Баланс белого цвета

Американцы Давид Хьюбл и Торстен Вайзел получили Нобелевскую премию 1981 года за исследование зрения человека, развивающее оппонентную теорию цвета Эвальда Геринга (1834—1918). Они предположили, что глаза человека выдают в мозг информацию вовсе не о красном (R), зелёном (G) и синем (B) цветах, как предполагает теория цвета Юнга — Гельмгольца (1802 г.). Согласно теории о трёх оппонентных процессах, мозг получает информацию о разнице яркости белого и чёрного (Y_max и Y_min), 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:

• К_ч-б = Y_max − Y_min
• К_gr = G − R
• К_brg = B − R − G

где К_ч-б, К_gr, К_brg — 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.

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 — 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.

Установка баланса белого в современном (после 2005 года) 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. Конечно же, такой способ настройки баланса белого не обходится без потерь.
• 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 серой карте, требует некоторого времени и ухудшает оперативность съёмки, но результаты обычно получаются наилучшие. В этом режиме фотограф помещает рядом с объектом съёмки специальную карту нейтрально-серого цвета и, прежде чем начать собственно съёмку, калибрует камеру по этой карте. Цветокоррекция по листу белой бумаги не даёт идеального результата, потому что при производстве бумаги для отбеливания используются различные красители. В случае же с серой картой производитель может гарантировать, что это сочетание только чёрного и белого цветов.
• Некоторые «продвинутые» аппараты позволяют задать источник освещения непосредственно в кельвинах — 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.