Цифровая азбука.Часть 10. Баланс белого

Баланс белого - одна из самых важных функций цифрового фотоаппарата: именно от нее зависит, как будут выглядеть цвета на снимке.
Многие из нас, делая первые шаги в цифровой фотографии, приходят в легкое замешательство, услышав словосочетание "баланс белого". Ведь в традиционной пленочной фотографии этот термин отсутствует, поэтому он кажется чем-то загадочным и непонятным. Поэтому сегодня мы попытаемся разобраться, что же такое баланс белого, зачем нужна эта функция цифровой фотокамере и как ею пользоваться.
В принципе, снимая пленочным фотоаппаратом, мы тоже имеем дело со своеобразным "балансом белого", иначе говоря, способностью пленки корректно воспроизводить цвета изображения. Не секрет, что многие фотолюбители предпочитают пленку какого-то определенного типа или производителя - обычно ту, чья цветопередача им больше по вкусу. Ведь каждый тип пленки имеет свои собственные характеристики, и цвета, воспроизводимые одной пленкой, могут в той или иной степени отличаться от цветов, воспроизводимых другой (оттенки могут быть "теплее", "холоднее" и т. п.). Кроме того, классическая "серебряная" фотография позволяет дополнительно корректировать цвета изображения с помощью различных светофильтров. Используя их при съемке, можно добиться того, чтобы цвета на пленке передавались точнее, и в них бы подчеркивались оттенки, соответствующие вкусу фотографа. И хотя светофильтры бывают различных типов (поляризационные, нейтральные, интерференционные, отражательные и т. д.), они имеют одну общую функцию - коррекцию цветопередачи.
В принципе, то же самое происходит и в цифровом фотоаппарате, с той лишь разницей, что здесь "пленка" (то есть светочувствительная матрица) встроена в фотокамеру, а в качестве светофильтров используется функция баланса белого.

 Почему она так называется? Как известно из школьного курса физики, белый цвет состоит из нескольких цветов, и если пропустить луч света, кажущийся белым или бесцветным, через призму, мы увидим, как он расщепляется на несколько цветов (эффект, напоминающий радугу). Белый свет (а точнее, свет, который кажется нам белым) состоит из различных цветов, которые "смешаны" в различных пропорциях. Каждому цвету соответствует определенная длина волны, и, например, красный объект отражает только те волны, которые создают визуальный эффект красного цвета. Белые объекты способны отражать наибольшее количество световых волн различной длины. Комбинация этих световых волн и создает цвет, воспринимаемый человеческим глазом как белый. А когда объект не способен отражать световые волны, а абсорбирует их, мы видим черный цвет.
Собственно, поэтому функция контроля цветов изображения в цифровом фотоаппарате и получила название "баланс белого": белый цвет - это своеобразная база, от которой начинается отсчет для всех остальных цветов. В основе работы системы баланса белого лежит следующий принцип: если в определенных условиях освещения какой-либо белый объект (например, лист бумаги) будет выглядеть белым, значит, и все остальные цвета будут переданы точно. То есть система баланса белого должна корректировать цвета изображения, основываясь на том "убеждении", что белый цвет действительно белый. Проще говоря, мы можем повлиять на восприятие цвета цифровой фотокамерой посредством функции баланса белого.
Важно помнить о том, что далеко не всегда белые объекты выглядят одинаково: даже самый "чистый" белый цвет приобретает легкие оттенки в зависимости от внешнего освещения сцены. Скажем, если белый объект фотографируется при солнечном свете, то он выглядит "чистым и холодным", а если его переместить в тень, появится легкий голубоватый оттенок. При освещении лампами накаливания (то есть обычными электрическими лампочками) свет приобретает желто-оранжевый оттенок, а люминесцентные лампы добавляют желтые и зеленые тона. Соответственно, приобретают нежелательные оттенки и все цвета изображения.

Поэтому основная задача системы баланса белого в любом цифровом фотоаппарате - контролировать правильную цветопередачу и решать проблемы, вызванные специфическими, сложными или неблагоприятными условиями освещения. При успешной работе системы баланса белого цвета снимаемых объектов будут воспроизводиться максимально точно независимо от характера освещения.
Баланс белого помогает избежать негативных эффектов при съемке на ярком солнце или в тени, при недостаточном освещении в помещении, при освещении сцены несколькими типами источников света и т. д.
Регулируя баланс белого, можно настроить относительную светочувствительность матрицы фотоаппарата к различным цветам так, чтобы она оптимально соответствовала общему цветовому оттенку, который придает изображению конкретный источник света. Например, установка "дневной свет" соответствует более холодному, голубоватому цвету дневного света, а установка "лампы накаливания" - более теплому свету электрических ламп.
Все цифровые фотоаппараты оснащаются функцией баланса белого. В самых простых моделях эта система, как правило, работает только в автоматическом режиме, однако подавляющее большинство современных фотокамер предлагает еще несколько так называемых предварительных установок (например, "солнечный свет", "тень", "облачность", "лампы накаливания", "люминесцентное" освещение", "вспышка" и т. п.), а более серьезные модели предлагают также и ручной режим, называемый еще "установкой пользователя" ("Custom").

Автоматический режим, как правило, устанавливается в камере по умолчанию, и пользоваться им проще всего: фактически ничего не нужно настраивать. Здесь за настройку цвета отвечают сложные математические алгоритмы встроенных в фотокамеру микропрограмм. Посредством деления изображения на множество небольших сегментов сначала производится оценка источника света, а затем автоматически осуществляется необходимый спектральный сдвиг в соответствии с типом источника света. Каждый производитель применяет свои собственные наборы алгоритмов, а потому каждая модель имеет свою собственную, в чем-то даже уникальную систему баланса белого. Цветопередача двух одинаковых сюжетов, снятых при одинаковом освещении разными цифровыми фотоаппаратами, будет различной. В принципе, то же самое происходит и при съемке пленочным фотоаппаратом - здесь цветопередача зависит от типа заряженной пленки.
Кстати, тут проявляется еще одно существенное различие между аналоговыми фотокамерами и цифровыми. Это касается скорости работы камеры и, в частности, задержки срабатывания затвора. Сегодня ни один "цифровик" еще не поспевает за "аналогом", ведь в пленочном аппарате не производится никакой настройки цветового баланса, за это целиком и полностью отвечает пленка. "Цифре" же, прежде чем сработает затвор, требуется некоторое время (обычно это доли секунды), за которое электроника оценит источник света и осуществит необходимые для корректной цветопередачи настройки.

Но вернемся к этому "загадочному" балансу белого. В принципе, "чистота" белого цвета - понятие относительное: белый цвет изначально содержит некоторые оттенки, вне зависимости от типа источника освещения (естественного или искусственного). Например, всем известно, что объекты, освещаемые восходящим или заходящим солнцем, имеют красноватый оттенок (по сравнению с освещением полуденным солнцем), а свет люминесцентных ламп придает объектам легкий зеленоватый или голубоватый оттенок (по сравнению с обычными лампами накаливания). При съемке в ясную погоду на цветопередачу накладывает отпечаток и направление солнечных лучей: цвета кадра, снятого прямо "по солнцу", будут отличаться от цветов кадра, снятого при контровом освещении:

В большинстве случаев автоматика "цифровиков" успешно справляется с задачей, а наилучший результат, как правило, дает съемка на улице, при ярком естественном освещении и т. п. Съемка при облачной погоде или в тени иногда приводит к легкому сдвигу цветов в сторону голубоватых оттенков (особенно в теневых участках кадра).
Кстати, обратите внимание на то, что установки "облачность" и "тень" предназначены для разных ситуаций: первая оптимальна для съемки при облачной погоде, а вторая - для съемки при ясном солнце, но когда главная "модель" находится в тени.

Конечно, нарушение цветового баланса происходит не всегда, и насколько корректна будет цветопередача, зависит от конкретной цифровой фотокамеры.

Имейте в виду, что здесь оптимальный результат получится при выключенной вспышке: предварительная установка настраивает систему баланса белого только на один конкретный тип источника освещения. Если же к нему добавить дополнительный источник света другого типа, то не исключено, что при их "смешивании" результат будет прямо противоположным: изображение может приобрести, например, ярко выраженный синий, желтый или зеленый оттенок.
С предварительными установками все понятно. Ручной же режим предназначен для съемки в сложных, неординарных условиях освещения - в основном когда сцена освещается несколькими источниками света разных типов. Здесь зачастую бывает сложно определить, что же является "ис тинным" белым цветом. Поэтому в ручном режиме какой-либо белый объект (чаще всего лист бумаги) используется в качестве эталона белого цвета. Нужно просто поместить его на небольшом расстоянии от объектива фотокамеры и, выбрав в меню "установку пользователя", произвести замер (нажать спусковую кнопку или какую-либо другую - зависит от конкретной модели). Тем самым вы как будто "говорите" фотоаппарату: вот это и есть "истинный" белый цвет. Приняв его как эталон в данных условиях освещения и отталкиваясь от этой исходной точки, электроника фотокамеры определит и все остальные цвета.

Уровень современных моделей уже достаточно высок, и в большинстве случаев система автоматического баланса белого не подводит. Некоторые трудности могут возникнуть при съемке в помещении, когда сцена освещена лампами накаливания (то есть обычными электрическими лампочками, которыми мы пользуемся дома) или при люминесцентном освещении (этот тип ламп чаще используется в офисах, производственных помещениях и т. п.). Кстати, люминесцентный свет тоже бывает разным: скажем, "холодный" белый или "теплый" белый. В таких ситуациях иногда лучше воспользоваться соответствующими предварительными установками.

Некоторые "продвинутые" фотокамеры предлагают дополнительную, более тонкую ручную настройку баланса белого. Она осуществляется пошагово, в определенном интервале. С ее помощью можно придать изображению более теплый или более холодный оттенок - в зависимости от собственных предпочтений (положительный сдвиг делает изображение более "холодным", то есть получается синеватый оттенок или компенсируется желто-красный, а отрицательный сдвиг делает изображение более "теплым", компенсируя голубоватые тона). Ну а тем, кто очень придирчив к воспроизведению цвета, некоторые модели предлагают еще и функцию вилки (брекетинга) баланса белого, которая работает аналогично эксповилке, то есть при однократном нажатии на спусковую кнопку фотокамера автоматически снимет несколько кадров (чаще всего три) с разными цветовыми оттенками.

Не стоит отчаиваться, если на первых порах все сказанное покажется вам слишком сложными. У вас всегда под рукой будет универсальный инструмент - автоматический баланс белого, на который в подавляющем большинстве случаев можно уверенно положиться. Ну а приобретя некоторый опыт, вы сами почувствуете, нужна ли вам более тонкая настройка цвета и в каких ситуациях. Кроме того, не забывайте, что цифровой фотоаппарат - отличный инструмент для экспериментирования: ведь на мониторе можно увидеть общий цветовой баланс картинки еще до того, как кадр будет снят. Даже просто "прокручивая" в меню все опции баланса белого, вы увидите, как меняется цветовой оттенок сюжета в зависимости от выбранной установки. Конечно, точно оценить все нюансы цветопередачи по экрану монитора не удастся, но общее представление получить можно. А уж сфотографировать сюжет несколько раз с разными установками баланса белого и затем удалить ненужные кадры - и вовсе не проблема, хватило бы места на карте памяти!
И в завершение остановимся на возможностях коррекции цвета уже отснятого изображения. Если вас все-таки не устраивает воспроизведение цвета какого-то кадра, с ним можно поработать на компьютере, благо сегодня существует масса программ для редактирования цифровых изображений и, в частности, для коррекции цвета. Особенно чувствительным к цветопередаче "гурманам" необходимо запомнить, что легче всего поддаются цветовой коррекции изображения, записанные в формате RAW (сегодня уже многие цифровые фотоаппараты "умеют" записывать данные в этом формате). RAW позволяет исправлять ошибки неправильного баланса белого относительно простым путем - при помощи программного обеспечения, которое входит в комплект поставки фотокамеры и предназначается для конвертирования файлов RAW в более традиционный формат.

Труднее с TIFF"ами, однако и с ними можно справиться - было бы желание, и хватило бы терпения поработать с фотографией на компьютере. И, наконец, самыми проблематичными в отношении коррекции цвета являются файлы в формате JPEG (здесь, как известно, цифровые данные в той или иной степени сжимаются для экономии места на карте памяти), ведь при их записи из изображения удаляется часть информации, в том числе и цветовые данные. Но и в этом случае эксперименты с цветом на компьютере не возбраняются: цифра есть цифра, и возможности ее практически безграничны…

Майя Блюмина