Cryptomatte

Cryptomatte ist ein offener Standard für automatisch erzeugte, präzise Objekt-Masken aus 3D-Renderings, der manuelle Matte-Erstellung für CG-Elemente weitgehend überflüssig macht.

Rubrik: Animation & VFX · Unterrubrik: Compositing · Niveau: Fortgeschritten Synonyme / Auch bekannt als: Crypto Matte, Object ID Matte, Cryptomatte Pass

Was ist Cryptomatte?

Cryptomatte ist ein 2015 von Jonah Friedman und Andy Jones bei Psyop entwickelter Standard für automatische Matte-Generierung in 3D-Renderings. Er löst ein fundamentales Problem im VFX-Compositing: Wie kann man aus einem komplexen CGI-Bild mit Dutzenden oder Hunderten von Objekten präzise Masken für einzelne Objekte, Materialien oder Assets extrahieren, ohne diese manuell rotoscopen zu müssen?

Cryptomatte nutzt dazu einen speziellen Render-Pass, der für jedes Objekt (oder Material, oder Asset) eine eindeutige Farb-Hash-ID kodiert. Im Compositing kann der Artist dann mit einem Klick jedes beliebige Objekt auswählen, und Cryptomatte erzeugt automatisch eine pixelgenaue, antialiasierte Matte — inklusive korrekter Behandlung von transparenten Materialien, Tiefenschärfe und Bewegungsunschärfe.

Erklärung

Wie funktioniert Cryptomatte technisch?

Cryptomatte kodiert für jeden Pixel bis zu drei Ebenen (Coverage Levels) mit je einem Hash-Wert und einem Coverage-Wert (Abdeckungsgrad):

• Hash: Eine eindeutige numerische ID für das Objekt. Berechnet als deterministischer Hash des Objektnamens oder der Asset-ID.
• Coverage: Der Anteil, mit dem dieses Objekt den Pixel abdeckt (0.0 bis 1.0). Bei Anti-Aliasing und Transparenz können mehrere Objekte mit jeweils unterschiedlichen Coverage-Werten zu einem Pixel beitragen.

Die Daten werden in einem Multi-Channel-OpenEXR im VFX-Workflow-Kanal gespeichert (üblicherweise mehrere Kanalpaare: cryptomatte00.R/G = Hash/Coverage für Level 0; cryptomatte00.B/A = Level 1 usw.).

Im Compositing analysiert ein Cryptomatte-Plugin diese Informationen: Der Artist klickt auf ein Objekt im Viewport; das Plugin liest dessen Hash aus dem Cryptomatte-Pass und summiert alle Coverage-Werte aller Pixel, in denen dieser Hash vorkommt. Das Ergebnis ist eine glatte, antialiasierte Matte — ohne manuelle Arbeit.

Cryptomatte-Typen

Cryptomatte kann auf verschiedenen Ebenen erzeugt werden:

• CryptoObject: Separate Matten für jedes einzelne 3D-Objekt.
• CryptoMaterial: Separate Matten für jedes Material — ermöglicht die gezielte Auswahl aller Objekte mit einem bestimmten Material.
• CryptoAsset: Separate Matten für Asset-Gruppen — in Szenen mit vielen Instanzen eines Assets kann man alle auf einmal auswählen.

Unterstützung in Renderern und Software

Cryptomatte ist mittlerweile breit unterstützt:

Renderer: Arnold, RenderMan, V-Ray, Redshift, Mantra (Houdini), Cycles (Blender), PRMan, Corona.

Compositing-Software: Nuke – Compositing-Software (native Unterstützung in NukeX und Nuke Studio), Blackmagic Fusion, After Effects (über Plugin), Blender Compositor.

3D-Software: Maya, Houdini, Cinema 4D, Blender, 3ds Max.

Workflow in Nuke

In Nuke wird Cryptomatte über den Cryptomatte-Gizmo oder den nativen Cryptomatte-Node (ab NukeX 13) genutzt:

1. Multi-Layer-EXR mit Cryptomatte-Passes laden (Read-Node).
2. Cryptomatte-Node an den EXR-Output anschließen.
3. Im Viewer auf das gewünschte Objekt klicken (Pickmode).
4. Nuke generiert sofort eine antialiasierte Matte für das ausgewählte Objekt.
5. Die Matte kann weiter verfeinert, erweitert oder in Rotoscoping-Workflows integriert werden.

Vorteile gegenüber klassischen Object-ID-Passes

Klassische Object-ID-Passes weisen jedem Objekt eine Farbe zu (z. B. Rot = Objekt 1, Grün = Objekt 2). Das hat Nachteile: Keine Antialiasing-Information an Kanten; keine korrekte Behandlung von transparenten Materialien; Farb-Bleeding durch Mip-Mapping.

Cryptomatte überwindet alle diese Probleme durch das Coverage-System: Kantenpixel, die zwischen zwei Objekten liegen, erhalten korrekte gemischte Coverage-Werte, was zu einer scharfen, glatten Matte ohne gezackte Kanten führt.

Beispiele

• Eine CGI-Stadtszene mit hundert Gebäude-Instanzen: Der Compositor möchte nur die Gebäude der linken Straßenseite abdunkeln. Mit Cryptomatte wählt er per Klick jedes gewünschte Gebäude aus; die Matte ist sofort fertig.
• Ein CGI-Charakter hat dutzende separate Geometrie-Teile (Haut, Kleidung, Haare, Accessoires). Mit CryptoMaterial kann der Compositor die Matte für "nur Haut" sofort extrahieren und gezielt Farbkorrekturen anwenden.

In der Praxis

Cryptomatte ist in modernen VFX-Pipelines Standard. Jeder produktionsrelevante Multi-Layer-EXR sollte Cryptomatte-Passes enthalten, da sie den Compositing-Aufwand für CG-Shots erheblich reduzieren. Die Entscheidung, welche Cryptomatte-Typen gerendert werden (Object, Material, Asset), wird zu Projektbeginn in der Pipeline-Konfiguration festgelegt.

Vergleich & Abgrenzung

Häufige Fragen (FAQ)

Kostet Cryptomatte Render-Zeit? Ja, aber vergleichsweise wenig — typischerweise unter 5 % Mehrzeit. Der Einsparung im Compositing steht ein minimaler Overhead im Rendering gegenüber.

Kann ich Cryptomatte für Live-Action-Footage nutzen? Nein — Cryptomatte ist auf gerenderte CGI-Szenen beschränkt. Für Live-Action-Freistellungen ist Rotoscoping oder Keying – Grundlagen nötig.

Wie viele Ebenen (Coverage Levels) brauche ich? Für einfache Szenen reichen zwei Levels. Für komplexe Szenen mit vielen transparenten Materialien, Subsurface-Scattering und Tiefenschärfe können drei oder mehr Levels notwendig sein.

Verwandte Einträge

• OpenEXR im VFX-Workflow
• Rotoscoping
• Deep Compositing
• Nuke – Compositing-Software
• Compositing – Grundlagen

Weiterführend

• Friedman, Jonah; Jones, Andy: Cryptomatte: A New Standard for Object Mattes, SIGGRAPH 2015 Proceedings, 2015
• Psyop: Cryptomatte GitHub Repository, 2024
• Academy Software Foundation: OpenEXR / Cryptomatte Dokumentation, 2024