Баланс белого цвета

Бала́нс бе́лого цве́та (также кратко называемый баланс белого) — один из параметров метода передачи цветного изображения, определяющий соответствие цветовой гаммы изображения объекта цветовой гамме объекта съёмки.

Обычно употребляется как изменяемая характеристика фотографического процесса, фотоматериала, систем цветной печати и копирования, телевизионных систем и устройств воспроизведения графической информации (например, мониторов).

Баланс белого, Коррекция баланса белого, настройка белой точки или Цветокоррекция — технология коррекции цветов изображения объекта до тех цветов, в которых человек видит объект в естественных условиях (объективный подход), или до тех цветов, которые представляются наиболее привлекательными (субъективный подход).

 

Теоретические нюансы
Человек при любом освещении видит объект (заведомо) белого цвета как белый, потому что необходимую цветокоррекцию автоматически проводят человеческий глаз и мозг.

Если источник освещения имеет непрерывный спектр тепловой природы, то этому спектру можно поставить в соответствие некоторую температуру, до которой надо нагреть абсолютно чёрное тело, чтобы его излучение имело такой же спектральный состав. Эта температура получила название цветовой температуры. Цветовую температуру измеряют в кельвинах (K).

Пламя свечи имеет цветовую температуру около 1800 К, лампы накаливания — 2500 К, восход солнца — 3800 К, лампа-вспышка — 5500 К, голубое безоблачное небо в летний день — 11000 К и выше.

Корректное определение цветовой температуры по спектру источника для флуоресцентных, многих ртутных и низкотемпературных газоразрядных ламп, люминофорных источников света дать невозможно, так как значительная доля излучённой энергии приходится на «линейчатую» часть спектра. Так как в природе такое освещение встречается крайне редко, глаз человека не имеет эффективных средств адаптации к таким источникам. Однако и в этих случаях мозг создаёт «ощущение белого цвета» для соответствующих объектов (например, снега или листа белой бумаги). В таких случаях говорят о «псевдобелом» источнике света и определяют его «цветовую температуру» путём визуального сравнения с образцами.

Наиболее сложная ситуация для «баланса белого» — наличие двух и более разных источников с различной цветовой температурой. В этом случае глаз и мозг человека всё равно «увидят» правильные цвета предметов, однако и плёнка, и телекамера, и цифровой фотоаппарат воспроизведут часть предметов как «цветные».

Например, если мы выставили баланс белого в цифровом аппарате на «дневной свет», то часть кадра, освещённая лампами накаливания, будет выглядеть жёлтой, флуоресцентными лампами — зелёной, розовой или фиолетовой (для разных типов ламп), на сцене, освещённой безоблачным небом, тени будут голубыми.

Зрение человека
Основная статья: Зрение человека
Американцы Давид Хьюбл (David H.Hubel) и Торстен Вайзел (Torsten N.Wiesel) получили Нобелевскую премию 1981 года за исследование зрения человека. Они доказали, что глаза человека выдают в мозг информацию вовсе не о красном (R), зелёном (G) и синем (B) цветах (теория цвета Юнга — Гельмгольца, 1802 г.). Согласно теории о трёх оппонентных процессах (автор — немецкий физиолог Эвальд Геринг, 1834—1918), мозг получает информацию о разнице яркости белого и чёрного (Yмах и Yмин), о разнице зелёного и красного цветов (G − R), о разнице синего и жёлтого цветов (B − yellow), а жёлтый цвет есть сумма красного и зелёного цветов (yellow = R + G), где R, G и B — яркости цветовых составляющих: красного, зелёного и синего.

Имеем систему уравнений:
Кч-б = Yмах − Yмин
Кgr = G − R
Кbrg = B − R − G

где Кч-б, Кgr, Кbrg — функции коэффициентов баланса белого для любого освещения.

Практически это выражается в том, что люди воспринимают цвет предметов одинаково при разных источниках освещения (цветопостоянство, цветовая адаптация).

Цветовая модель LAB — попытка представить сочетания цветов в модели, максимально приближенной к человеческому восприятию.

Цветное телевидение
В цветном телевидении перед передачей видеосигнала в эфир он преобразуется из цветовой модели RGB в цветовую модель YUV. Это нужно для обеспечения совместимости цветного и черно-белого телевидения. Сигнал яркости черно-белого изображения Y=0,299R+0,587G+0,114B и сигналы цветности U=B−Y; V=R−Y, где коэффициенты сигнала яркости (0,299; 0,587; 0,114) отражают физиологические особенности нашего зрения, в том числе и баланс белого. В телеприёмниках происходит обратное преобразование из цветовой модели YUV в цветовую модель RGB.

Плёночная фотография
Бала́нс цветно́го изображе́ния — более широкая характеристика свойств цветного многослойного фотоматериала (или фотографического процесса), а также изображения, им сформированного, выражающая соответствие (сбалансированность) градационных характеристик цветоделённых изображений.
Баланс экспозиции
Бала́нс экспози́ции — соответствие цветности используемого при съёмке освещения нормированной для данного конкретного фотоматериала цветности освещения. Нормированное освещение задаётся цветовой температурой.

В случае денситометрических измерений изображения количественно выражается отношением величин цветоделённых световых потоков используемого освещения к величинам цветоделённых световых потоков, обеспечивающим баланс светочувствительности фотоматериала.

При отличии этих отношений от единицы говорят, что при съёмке имеет место «разбаланс по экспозиции». Таковой может быть устранён при съёмке (обычно применяемые для этого фильтры называют конверсионными) или при печати фотоснимков введением коррекции.

Баланс оптической плотности
Баланс оптической плотности — степень соответствия плотностей цветоделённых изображений серой шкалы.
Для негативного или дубль-негативного изображения измеряются и сравниваются значения копировальных плотностей, определённых над цветной вуалью
Для позитивного изображения сравниваются визуально-серые плотности.

Нарушение баланса оптической плотности — следствие нарушений баланса экспозиции, баланса светочувствительности и баланса контраста. Поэтому баланс плотности может служить их интегральной характеристикой.

Цифровая фотография
В цифровой фотографии «баланс белого цвета» может быть реализован на трёх этапах:
Изменение коэффициентов усиления аналоговых усилителей в цветовых каналах матрицы. Данный метод позволяет получить бо́льшую фотографическую широту не при одной (оптимальной для данного типа матрицы) цветовой температуре освещения, а во всём доступном диапазоне цветовых температур. Применяется фирмой Pentax, например, в аппаратах Pentax *ist Ds.
Обработка оцифрованных данных при преобразовании в графический файл внутри фотоаппарата.
Обработка RAW файла на компьютере.
В отличие от плёночной фотографии, постобработкой цифровых изображений легко достигается не только баланс светочувствительности, но и баланс контрастности.

Режимы в цифровом фотоаппарате
Установка баланса белого в современном (2005—2008 год) цифровом фотоаппарате может осуществляться следующими способами:
Съёмка в формате RAW позволяет выставлять баланс белого после съёмки на компьютере. В этом случае установка баланса белого на аппарате полезна для правильного показа превью на экране аппарата после съёмки или при работе электронного видоискателя.
Во многих цифровых фотоаппаратах фотограф с помощью специальной кнопки или в меню может вручную устанавливать тип освещения кадра — солнце, дневной свет, голубое (тень) и облачное небо, люминесцентная лампа, лампа накаливания с вольфрамовой нитью, фотовспышка и т. д. и камера делает поправку на соответствующую цветовую температуру.
Другой ручной режим — цветокоррекция «по серому листу», требует некоторого времени и ухудшает оперативность съёмки, но результаты обычно получаются наилучшие. В этом режиме фотограф помещает рядом с объектом съёмки лист серой бумаги и, прежде чем начать собственно съёмку, калибрует камеру по этому листу. Цветокоррекция по белому листу не даёт идеального результата, потому что при производстве бумаги для отбеливания используются различные красители. В случае же с серой бумагой производитель может гарантировать, что это сочетание только чёрного и белого цветов.
Некоторые «продвинутые» аппараты позволяют задать источник освещения непосредственно в градусах Кельвина — это полезно при студийной съёмке, когда цветовая температура осветительных приборов заранее известна из их паспортов или может быть измерена колориметром.
Автоматический баланс белого. Логика процессора исходит из предположения, что усреднённо кадр нейтрален в цвете, и самые яркие фрагменты кадра имеют нейтрально-белый цвет, а все остальные цвета корректируются относительно них. Для цветокоррекции в цифровой технологии достаточно изменить коэффициенты усиления в нужных цветовых каналах. Мало синего? — повышаем коэффициент усиления синего канала и получаем снимок, как бы сделанный не в свете ламп накаливания, а при дневном освещении. Подобный алгоритм работает хорошо в некотором диапазоне цветовых температур и при тепловом характере спектра освещения. Но в сложных условиях, когда яркий цвет не является белым, кадр имеет искажённую цветопередачу.

 

Нашел еще одну статью спешу поделится с вами: 

 

Как сделать так, что бы на фотографии получились настоящие цвета? Те цвета, которые вы видите в видоискателе камеры? Почему, снимая в яркий солнечный день, цвета на фотографии могут оказаться синевато-холодными? От чего лица людей на фотографии получаются оранжево-желтыми или сине-зелеными?

Ответ на все эти вопросы один – Баланс Белого. Баланс Белого – важнейший инструмент работы фотографа. Если вы поймете, как правильно управлять балансом белого – вы всегда сможете получить именно те цвета на фотографии, которые вы хотите.

В этой статье мы поговорим именно о том, как управлять Балансом Белого, а значит – управлять цветами на вашей фотографии.
Что такое баланс белого?

Спектральный состав света, отраженного от объекта, зависит от цветовой температуры источника освещения. Человеческий мозг может адаптироваться к изменению условий освещения, поэтому человек воспринимает белый цвет независимо от того, где расположены белые объект – в тени, под прямыми солнечными лучами или освещенные лампой накаливания.

Проще говоря, Баланс Белого – это то, как ваша камера “видит” белый цвет, а значит и все остальные цвета на фотографии.

Цифровые камеры, в отличие от пленочных, могут подобным образом адаптироваться в соответствии с цветовой температурой источника освещения. Этот процесс называется регулировкой “баланса белого”. Для получения на снимке естественных цветов нужно установить перед съемкой значение баланса белого, соответствующее источнику освещения.

Для пленочных фотокамер цветовой баланс настраивается правильно подобрано пленкой и использование конверсионных (меняющих цветовую температуру) фильтров.
Идеальный баланс белого

В идеале, фотография должна выглядеть как если все объекты освещались нейтрально-белым светом. Такие условия съемки есть только в фотостудиях, причем там, где стены окрашены в нейтрально серый цвет.

 

 

 

 

 

 

 

 

Идеальный баланс белого нужен не всегда. Например, в художественной фотографии баланс белого может быть использован как инструмент для создания настроения снимке. Остальные ситуации требуют правдивой передачи цветового баланса.

 

 

 

 

 

 

 

 

Управление балансом белого

На цифровых камерах баланс белого настраивается через меню до съемки. Этого достаточно только для съемки в студии, где все источники света с одной цветовой температурой и их свет не отражается от цветных стен. Тогда можно установить точную цветовую температуру в кельвинах.

 

 

 

 

В остальных случаях баланс белого “пляшет”. Особенно сильно это проявляется на репортажной съемке, когда ситуация и условия освещения постоянно меняются.

 

 

 

 

 

 

Если вы снимаете в RAW формате исправить баланс белого очень легко. Для этого в RAW-конвертерах существует настройка баланса белого, где можно указать либо тип освещения, либо автоматический режим.

 

 

Если вы будете недовольны результатом, можете воспользоваться пипеткой. Вы можете выставить значение цветовой температуры вручную. Кроме точности цветопередачи, ручная работа с цветовой температурой дает огромные возможности для художественной обработки кадра.

Для более точной передачи баланса белого в цифровых фотокамерах есть функция определения баланса белого по снимку. В примитивном случае – вы фотографируете белый лист бумаги и камера ориентируется по этому изображению. Но лучше всего использовать так называемую “Серую карту”.

Это пластинка серого цвета с помошью которой можно максимально точно выставить Баланс Белого. Почему именно серая? Потомучто 100% белой бумаги не существует. При производстве бумаги, для отбеливания используются различные красители, серая карта – по настоящему серая, т.е. производители гарантирут, что это сочетание только черного и белого цветов. Именно поэтому максимально точный Баланс Белого можно выставить только по серой карте, так как при обработке, цвет серой карты будет браться за эталон серого цвета и в зависимости от него будут изменяться все остальные цвета на фотографиях.

К сожалению, серую карту возможно использовать только при стабильных световых условиях. Т.е. по сути – только во время съемки в студии. В остальных случаях – освещение может измениться, а значит, подобранный по серой карте, ББ будет уже не соответствовать новым условиям съемки.
Итог.

Про Баланс Белого написано множество статей, тонкости настройки ББ подробно разбираются в профессиональной фотолитературе. Но работая с ББ самое главное – запомнить три основные вещи:
От настроект ББ зависят все цвета на фотографии.
При смене условий съемки, ББ необходимо настраивать заново.
Точный ББ можно выставить только по серой карте при неизменных условиях освещения.

Соблюдая эти три простых правила цвета на ваших фотографиях будут именно такие, какие вы захотите. И не пугайтесь настройки ББ – постепенно вы научитесь быстро определять, какие именно настройки надо выставить.

 

 

 

 

 

 

Добавить комментарий