Что такое баланс белого?

Одной из проблем создания фотографического изображения, едва ли не самой важной, является необходимость постоянно учитывать неоднозначность человеческого цветовосприятия. Особую роль здесь играют различные «поправки», которые вносит в картину мира наш мозг. Одной из таких «поправок» является цветопостоянство — способность воспринимать цвета объектов приблизительно одинаковыми при изменении цвета освещения. Цветопостоянство проявляется в основном в ситуациях, когда сцена освещается источником света с достаточно широким диапазоном волн, например, солнечным светом, и наиболее очевидно это становится при наблюдении нейтральных по цвету объектов — речь идет об оттенках серого или вовсе о белом цвете. 

Говоря проще — белая береза будет казаться нам белой вне зависимости от погоды и высоты солнца надо горизонтом, лишь бы было достаточно светло. Хотя, казалось бы, солнечный свет, проходя через зелень листвы, должен как-то влиять на цвет стволов березовой рощи, но наше сознание мгновенно вычисляет «лишний» оттенок освещения и производит требуемую цветокоррекцию.

Можно привести множество примеров работы цветопостоянства — синий свет, отраженный от снега, желтый свет ламп накаливания, холодный с пурпуром — флюоресцентных ламп. Так или иначе, для создания «универсального» фотографического изображения нужно все это как-то учитывать. Ведь не можем же мы к фотографии прикладывать инструкцию — в каком освещении ее надо рассматривать. Да и вряд ли это помогло бы, так как скорее всего спектр, отраженный от снимка, будет отличаться от реальных спектров снятой сцены.

Надо сказать, что во многих ситуациях решить проблему баланса белого довольно легко. Например, с колебаниям цвета солнечного света справляется даже автоматика недорогих камер. А выставить верный баланс для источников искусственного освещения практически невозможно. Это связано, в первую очередь, с «линейчатым», прерывистым спектром излучения источников света. В природе такое освещение встречается крайне редко, и наш аппарат восприятия не имеет «готового решения» для таких случаев, оно просто не успело выработаться в ходе эволюции. Однако адаптация происходит и в этом случае, правда иным способом — наш мозг просто узнает определенные предметы и «назначает» им нужные цвета, хотя фактически мы их и не различаем. Как вы понимаете, вычислить величину поправки цвета при таком положении дел довольно непросто.

Другой проблемой, связанной с искуственными источниками света, является их мерцание. В большинстве случаев эти источники питаются от переменного тока, что вызывает различного рода колебания как цвета, так и яркости. Глазами различить это непросто — колебания яркости лампы накаливания составляет около процента, так как за сотую долю секунды вольфрамовая нить не успевает как следует остыть, а вот мерцание флюоресцентных ламп многие люди видят невооруженным глазом, так как газ, в отличие от вольфрама, перестает светиться практически мгновенно (особенно в недорогих лампах). (сноска: К слову сказать, в свое время это было серьезной проблемой: мерцание таких ламп накладывалось на мерцание экрана ЭЛТ-монитора, вызывая разностные гармоники (приблизительно в 15 гц), что крайне неблагоприятно сказывалось на зрении. К счастью, в наше время с распространением ЖК-мониторов эта проблема ушла в прошлое.)

В любом случае, при съемках в искусственном освещении на коротких выдержках, мы имеем заметную нестабильность и непредсказуемость цветовых отклонений, вызванных мерцанием.

Наиболее распространенным способом подгонки цветов снимка под ожидаемые цвета является установка «баланса белого цвета». По сути, это имитация цветовых искажений, производимых нашим мозгом. Для достижения этого эффекта применяется целый арсенал средств как при съемке, так и при обработке.

Прежде всего — установить баланс белого можно при помощи специальной мишени — серой карты. Этот метод был предложен в 50-е годы компанией Kodak и до сих пор используется для решения сразу двух вопросов: по этой карте можно точно установить экспозицию, а также вычислить оттенок света освещающего сцену. Производители таких карт гарантируют, что она не имеет цветовых оттенков, и ее цвет одинаково искажается при любом освещении.

Как правило, по балансу белого с картой работают двумя способами. В обоих случаях ее помещают рядом с объектом в те же условия освещения, в которых будет производиться съемка, и производится эталонный снимок. Первый способ предполагает использование специальной опции камеры. Как правило, это называется «пользовательский ББ» или «Custom WB». Выбрав этот пункт в меню камеры, мы получаем возможность указать в качестве эталона снимок с серой картой. Программа, проанализировав цвет серой карты на этом снимке, вычислит требуемую поправку и будет применять ее ко всем снимкам, сделанным с данной настройкой пользовательского баланса. Для более подробного описания этого метода я рекомендую обратиться к инструкции к вашей камере, так как для разных моделей это делается по-разному.

Второй способ, основанный на работе с серой картой, реализуется в программе обработки, например в Lightroom. Здесь идея заключается в том, что измерив отклонение от нейтрали для серой карты, можно компенсировать искажение всего снимка.

Нейтраль — это когда все три значения RGB одинаковые. Если оказывается, что на снимке серая карта имеет большее значение в синем, то все, что остается сделать — это уменьшить его интенсивность, уравняв таким образом значения RGB. Это можно сделать вручную — с помощью тоновой кривой, а проще — автоматически, при помощи специального инструмента, White Balance Selector (в Lightroom), обычно имеющего вид пипетки. Достаточно кликнуть этой пипеткой по серой карте, как цвета снимка «придут в норму». Далее полученные настройки баланса белого применяются к остальным снимкам, сделанным в тех же условиях освещения, что и эталонный снимок.

Работа с серой картой актуальна лишь для задач точной цветопередачи. В тех случаях, когда это не требуется, можно обойтись набором предустановленных настроек баланса белого. Этот набор доступен для большинства камер и представляет собой стандартизированные решения распространенных ситуаций: солнечно, пасмурно и т.д.  Причем если съемка идет в формате RAW, то возможность выбрать эти настройки сохранится и позже, при работе в Lightroom и большинстве других RAW -конвертеров.

Работа с серой картой и работа с предустановленными пресетами являются двумя крайностями, между которыми находится золотая середина — автоматический баланс белого —  пожалуй, наиболее часто применяемый метод. Сразу замечу, что “auto” на камере и “auto” в Lightroom — совершенно разные вещи, причем разница эта не в пользу программы. Дело в том, что в алгоритм, заложенный в Adobe Camera Raw основан на устаревшем методе вычисления отличия усредненного цвета изображения от нейтрально-серого. При большом цветовом разнообразии этот метод действительно будет работать, хотя, по моему мнению, это скорее будет похоже на художественный эффект, нежели на приведение снимка к более естественным цветам. Но если окажется, что в изображении преобладает какой-то конкретный цвет (представьте, например, усыпанное розовыми лепестками тело девушки), то автоматика ACR сможет лишь ухудшить снимок: метод усреднения «вычислит», что розового здесь слишком много, и попытается его скомпенсировать, сместив цвета в область синего и голубого. Очевидно, такая коррекция мало кому понравится.

В камерах же используется более развитый метод вычисления баланса белого — с использованием матриц памятных цветов и даже методик анализа изображения. Его применение дает вполне удовлетворительный результат в большинстве случаев. Причиной такого прогресса, по-моему, является маркетинг — для успешных продаж камера должна давать приемлемый по цвету кадр в руках даже самого неопытного фотографа.

Помимо упомянутых методов существует и метод ручной настройки баланса белого. В Lightroom это достигается регулировкой двух параметров — Temp и Tint.

Temp — сокращение от Temperature — к реальной температуре предметов имеет самое отдаленное отношение, хоть и измеряется в градусах Кельвина. Речь идет о смещении цвета изображения в диапазоне от синего к желтому.

Если вам все же интересно, что такое цветовая температура, то придется  поговорить о далеких от фотографии делах. В самом начале двадцатого века великий немецкий физик Макс Планк сформулировал ряд принципов, давших начало современной квантовой физике. В числе прочего, Планком был введен термин «цветовая температура», как характеристика излучения абстрактного «абсолютно черного тела». Со временем этот термин прижился и в менее фундаментальных отраслях науки, так как позволял одним-единственным числом описывать совершенно конкретный состав спектра, что сделало его незаменимым при стандартизации источников освещения и, в свою очередь, в системах управления цветом — с его помощью описываются стандартные условия просмотра.

Конечно, далеко не все цвета можно описать цветовой температурой, но для источников света ее вполне достаточно. Например, пламя свечи — 2000°К, полуденное солнце — 5000°К, ясное небо — 15000°К. Обратите внимание — чем выше цветовая температура, тем «холоднее» цвет.

При работе с балансом белого коррекция в этом диапазоне оказывается наиболее часто востребованной, хотя и представляет собой лишь одну из трех осей цветокоррекции RGB. Вторая ось — от зеленого к пурпурному —  называется в ACR и Lightroom «Tint», то есть «оттенок», и также используется для настройки баланса, хоть и реже «температуры». Здесь нельзя не отметить потенциальную опасность — при работе за плохо откалиброванным монитором ошибка в установке цветовой температуры приведет лишь к тому, что снимок при печати окажется чуть более холодным или теплым, что в общем смысле не большая беда. А вот если цвет «уедет» в пурпурный или зеленый, то получившиеся цвета трудно назвать объективно приемлемыми — землистый цвет кожи или фиолетовое небо мало кому понравится.

Для большинства задач работу с балансом белого можно разделить на две фазы — предварительную настройку, которая призвана дать некоторую точку отсчета и уменьшить объем работы. Это может быть автоматическая установка, съемка серой карты или выбор предустановленных настроек. На второй фазе, во время обработки, происходит ручная доводка — в одних случаях для уточнения баланса в сложных ситуациях, в других — для умышленного его искажения в художественных целях, например, для увеличения цветового разнообразия или придания снимку определенного настроения.

Добавить комментарий