颜色变透明，从而与其他背景叠加的视频合成技术”。色度（Chroma）指颜色的性质，键（Key）指抠掉画面一部分的操作。根据背景颜色的不同，它也被称为绿幕或蓝幕，广泛用于新闻、电影乃至游戏直播。
本文将依次介绍色键抠像的原理、从蓝幕到绿幕的历史、选择背景颜色的原因，以及实现干净合成的拍摄要领。
用一种颜色改变世界的视频合成
色键抠像是如何工作的？
色键合成分三个步骤完成。关键在于事先确定一种只存在于背景、而人物身上没有的颜色。
（1）在单色背景前拍摄
让人物或物体站在涂得均匀的绿色或蓝色背景前进行拍摄。背景颜色在整个画面中越统一越好。
（2）抠像（Keying）
编辑设备或软件将画面上的每一个点与设定好的颜色进行比较，把与背景色相同的部分变成透明，人物部分则原样保留。像发梢那样只覆盖一半的部分会处理成半透明。这样生成的透明度信息被称为“遮罩（Matte）”。
（3）背景合成
在变透明的位置铺上另行拍摄的风景或计算机图形，人物看起来就像一开始就在那里一样。在直播中，这一过程是实时完成的。
从黑布到蓝布，再到绿布
更换背景的尝试，与电影的历史一样悠久。
（1）黑色背景与二次曝光
1898年，英国的乔治·阿尔伯特·史密斯（George Albert Smith）利用二次曝光，把以黑布为背景拍摄的场景叠拍在另一个场景之上。这种方法利用的是黑色部分不会在胶片上成像这一点。
（2）蓝幕的登场
20世纪30年代，美国RKO电影公司开发了使用蓝色背景的方法；在1940年的电影《巴格达窃贼》（The Thief of Bagdad）中，拉里·巴特勒（Larry Butler）在精灵从瓶子里逃出的场景中正式运用了蓝幕技术。这部电影获得了当年的奥斯卡特效奖。
（3）电视与绿幕
“色键（Chroma Key）”这个名称原本是美国RCA公司用于NBC电视台的商标，1957年秋天在《乔治·高贝尔秀》（The George Gobel Show）中就已较早使用。此后，佩特罗·弗拉霍斯（Petro Vlahos）改进了合成技术，并于1964年获得奥斯卡奖；从20世纪70年代初起，美国和英国的电视台开始用绿色背景代替蓝色。
为什么偏偏是绿色和蓝色？
选择背景颜色的第一个标准，是它必须与人的肤色相差最远。皮肤中红色成分较多，所以不用红色，主要选择绿色和蓝色。
（1）绿色用得多的原因
绿色衣服比蓝色衣服少见，因此出镜者的衣服连同背景一起被抹掉的风险较小。据说，电视台正是因为爱穿蓝色西装的气象主播而改用绿色的。此外，数码相机传感器中接收绿色的像素是红色或蓝色的两倍，因此绿色信号能记录得更干净。
（2）仍然需要蓝色的情况
如果拍摄对象带有大量绿色，就会使用蓝色背景。在2002年的电影《蜘蛛侠》（Spider-Man）中，身穿红蓝战衣的蜘蛛侠要在绿幕前拍摄，而一身绿装的绿魔则必须在蓝幕前另行拍摄。在胶片时代蓝色率先被采用，也是因为制造只对蓝光感光的胶片比较容易。
实现干净合成的拍摄要领
色键抠像的完成度，在剪辑之前就已在拍摄现场决定。如果背景不均匀，或者有与人物重叠的颜色，再好的软件也很难将其干净地分离。
- 均匀照明（Even Lighting）：背景上一旦出现阴影或褶皱，那部分的颜色就会改变而无法抹去。应使用反光少的哑光布，并均匀照亮整个背景。
- 溢色（Spill）：绿色背景反射的光一旦染到人物的头发或肩膀上，轮廓就会显得不自然。让人物与背景保持足够距离，可以减少溢色。
- 服装选择（Wardrobe）：避免穿戴与背景同色的衣服或道具。反过来，有时也会故意盖上绿布，让身体的一部分消失，用于隐身斗篷式的效果。
- 跟踪标记（Tracking Markers）：在摄像机移动的场景中，会在背景上用胶带贴出X形标记，以便日后由计算机计算摄像机的运动，让背景随之一起移动。
- 灯光匹配（Lighting Match）：照在人物身上的光线方向和颜色，必须与之后要放入的背景光线一致，合成效果才会显得自然。
色键抠像从抹去一种颜色这一简单想法出发，成为让人在演播室里就能往返于沙漠、太空乃至想象中城市的视频制作核心技术。近年来，在巨大的LED墙上直接显示背景进行拍摄的虚拟制片也越来越多，但成本低、随处都能轻松使用的绿幕，从个人直播到大制作电影，依然坚守在拍摄现场。
清楚地区分想要抹去的颜色和想要保留的颜色，这正是制作自然合成影像的影像学第一步。
