В эпоху пленочной фотографии камеры не имели настроек баланса белого и чувствительности ISO. Эти параметры были заложены непосредственно в пленку при её производстве. Но существовали и активно использовались корректирующие цветные светофильтры, которые надевались на объектив и позволяли снимать дневной пленкой в вечернее время или при лампах накаливания. Но как быть с цифровым сенсором? Ведь сенсор проектируется тоже с определенной спектральной характеристикой. Взгляните на кривые спектральной чувствительности сенсора KAF-18500, который используется в Leica M9. Видно, что максимальная чувствительность в зеленом канале, а минимальная в красном.

В цифровую эпоху на смену светофильтрам пришла настройка баланса белого, которая позволяет выполнить экспокоррекцию каналов перед демозаикой.

Не вдаваясь в глубокие дебри физики, скажу, что каждый источник света обладает своей цветовой температурой. Понятие температуры взялось из определения, согласно которому, абсолютно черное тело нагретое до определенной ТЕМПЕРАТУРЫ излучает свет определенного цветового тона. Эта температура традиционно измеряется в Кельвинах, хотя её можно без труда перевести в привычные Цельсии, только смысла в этом нет никакого. Приведу типичный список цветовых температур распространенных источников света:

800 К — начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел;
1500-2000 К — свет пламени свечи;
2000 К — Натриевая лампа высокого давления;
2200 К — лампа накаливания 40 Вт;
2680 К — лампа накаливания 60 Вт;
2800 К — лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
2800-2854 К — газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью;
3000 К — лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа;
3200—3250 К — типичные киносъёмочные лампы;
3400 К — солнце у горизонта;
3700 K —флуоресцентные лампы;
4200 К — лампа дневного света (тёплый белый свет);
4300-4500 К — утреннее солнце и солнце в обеденное время;
4500-5000 К — ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга;
5000 К — солнце в полдень;
5500 К — облака в полдень;
5500-5600 К — фотовспышка;
5600-7000 К — (офисная) лампа дневного света;
6500 К — стандартный источник дневного белого света (D65);
6500-7500 К — облачность;
7500-8500 К — сумерки;
9500 К — синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца;
10000 К — источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиниевый оттенок голубого цвета);
15000 К — ясное голубое небо в зимнюю пору;
20000 К — синее небо в полярных широтах;

Баланс белого цвета определяет соответствие цветовой гаммы изображения объекта съемки цветовой гамме этого объекта. Например, лист белой бумаги с разными источниками освещения (с разными цветовыми температурами) будет выглядеть по разному. Для нормального восприятия изображения крайне важно, чтобы в целом отсутствовал какой-либо посторонний оттенок, если это не вызвано художественной задачей. Для нас важно, чтобы реперные (имеющие узнаваемые, памятные цвета) объекты имели свой привычный (нормальный) цвет. То есть серые камни должны быть серыми, кожа человека должна быть со свойственной ей оттенком и т.д. Если, например, нейтральные объекты вдруг начинают содержать посторонний оттенок, это всегда вызывает дискомфорт при просмотре.

Вернемся к цифровому сенсору и его спектральным чувствительностям. Допустим у нас есть RAW-файл, в котором есть информация о балансе белого.

WB RGGB Levels As Shot : 2367 1024 1024 1382
Color Temp As Shot : 7407

Из этой информации видно, что необходимо красному каналу необходима экспокоррекция +1.3 (2376/1024 - 1) стопа, а синему +0.3 (1382/1024-1) стопа. На гистограмме это выглядит так (верхняя - RAW, нижняя - RGB с примененным ББ).

Видно как красный и синий каналы сдвинуты вправо и практически синхронизированы с зеленым каналом. В этом и заключается работа баланса белого.

Стоит заметить, что наиболее слабым каналом для холодной температуры (выше 5500K ) будет красный, а для теплой (ниже 4000K) синий. Приведу предустановленные настройки ББ для камеры Canon EOS 5D Mark III:

WB RGGB Levels Tungsten : 1438 1024 1024 2399
Color Temp Tungsten : 3200
WB RGGB Levels Fluorescent : 1745 1024 1024 2300
Color Temp Fluorescent : 3714
WB RGGB Levels Daylight : 1986 1024 1024 1628
Color Temp Daylight : 5200
WB RGGB Levels Cloudy : 2131 1024 1024 1502
Color Temp Cloudy : 6000
WB RGGB Levels Shade : 2275 1024 1024 1393
Color Temp Shade : 7000

То есть баланс белого - это экспокоррекция каналов, выполняемая перед демозаикой RAW-данных.

Глаз человека, точнее мозг умеет адаптировать белые оттенки реальных объектов к белому цвету. Но то, что мы видим на экране или на бумаге, наш мозг не адаптирует и воспринимает так как есть. То есть если на снимке есть синий или желтый оттенок, мы это сразу видим и воспринимаем как дефект. Хотя в реальных условиях той же сцены мы не видим никаких посторонних оттенков. Важно приводить баланс белого изображения к нейтральному, который позволит наслаждаться снимком без дискомфорта в любых условиях просмотра.

Камера умеет вычислять подходящий баланс белого по определенным алгоритмам, которые не всегда правильно работают в некоторых условиях. То есть расчитанный камерой баланс белого может совпадать с нашими представлениями о цветовой температуре данной сцены, а может и нет. Кроме того, всегда присутствует некоторая погрешность определения баланса белого. Но в целом можно утверждать, что современные камеры определяют баланс белого достаточно хорошо.

При съемке в JPEG очень важно контролировать баланс белого, поскольку он используется при преобразовании данных с матрицы в JPEG-формат. Если же съемка производится в RAW, то баланс белого можно смело выставлять в AUTO. Если вдруг камера и ошибется, то это можно в любой момент легко исправить на этапе постобработки фотографии, поскольку баланс белого в RAW - это лишь теги в файле с замерянной температурой при съемке и множителями экспокоррекции каналов, которые необходимы при конвертации. В конвертере можно задать любую другую величину баланса белого, если необходимо.

Но важно помнить, что баланс белого влияет на гистограмму в камере, поскольку гистограмма строится по jpeg-превью, и если она была построена с неправильным балансом на превью будет присутствовать теплый или холодный оттенок. Отсюда, установив неверно баланс белого можно неправильно оценить реальную экспозицию по гистограмме и, что еще хуже, камера может выдать ложное предупреждение о пересветах.

Часто для получения однородного освещения профессиональные светотехники и фотографы прибегают к светофильтрам. То есть если, например, используется помещение с освещением обычными лампами накаливания (около 2700 К) и вспышки (5600 К), то на вспышки одеваются специальные цветные фильтры, цвет которых специально подбирается. Например, CTO (Colour Temperature Orange) для помещений с лампами накаливания, CTB (Colour Temperature Blue) обычно для повышения до яркого дневного света, Green для помещений с флуоресцентными лампами. В результате освещение выравнивается. В таких случаях не нужно выставлять в камере баланс белого по "вспышке", а проще оставить в AUTO, поскольку камера сама определит температуру, а иначе попытается применить температуру где-то в 5500 Кельвинов.

Наиболее точно выставить баланс белого позволяет серая карта. Серая карта представляет собой обычный пластик эталонного серого цвета (18% серый тон лежит ровно посередине между черным и белым цветом). Обычно по ней выставляют баланс белого на этапе съемки, а на этапе постобработки по этой карте сверяют правильность значений и вносят при необходимости корректировки. Серую карту необходимо снимать, заполняя ей как можно большую площадь кадра, избегая попадания на неё цветовых рефлексов от находящихся рядом объектов с яркими и насыщенными цветными поверхностями.

Серая карта также служит для точного определения экспозиции, для этого достаточно в области экспозамера разместить серую карту.

Существуют лампы, которые имеют неоднородный спектр свечения. В результате, даже при правильном балансе белого часть цветов будут достаточно точно передана, а часть будет искажена. В этом случае поможет только снимок ColorChecker Passport, который производит компания X-rite. Такой снимок позволит создать профиль камеры в данных условиях съемки и с этим профилем можно будет легко откорректировать цвета на снимке.

Домашнее задание

Сделайте снимок в автоматическом режиме ББ (будет очень показательно если в кадре будут отсутствовать нейтральные цвета) и с выставлением ББ по серой карте. Сравните результаты.

Продолжение следует...

 

 

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить