Fotografia – balans bieli

W pierwszym artykule o fotografii pisałem o podstawowych parametrach przy wykonywaniu każdego zdjęcia – dla przypomnienia: ISO – czułość, czas naświetlania i przesłona. Parametry te są ze sobą ściśle powiązane i zmiana jednego pociąga za sobą zmianę pozostałych. Jednak jeszcze raz podkreślam, że świadome ich używanie jest kluczem do osiągania satysfakcji ze zrobionych zdjęć.
W tym artykule zajmę się niedocenianym parametrem jakim jest balans bieli.

Balans bieli oznakowywany jest w aparatach WB (z ang. white balance) ma też czasem nazwę balans kolorów (color balance) lub balans neutralny (neutral balance) i dotyczy aparatów i kamer cyfrowych.

Aby lepiej zrozumieć to zagadnienie, na początek kilka słów teorii. Z podstaw fizyki wiadomo, że na światło białe składają się składowe od czerwieni do fioletu. Widać to przy odwróceniu procesu, czyli przepuszczeniu światła przez pryzmat, który powoduje rozszczepienie wiązki białego światła na jego składowe. Za idealny poziom balansu bieli przyjęto światło słoneczne zmierzone w południe w okolicy równika, bowiem nawet światło słoneczne ma różną temperaturę barwową, zależną od czasu, miejsca i stopnia zachmurzenia . Każdy pewnie zauważył, że o zachodzie staje się ono bardziej żółte, potem pomarańczowe, a czasem nawet czerwone. Przedmioty oświetlone tym światłem również zmieniają kolor. Najlepiej widać to na przedmiotach białych, ale tak samo kolor zmieniają wszystkie przedmioty kolorowe.
Jeszcze bardziej zjawisko zmiany kolorów widać przy świetle sztucznym. Światło żarówek ma kolor zauważalnie przesunięty w kierunku żółtego, a świetlówki w kierunku niebieskiego. Te ostatnie nawet w handlu często mają oznakowanie koloru świecenia i można spotkać się z oznakowaniem „biały zimny” czy „biały naturalny”.
Oko ludzkie współpracuje z mózgiem, który w pewnym zakresie koryguje te zmiany. Matryca aparatu fotograficznego nie dokonuje takiej korekty. Współcześnie prawie wszystkie aparaty wyposażone są w automatykę korygującą kolory, czyli ustawiające kolory tak, aby na zdjęciu kolor biały był biały – dzięki temu inne kolory też będą właściwie odzwierciedlane. Jednak ze względu na konieczność dokonania tej korekty w bardzo krótkim czasie algorytm nie jest zbyt skomplikowany.

Działa to tak, że procesor obrazu w aparacie analizuje fotografowaną scenę, wyszukuje najjaśniejsze punkty i zakłada, że są one białe. Na tej podstawie dopasowuje czułość matrycy do poszczególnych kolorów tak, aby te punkty były na wykonanym zdjęciu białe. W przeciętnych warunkach automatyka balansu bieli działa w miarę dobrze, ale niestety system nie zawsze działa prawidłowo. Na przykład najjaśniejsze w scenie mogą być obiekty żółte czy jasno niebieskie i w rezultacie kolory będą na zdjęciu nieprawidłowe – wyjdą zbyt białe.

De facto, kluczowe znaczenie ma indywidualny odbiór koloru przez każdego człowieka. Nasze mózgi potrafią wiele w zakresie korekty odbioru koloru. Na przykład: jeśli na oglądanym obrazie jest białe plastikowe krzesło, to praca mózgu spowoduje korektę kolorów tak, że nawet jeśli w danym świetle będzie ono żółte to i tak będziemy je postrzegać jako białe. Kolorystyka pozostałych obiektów będzie skory- gowana według tego założenia: „to krzesło jest białe”. Niestety, procesory obrazu jakie montowane są w aparatach muszą takich korekt dokonywać błyskawicznie, więc nie działają tak precyzyjne jak mózg. Co ciekawe: mózg człowieka oglądającego fotografię w znacznie mniejszym stopniu dokonuje korekty kolorów, niż w czasie oglądania tej samej sceny w naturze.

Jak widać z powyższych rozważań, automatyka aparatów cyfrowych może prowadzić do sporych niedoskonałości w kolorystyce zdjęcia. Szczególnie, jeśli fotografujemy w mniej typowych warunkach. Światło o zachodzie słońca ma zdecydowanie żółtawo-czerwonany kolor i takie też będą zdjęcia. Oczywiście możemy chcieć, aby takie było też zdjęcie. Czasem nietypowe warunki polegają na tym, że fotografujemy w pomieszczeniu o zdecydowanym kolorze ścian (np. różowe czy niebieskie) – wtedy część światła odbija się od tych powierzchni i przebarwia zdjęcie.

Zdjęcie w hali targów. U góry zdjęcie zrobione w trybie auto WB, na dole po skorygowaniu w programie do obsługi RAW.

Jeśli nie automatyka, to co?

Współczesne aparaty wyposaża się zwykle w możliwość ustawień rezygnujących z automatyki balansu bieli. W prostych aparatach można wybrać rodzaj światła lub porę dnia. Bardziej zaawansowane systemy pozwalają na dokładniejsze określenie warunków poprzez podanie temperatury barwowej światła.

Przyjmuje się, że:
• światło żarowe to temperatura 3000 – 4100K
• światło jarzeniowe 4200 – 5100K
• światło słoneczne 5200 – 5300K
• światło lampy błyskowej 5400K
• światło dzienne (chmury) 5500-5900K
• światło dzienne (cień) 6000-8000K

Sporo aparatów zwłaszcza tych zaawansowanych umożliwia ustawienie balansu bieli na podstawie zdjęcia testowego. Fotografuje się wtedy element biały tak, aby wypełnił cały kadr i przez wybór w aparacie ustala się, że aparat ma przyjmować, że jest to właśnie kolor biały. Jeszcze lepsze rezultaty uzyskuje się, gdy próbką jest element szary – taki wzorzec koloru można kupić i wtedy mamy pewność, że jest to ściśle określony kolor szary (powstały jako procentowy udział koloru czarnego) i że nie powstał z wymieszania farb kolorowych widzianych jako szary.

Na co komu RAW?

Wiele aparatów pozwala na wykonywanie zdjęć w formacie RAW. Taki plik zapisuje do pliku informacje o składowych RGB światła jakie dotarło do matrycy bez jakichkolwiek korekt. Pliki są większe niż standardowe, ale zawierają pełną informację o fotografowanej scenie.
Posiadając plik RAW można dokonać korekt balansu bieli bezstratnie przy pomocy programów graficznych typu Lightroom lub Camera Raw. Wymaga to jednak poświęcenia czasu na dokonanie poprawek i zapisanie plików, ale efekt jest tego wart. Trzeba też wiedzieć, że zwykła przeglądarka zdjęć w Windows nie widzi plików RAW. Zwykle do aparatów, w których jest możliwość zapisywania plików RAW, jest dołączony program do ich przeglądania, korygowania i zapisywania w formatach typowych dla zdjęć. 
Wiele aparatów umożliwia zapisywanie wykonywanych zdjęć w dwóch formatach – JPG i RAW. To wygodne, bo wybrane zdjęcia – te, które chcemy, aby były jak najlepsze – możemy skorygować bezpośrednio w wersji RAW.

Zdjęcie robione przy świetle żarowym ma wyraźnie żółtą kolorystykę. Na dole ta sama scena sfotografowana po kalibracji wzorcem bieli.

Fotografujemy kamień

Przy okazji omawiania balansu bieli w fotografii warto powiedzieć parę słów o fotografowaniu kamienia, co bywa duży problem. Przekonuje się o tym wiele osób chcących przygotować katalog posiadanych kamieni. Na pewno nie sprawdzi się jakakolwiek automatyka, a efekt kolorystyczy bardzo często jest bardzo odległy od rzeczywistej barwy kamienia.

Do profesjonalnej fotografii używa się tzw. namiotu bezcieniowego, czyli rodzaju pudła bez ostrych kątów i bez widocznych linii łączenia ścian, w neutralnym kolorze oraz z odpowiednio ustawionym oświetleniem. Jednak nawet próbka fotografowana w tym namiocie i korekcja kolorystyki zdjęcia nie da bezwarunkowo dobrych rezultatów. Wydrukowane zdjęcie – oczywiście wydruk typu „proof”* – nie będzie się różniło od próbki, ale tylko w tym samym namiocie bezcieniowym. Zestaw „próbka i wydruk” oglądane w świetle dziennym (czyli w zmienionych warunkach oświetleniowych) już będą się wyraźnie różniły – nie mówiąc o różnicach widocznych pr zy oglądaniu w pomieszczeniu oświetlonym, np. świetlówkami, które, jak wspomniałem na początku, mają światło lekko niebieskawe.

Żeby jednak kolorystyka kamienia na zdjęciu była taka choćby zbliżona do oryginału, trzeba korzystać z wzorca bieli. Jeśli nie posiadamy profesjonalnego wzorca, to można wykorzystać białą kartkę papieru. Kartkę kładziemy na brzegu fotografowanej próbki i wykonujemy zdjęcie. Następnie w programie graficznym tak obrabiamy zdjęcie, aby kartka na zdjęciu była biała – zwykle programy mają odpowiednie funkcje do takich zadań. Po takim zabiegu kolorystyka całego zdjęcia ulega zdecydowanej poprawie, a kolor kamienia jest bliski rzeczywistości. Później kadrujemy obraz tak, aby nie było na nim tej białej kartki.

Fotografia faktury kamienia. Z braku wzorca bieli posłużyłem się dowolnym białym przedmiotem i w programie skorygowałem kolorystykę według założenia, że przedmiot jest biały (dolne zdjęcie).

Sztuczki

Z doświadczenia wiem, że dobre rezultaty w przygotowywaniu obrazów koloru i faktury kamienia daje skanowanie. Takie rozwiązanie jest dość proste w realizacji i nie wymaga przygotowań, które są niezbędne w czasie wykonywania zdjęć kamienia. Jedynym kłopotem może być wielkość próbki. Najpopularniejsze skanery mają wymiar A4 – czyli w przybliżeniu 21 x 30 cm – i takiej wielkości próbka wypolerowanego kamienia będzie potrzebna.
Warto jednak przetestować tę metodę, by mieć własne zdanie na temat dylematu „fotografować czy skanować?”.

Wzorzec balansu bieli (18% czerni) – idealny do kalibrowania zdjęć przed ich wykonaniem lub po wykonaniu w formacie RAW do obróbki w programie.