Balans bieli
Balans bieli - podstawy teoretyczne, wykorzystanie w praktyce
Zacznijmy od podstaw

Światło wpada do naszego oka, przechodzi przez "system soczewek", a następnie pada na element światłoczuły dna oka. Wiązka światła nie jest monochromatyczna, składa się z wielu składowych o różnych długościach fali. Komórka elementu światłoczułego zamienia impuls świetlny na impuls elektryczny wysyłany do tylnego płata mózgu. Tu następuje analiza impulsu, dalsze odwzorowanie na impulsy elektryczne mózgu. Zaczynamy widzieć.

Istnieją dwa główne czynniki, dzięki którym prawidłowo rozróżniamy barwy: akomodacyjne zdolności oka oraz zdolność mózgu do zapamiętywania widzianych obrazów.

Akomodacja oka, czyli zdolność do najlepszego widzenia nie wymaga komentarzy - jest odpowiednikiem czysto mechanicznego układu. Pamięć natomiast, podpowiada nam, co "powinniśmy" zobaczyć. My "wiemy", że trawa jest zielona a niebo błękitne. Wytwory technologii posiadają tę "wiedzę" w bardzo ograniczonym zakresie. Nie są w stanie operować pojęciami abstrakcyjnymi - skupiają się na najbliższym oryginałowi oddaniu barw.

W zależności od pogody, pory dnia i roku warunki oświetlenia zmieniają się, mówimy, że światło ma różną temperaturę. Cały czas pamiętamy, że trawa jest zielona, ale czasem określamy tę zieleń jako soczystą, a czasem jako brudną. Dzieje się tak nie dlatego, że trawa zmienia swój kolor - zmieniają się warunki oświetlenia trawnika.

Biel aparatów

Odpowiednikiem bagażu doświadczeń człowieka jest w aparacie cyfrowym określona paleta barw. Nie jest to nic innego jak wzornik, z którym porównywany jest "kolorowy" impuls świetlny. Zmienna temperatura światła powoduję, że zmienia się odcień koloru takiego impulsu. Długość fali świetlnej zmienia się, postrzeganie koloru będzie różne, zmienią się barwy tła, cieni, znikną lub pojawią się odbicia. Aby uzyskać wierność odtwarzania kolorów musimy "skalibrować" taki obraz. Dokładne zbalansowanie wszystkich kolorów podstawowych RGB (RedGreenBlue) daje nam w efekcie kolor biały. I na tym właśnie opiera się idea ustawiania balansu bieli.

Paleta monochromatyczna (od bieli do głębokiej czerni) zawiera odcienie tego samego koloru (mówimy, że czarny jest odcieniem białego lub odwrotnie, że biały jest odcieniem czarnego - my nazwijmy to umownie kolorem białym). Jeżeli "poinformujemy" teraz nasz aparat, że ten a nie inny kolor my widzimy jako biały dokonamy kalibracji - ustawimy balans bieli.

W aparatach cyfrowych mamy kilka dostępnych ustawień WB (White Balance). Zwykle są one opisane ikonkami. Mamy kilka predefiniowanych ustawień: słońce, chmury, żarówka, flasz... Wybierając któreś z tych ustawień nie wykonujemy rzeczywistej kalibracji, a jedynie ustawiamy pewne wartości średnie charakterystyczne dla parametrów oświetlenia w zastanych warunkach. Opcja AUTO (czasem jest to jedyna dostępna opcja) powinna nam zapewnić możliwość dynamicznego pomiaru parametrów świetlnych. Niestety jakość czujników i przetworników jest wprost proporcjonalna do ceny aparatu. Te ustawienia automatyczne są automatyczne najczęściej jedynie z nazwy.

Wybielamy

Zmiana ustawień WB jest bardzo łatwo dostępna w aparacie: zmieniamy je bezpośrednio przełącznikiem lub "bardzo płytko" w menu. WB jest podstawową opcją jak ISO, AF/MF czy parametry ekspozycji.
Bardziej zaawansowane aparaty (obecnie większość dostępnych na rynku - nawet tych tanich) ma również możliwość rzeczywistego, ręcznego ustawienia balansu bieli. Wybierając tę opcję dla ustawień WB musimy wykonać następnie kilka czynności. System poprosi nas byśmy wykonali zdjęcie testowe (bez zapamiętywania tego zdjęcia oczywiście) obiektu (płaszczyzny: arkusz papieru, ściana...) w celu skalibrowania palety barw.

Obiekt, który wybierzemy do wykonania kalibracji powinien być biały - my musimy go widzieć jako biały. Co ważne (mówiliśmy o tym wcześniej) kolor biały może oznaczać również wszelkie odcienie szarości. Im bliżej ideału koloru białego jest nasz obiekt tym kalibracja jest wykonana dokładniej. Istnieją specjalne wzorce bieli (np. wzorzec Kodaka) - arkusze formatu A4 w kilku odcieniach bieli. Profesjonaliści bardzo często je stosują, dla nas nie są jednak niezbędne. W specyficznych warunkach polowych do kalibracji możemy wybrać obiekt szary np. kamień polny. System ustala więc dla siebie "punkt bieli" - punkt odniesienia, w stosunku do którego zdefiniuje sobie całą paletę barw. Jeżeli wszystko wykonaliśmy poprawnie czerwień będzie czerwona a błękit błękitny.

Opisany powyżej mechanizm jest prawdziwy dla większości aparatów cyfrowych. W tych aparatach plikami wynikowymi są pliki przetworzone do ogólnie akceptowanych formatów graficznych (zwykle jpg lub tiff). Wprowadzanie korekcji kolorów odbywa się w momencie przetwarzania pliku zapisanego w wewnętrznym formacie matrycy CCD do formatu pliku wynikowego. Kalibracja, którą wykonaliśmy wcześniej spowoduje wprowadzenie poprawki korygującej temperaturę kolorów.

Coraz więcej aparatów daje nam możliwość tworzenia własnych profili przetwarzania. Prócz ustawień WB możemy tam również wprowadzić inne korekty. Ponieważ producenci sprzętu cyfrowego używają wielu różnych profili dobrze byłoby mieć możliwość ingerencji i zmiany tych wzorców.

Doświadczyłem tego na własnej skórze: świetny, mały aparat Fuji - 602Z przedstawia zażółcone czerwienie. Dzieje się tak zawsze, bez względu na ustawienia WB. Jest to więc kwestia palety i algorytmu przetwarzania plików z formatu RAW do jpg lub tiff. Gdybym miał możliwość załadowania własnych wzorców przetwarzania (profili) byłbym w stanie skorygować ten problem już w aparacie. Ponieważ nie mogę tego zrobić pozostaje mi użycie PC.

Bardziej zaawansowane aparaty, które dają nam możliwość zapisywania zdjęć w formacie RAW (np. nikonowski format NEF) umożliwiają zwykle definiowanie własnych profili. Dedykowane oprogramowanie umożliwia zdefiniowanie nowego wzorca jak i jego załadowanie do aparatu.
Należy pamiętać o jednej rzeczy: implementacja profilu użytkownika odbywa się na etapie konwersji z RAW do jpg - jeżeli wiec decydujemy się na przechowywanie zdjęć w formacie RAW nie potrzebujemy definiować własnych profili - "skazujemy się" na przetwarzanie zdjęć na PC.
Definiowanie własnego profilu bardzo przypomina korekcję barw za pomocą "krzywych" (curves). Możemy zmieniać odwzorowanie barw dla wszystkich składowych RGB razem, dla każdej składowej oddzielnie, dla pełnego oświetlenia, dla cieni i półcieni, itd. itd.


Wszystkie te działania mają nas doprowadzić do jednego celu:
jak najmniej niezbędnego przetwarzania wykonywanego ręcznie przez użytkownika.
komentarze
..
..