Концепция: баланс белого

Баланс белого (ББ) — это процесс цветокоррекции, в результате которой объекты, которые глаз видит как белые, будут показаны белыми на вашем снимке. Баланс белого камеры должен принимать во внимание «цветовую температуру» источника освещения, которая подразумевает относительную теплоту или холодность белого света. Наши глаза достаточно хорошо отличают белый при различных источниках света, но для цифровых камер автоматический баланс белого (AWB) часто создаёт большие трудности. Неверный баланс белого может породить синюшные, восковые или даже трупно-зелёные оттенки, которые выглядят неестественно и особенно портят портреты. Применение ББ в традиционной плёночной фотографии означало использование различных оттеночных фильтров, каждый для определённых условий съёмки, но в цифровой фотографии это больше не требуется. Понимание цифрового ББ поможет вам избежать искажений цвета, вызванных AWB вашей камеры, и тем самым повысить качество ваших снимков при расширенном диапазоне условий освещения.

Example of an incorrect white balance Example with corrected white balance
Неверный баланс белого Корректный баланс белого

Основы: цветовая температура

Цветовая температура описывает спектр света, который отражается от «абсолютно чёрного тела» в зависимости от температуры его поверхности. Абсолютно чёрным называется тело, которое поглощает любой падающий свет, ни отражая его, ни пропуская. Примерным аналогом излучения абсолютно чёрного тела в быту может служить нагретый металл или камень: говорят, что они накалены (до «красного каления»), когда они достигают определённой температуры, и доведены до «белого каления» при значительно более высоких температурах. Аналогично, абсолютно чёрные тела при различных температурах покажут светимость различной цветовой температуры. Несмотря на название, свет, который может казаться белым, необязательно содержит полный видимый спектр:



Относительная интенсивность нормализована для каждой температуры (в Кельвинах).

Заметьте, что 5000 K производит примерно нейтральный свет, тогда как 3000 K и 9000 K порождают свет, спектр которого смещён в оранжевую и синюю стороны, соответственно. При нарастании цветовой температуры распределение цвета становится более холодным. Это может показаться интуитивно непонятным, но следует из того факта, что более короткие длины волн несут свет более высокой энергии.

Почему цветовая температура является полезным описанием света для фотографов, если они никогда не имеют дела с абсолютно чёрными телами? К счастью, такие источники света, как дневной свет или вольфрамовые лампы накаливания, создают спектры света, практически аналогичные светимостям абсолютно чёрных тел, хотя другие источники, такие как флюоресцентные или большинство продающихся энергосберегающих ламп, существенно от них отличаются. Поскольку фотографы никогда не используют термин «цветовая температура» применительно к настоящим абсолютно чёрным телам, этот термин подразумевает «коррелированную цветовую температуру», с соответствующей окраской источника света. Следующая таблица демонстрирует на пальцах коррелированную цветовую температуру некоторых распространённых источников света:

Цветовая температура Источник света
1000-2000 K  свечи
2500-3500 K  лампы накаливания
3000-4000 K  восход и закат (чистое небо)
4000-5000 K  флюоресцентные лампы
5000-5500 K  вспышка
5000-6500 K  дневной свет при чистом небе (солнце в зените)
6500-8000 K  умеренная облачность
9000-10000 K  тень или сильная облачность

На практике: файлы JPEG и TIFF

Поскольку некоторые источники света не идентичны излучению абсолютно чёрных тел, баланс белого использует вторую переменную в дополнение к цветовой температуре: сдвиг зелёного. Коррекция зелёного при обычном дневном свете чаще всего не нужна, однако при флюоресцентном и другом искусственном освещении баланс белого может потребовать значительной коррекции зелёного.

AWB
Собственный
Kelvin
Лампа накаливания
Флюоресцентный
Дневной
Вспышка
Облака
Тень

К счастью, у большинства цифровых камер есть набор предустановок для баланса белого, так что вам не нужно беспокоиться о цветовой температуре и сдвиге зелёного во время важного снимка. Часто используемые символы для каждой предустановки показаны слева.

Первые три варианта ориентированы на диапазоны цветовой температуры. Автоматический баланс белого доступен во всех цифровых камерах и использует алгоритм наилучшего приближения в ограниченном диапазоне — обычно между 3000/4000 K и 7000 K. Собственный баланс белого позволит вам сделать при заданном освещении снимок серого эталона и использовать его в качестве баланса белого для последующих снимков. «Kelvin» позволяет самостоятельно выбрать из широкого диапазона цветовой температуры.

Следующие шесть вариантов баланса белого перечислены в порядке увеличения цветовой температуры, хотя на многих компактных камерах баланс белого в тени не присутствует. У некоторых камер есть также настройка «галоген», которая рассчитана на работу с новыми флюоресцентными источниками освещения, откалиброванными по дневному свету.

Описания и символы вышеуказанных балансов белого являются всего лишь приблизительными характеристиками освещения, при котором они работают наилучшим образом. На самом деле, в зависимости от времени дня, высоты или дымки может оказаться предпочтительнее вместо баланса белого для дневного света использовать ББ для облаков. Обычно, если на экране камеры изображение кажется слишком холодным (вне зависимости от параметров настройки), цветовую температуру можно быстро повысить, выбрав следующий символ из списка (на позицию ниже). Если изображение всё ещё слишком холодное (или тёплое, при движении в противоположном направлении), возможно, будет разумнее задать температуру вручную в режиме «Kelvin».

Если ничего не помогает, и изображение по-прежнему имеет некорректный ББ впоследствии на компьютере, его можно скорректировать, чтобы вернуть цветам естественность. Иначе, можно воспользоваться бесцветным эталоном (см. раздел о нейтральных эталонах) и «задать точку серого», используя «уровни» в Фотошопе или аналогах. Следует избегать любого из этих методов, поскольку они могут значительно сократить разрядность вашего снимка.

На практике: формат RAW

Безусловно, наилучшим решение вопроса баланса белого является съёмка в формате RAW (если ваша камера его поддерживает), поскольку он позволит вам задать ББ после того, как снимок был сделан. Файлы RAW позволят также задать ББ на основе более широкого диапазона цветовой температуры и сдвига зелёного.

Применить ББ к файлу RAW легко и просто. Вы можете либо передвигать слайдеры цветовой температуры и сдвига зелёного до получения естественных тонов, либо просто нажать на нейтральный эталон в изображении (см. следующий раздел). Даже если только один из ваших снимков содержит нейтральный эталон, вы можете использовать полученные с его помощью параметры настройки ББ на всех остальных изображениях (при условии, что свет не менялся).

Собственный баланс белого: выбор нейтрального эталона

Нейтральный эталон часто используется для критичных по цвету проектов или для ситуаций, когда автоматический баланс белого вызывает проблемы. Нейтральные эталоны могут являться частью сцены (если вам повезло) или могут быть заранее припасены. Ниже приведен пример удачного эталона на сцене, которая в остальном наполнена закатной синевой.

С другой стороны, специально изготовленные портативные эталоны практически всегда являются более точными, поскольку можно легко ошибиться, приняв за нейтральный предмет, который таковым не является. Портативные эталоны могут быть довольно дороги, когда они специально разработаны для фотографии, но могут включать в себя и менее дорогостоящие домашние заготовки. Идеальным эталоном серого является тот, который отражает все цвета спектра одинаково и сохраняет эту способность в широком диапазоне цветовой температуры. Ниже показан пример специально разработанного эталона серого:

Типичными сделанными вручную эталонами являются обороты крышек от кофе или чипсов. Они недороги и достаточно точны, хотя специально изготовленные фотоэталоны (такие, как показанные выше), безусловно, лучше всего. Для измерения цветовой температуры падающего или отражённого света могут также использоваться специальные приборы. Большинство нейтральных эталонов позволяют измерить отражённый свет, тогда как такие приборы, как измеритель баланса белого или «эксподиск», могут измерить падающий свет (и теоретически оказаться более точными).

Следует проявлять осторожность, применяя в качестве нейтрального эталона зашумленное изображение, поскольку, нажав на вроде бы серую область, вы можете в действительности выбрать цветной пиксель, созданный шумом цветности:

Небольшой шум
(равномерно серый)
Сильный шум
(цветные пятна)

Если программное обеспечение позволяет, наилучшим решением для баланса белого шумных изображений является усреднение пикселей из вашего зашумленного серого. Если используется Adobe Photoshop, можно применить усреднение по квадрату 3x3 или 5x5 пикселей.

Автоматический баланс белого

Определённые предметы создают проблемы автоматическому балансу белого цифровой камеры даже при нормальном дневном свете. Одним из примеров является перенасыщенность тёплыми или холодными тонами в связи с особенностями предмета съёмки. Нижеприведенное изображение иллюстрирует ситуацию, когда предмет преимущественно красный, и в результате камера воспринимает освещение как тёплое. Как следствие, камера пытается скомпенсировать теплоту, чтобы приблизить средний цвет изображения к нейтральному, но в результате создаёт синеву на камнях. Некоторые цифровые камеры более подвержены этому, чем прочие.

Автоматический баланс Собственный баланс

(Для собственного баланса в качестве нейтрального эталона использовалась карта 18% серого)

AWB цифровой камеры часто более эффективен, если на фото содержится хотя бы один белый или бесцветный яркий элемент. Конечно, не стоит пытаться изменить композицию, чтобы включить в неё бесцветный объект, просто имейте в виду, что его отсутствие может создать проблемы с автоматическим балансом белого. Без белой лодки на снимке внизу AWB цифровой камеры ошибочно создаст изображение с более тёплой цветовой температурой.

В смешанном свете

Множественные источники света с разными цветовыми температурами могут ещё более усложнить баланс белого. Некоторые ситуации могут вообще не иметь полностью корректного баланса белого, и тогда он будет зависеть от того, где точность цвета более важна.

Пример баланса белого: смешанный свет
Эталон: луна камень

В смешанном свете AWB обычно подсчитывает среднюю цветовую температуру сцены в целом и далее использует её для баланса белого. Обычно этот подход приемлем, однако AWB имеет тенденцию преувеличивать разницу цветовой температуры источников света относительно видимой глазами.

Чрезмерная разница в цветовой температуре часто наиболее заметна при смешении естественного и искусственного освещения. В некоторых случаях может даже потребоваться независимый баланс белого для каждого освещения. С другой стороны, кому-то покажется более интересным оставить всё как есть.

Заметьте, что здание слева выглядит довольно тёплым, тогда как небо, наоборот, несколько холодное. Это потому, что баланс белого был задан на основе лунного света — проявив тем самым теплую цветовую температуру искусственного освещения. Баланс белого, основанный на естественном свете, часто создаёт более реалистичную фотографию. Выберите «камень» в качестве эталона для баланса белого, и вы увидите, насколько неестественно синим становится небо.

- К оглавлению -