Что такое баланс белого?

Опция «Баланс белого (ББ)» служит для включения режима цветовой коррекции, автоматической процедуры, позволяющей добиться того, что объекты, видимые человеческим глазом как белые, будут иметь белый цвет и на ваших снимках.

Баланс белого осуществляется вычислительным устройством камеры с учетом «цветовой температуры» источника освещения, содержащей в себе информацию об относительной «холодности» или «теплоте» белого света.

Наше зрение достаточно хорошо отличает белый цвет при самых различных источниках света, в то время как имеющийся в цифровых камерах режим «AWB» (автоматический баланс белого), часто испытывает при этом большие трудности.

Неверно установленный баланс белого способен порождать синюшные (рис. 1), восковые или зеленоватые оттенки, которые придают неестественность снимкам, а особенно сильно портят портреты. В пленочной фотографии, для того чтобы добиться правильного баланса белого, требовалось применение различных оттеночных фильтров, которые подбирались в зависимости от конкретных условий съемки. Сейчас, когда наступила эра цифровой фотографии, такая технология уже не используется. Понимание принципа работы цифрового баланса белого может помочь пользователям избежать цветовых искажений, связанных с режимом «AWB» камеры, и повысить качество снимков в широком диапазоне условий освещения.

Что такое «цветовая температура»

Значением цветовой температуры описывается спектр света, испускаемого «абсолютно черным телом» в зависимости от его температуры. Абсолютно черным, по определению, называют тело, поглощающее любой падающий свет, но при этом, несмотря на свое название, абсолютно чёрное тело может испускать электромагнитное (в том числе световое) излучение, а, следовательно, иметь цвет.

Спектр излучения, испускаемого абсолютно черным телом, определяется только его температурой. В быту аналогом абсолютно черного тела может служить нагретый камень или металл до «красного каления» (то есть до определенной температуры) или до «белого каления» (соответствующего еще более высокой температуре нагрева).

Абсолютно черные тела, имеющие различные температуры, обладают светимостью с различной цветовой температурой. Свет, который нам кажется белым, необязательно включает в себя полный видимый спектр:

Рис. 3. Относительная интенсивность нормализована для каждой температуры (в Кельвинах)

Изучив графики, приведенные на рис. 3, можно заметить, что абсолютно черное тело с температурой 5000 K излучает примерно нейтральный свет, а при температуре 9000 K и температуре 3000 K испускается свет со спектром, смещенным в синюю и оранжевую стороны, соответственно. При возрастании цветовой температуры цвет света становится более «холодным». Цвет света, имеющего более низкую цветовую температуру, содержит относительно больше желтых и красных оттенков и воспринимается человеком, как «теплый».

Может ли быть полезным для фотографов понятие о цветовой температуре, если они не имеют никогда дел с абсолютно черными телами?

Такие источники света, например, как лампы дневного света и накаливания, испускают свет со спектром, практически аналогичным светимости абсолютно черных тел при определенных температурах. В то же время свет некоторых других источников (флуоресцентных или энергосберегающих ламп, например) не может быть описан цветом излучения абсолютно черного тела.

Профессиональные фотографы термин «цветовая температура» не используют, связывая его с настоящими абсолютно черными телами, а, говоря о «коррелированной цветовой температуре», имеют в виду источник света с соответствующей окраской. Следующая таблица демонстрирует коррелированную цветовую температуру, соответствующую некоторым распространенным источникам света:

Цветовая температураИсточник света
1000-2000 Ксвечи
2500-3500 Клампы накаливания
3000-4000 Квосход и закат (чистое небо)
4000-5000 Кфлюоресцентные лампы
5000-5500 Квспышка
5000-6500 Кдневной свет при чистом небе (солнце в зените)
6500-8000 Кумеренная облачность
9000-10000 Ктень или сильная облачность
Цветовая температура, соответствующая некоторым источникам света

На практике: создаем файлы JPEG, TIFF

Так как некоторые источники света, используемые на практике, не идентичны излучению, испускаемому абсолютно черными телами, то, говоря о балансе белого, вводят в дополнение к рассмотренной цветовой температуре и вторую переменную: сдвиг зеленого. Корректировать зеленый при наличии обычного дневного света чаще всего не требуется, но при искусственном освещении, например, флуоресцентном, баланс белого может требовать существенной коррекции зеленого.

У многих цифровых камер, к счастью, имеется набор опций для обеспечения баланса белого при съемках в разных условиях. Так что пользователю, на самом деле, не стоит заботиться о цветовой температуре и сдвиге зеленого, делая снимки. Часто используемые обозначения этих опций показаны слева (Рис. 5).

Первые три варианта установок ориентированы на диапазоны, связанные с цветовой температурой. Автоматический баланс белого (AWB) имеется сейчас во всех цифровых фотокамерах и использует алгоритм с наилучшим приближением (в ограниченном диапазоне 3000/4000 K — 7000 K). Выбор Собственного баланса белого позволит вам, сделав снимок серого эталона (при заданном освещении), использовать его далее для обеспечения баланса белого в последующих снимках. Режим Kelvin позволяет самостоятельно выбирать в широком диапазоне цветовых температур.

Следующие шесть вариантов обеспечения баланса белого представлены в порядке, соответствующем увеличению цветовой температуры, но многие камеры не имеют баланса белого в тени. Некоторые камеры имеют опцию Галоген, рассчитанную на работу с флуоресцентными источниками освещения, калиброванными по дневному свету.

AWB
Собственный
Kelvin
Лампа накаливания
Флюоресцентный
Дневной
Вспышка
Облака
Тень

Но если не удается добиться требуемого баланса белого с помощью установок камеры, то впоследствии можно скорректировать изображение на компьютере, чтобы добиться естественности в передаче цвета. При этом нужно иметь в виду, что использование различных программных методов при компьютерной обработке может значительно уменьшить разрядность вашего снимка, а значит и информативность каждого участка изображения.

Обозначения и символы различных опций баланса белого лишь приблизительно соответствуют характеристикам освещения, при котором можно получить наилучшее качество снимков. В зависимости от наличия дымки, времени дня и высоты может оказаться, что предпочтительнее выбрать в некоторых случаях для баланса белого не опцию Дневной, а — Облака. Обычно, когда изображение на экране камеры кажется слишком «холодным», то можно повысить цветовую температуру, выбирая следующую, расположенную нижу, опцию из списка. Но если изображение по-прежнему кажется слишком «холодным» (или слишком «теплым», при движении вверх, в противоположном направлении), то, возможно, более разумно будет задать температуру вручную, используя режим Kelvin.

Но если не удается добиться требуемого баланса белого с помощью установок камеры, то впоследствии можно скорректировать изображение на компьютере, чтобы добиться естественности в передаче цвета. При этом нужно иметь в виду, что использование различных программных методов при компьютерной обработке может значительно уменьшить разрядность вашего снимка, а значит и информативность каждого участка изображения.

На практике: используем файл RAW

Безусловно, лучшим решением вопроса баланса белого может быть съемка, при которой создаются файлы в формате RAW, если, конечно, ваша камера это позволяет делать. Настроить баланс белого можно, имея такой файл, уже после того, как был сделан снимок, используя при его обработке более широкий диапазон цветовой температуры и сдвиг зеленого.

Применять функцию баланса белого к файлу RAW — просто и легко: нужно двигать слайдеры цветовой температуры (сдвига зеленого) до появления естественности изображения, или выбрать «нейтральный эталон» при работе с изображением. Если хотя бы у одного из снимков есть нейтральный эталон, его можно использовать для настройки баланса белого и у других изображений, при условии, что освещение не менялось.

Собственный баланс белого: используем нейтральный эталон

Нейтральный эталон часто применяется для проектов критичных по цвету или когда есть проблемы с использованием автоматического баланса белого. Нейтральные эталоны могут быть частью сцены (но это, если вам повезет) или быть заранее приготовленными. Ниже приведен пример (рис. 4) удачного выбора эталона на сцене, наполненной в остальном синевой.

Рис. 4

С другой стороны, заранее заготовленные портативные эталоны, всегда будут более точными, так как можно ошибиться, выбрав в качестве нейтрального эталона предмет, который на самом деле таковым не является. Профессиональные портативные эталоны могут стоить довольно дорого, когда они разработаны и изготовлены специально для фотографии, но можно использовать и недорогие домашние заготовки.

При этом нужно учитывать, что в качестве идеального эталона серого может выбираться образец, одинаково отражающий все цвета спектра и сохраняющий эту способность в достаточно широком диапазоне цветовых температур.

Ниже показан пример (рис. 5), демонстрирующий специально разработанный эталон серого цвета:

Рис. 5.

Для определения цветовой температуры отраженного или падающего света можно пользоваться специальными приборами. В то время как с помощью большинства нейтральных эталонов измеряют отраженный свет, такими приборами, как «эксподиск», (измеритель баланса белого) может измеряться падающий свет (что теоретически более точно).

Следует проявлять осторожность, когда вы используете, как нейтральный эталон, зашумленное изображение с сильным шумом (рис. 7), так как, нажав при выборе, казалось бы, на серую область, вы в действительности можете выбрать цветной пиксель, являющийся часть шума цветности:

Рис. 6
Небольшой шум (равномерно серый)
Рис. 7
Сильный шум (цветные пятна)

Если позволяет программное обеспечение, то наилучшим решением при настройке баланса белого по шумным изображениям, будет усреднение пикселей вашего зашумленного серого. При использовании программы «Adobe Photoshop», можно, например, усреднить по квадрату 5×5 или 3×3 пикселей.

AWB или Автоматический баланс белого

Некоторые предметы, попадающие в поле зрения объектива камеры, создают проблемы автоматической настройке баланса белого, причем даже при нормальном естественном освещении. Этот негативный фактор может проявляться, например, при перенасыщенности холодными или теплыми тонами предмета съемки. Ниже приведены изображения (рис. 8 и рис. 9) иллюстрирующие ситуацию, когда предмет имеет преимущественно красный цвет, и поэтому камера считает освещение теплым. Как следствие, вычислительное устройство пытается скомпенсировать теплоту, приближая средний цвет на изображении к нейтральному оттенку, а в результате образуется синева на воде.

На приведенных выше снимках при съемке в режиме собственного баланса использовалась в качестве эталона нейтрального карта 18 % серого.

Использование режима AWB часто более эффективно, если на фото есть хотя бы один яркий реально белый или бесцветный элемент. Вряд ли стоит изменять композицию и специально включать в нее белый или бесцветный объект, но просто необходимо знать, что его отсутствие способно создать проблемы в режиме AWB. При отсутствии белой лодки на нижнем снимке (рис. 10) автоматический баланс белого цифровой камеры создал бы изображение, имеющее более теплую цветовую температуру.

Рис. 10

В смешанном свете

Наличие большого количества источников света, имеющих разные цветовые температуры, способно еще более усложнить настройку баланса белого. В некоторых ситуациях можно вообще не суметь добиться корректного баланса белого, и выбор настроек будет зависеть только от того, где более важна точность передачи цвета.

При наличии смешанного света AWB определяет среднюю цветовую температуру в целом для сцены, а далее использует полученное значение для баланса белого. Во многих случаях этот подход бывает удачным, но AWB часто преувеличивает разницу в цветовой температуре источников света относительно той разницы, что видят глаза человека.

Чрезмерная разница цветовой температуры бывает наиболее заметна при наличии одновременно искусственного и естественного освещения. При этом в некоторых случаях даже требуется независимый баланс белого при каждом освещении. Но, с другой стороны, иногда интереснее оставить все без корректировки.

Заметьте, что здание на снимке вверху справа выглядит довольно теплым, а небо, наоборот, там более холодное. Все это объясняется тем, что в этом случае баланс белого задавался по лунному свету, подчеркнув при этом более теплую цветовую температуру видимого в арке искусственного освещения.

Настройка баланса белого, основанная на естественном свете, обычно придает большую реалистичность фотографиям. При выборе в качестве эталона «камня», как сделано на левом верхнем снимке для баланса белого, небо становится тёплым.

Добавить комментарий

*

code

Pin It on Pinterest