Баланс белого
Бала́нс бе́лого цве́та (также кратко называемый баланс белого) — один из параметров метода передачи цветного изображения, определяющий соответствие цветовой гаммы изображения объекта цветовой гамме объекта съёмки.
Обычно употребляется как изменяемая характеристика фотографического процесса, фотоматериала, систем цветной печати и копирования, телевизионных систем и устройств воспроизведения графической информации (например, мониторов).
Баланс белого, коррекция баланса белого, настройка белой точки или цветокоррекция — технология коррекции цветов изображения объекта до тех цветов, в которых человек видит объект в естественных условиях (объективный подход), или до тех цветов, которые представляются наиболее привлекательными (субъективный подход). Аналог биологического механизма — цветопостоянства.
Теоретические нюансы
Объект заведомо белого цвета кажется человеку белым практически при любом освещении, потому что необходимую цветокоррекцию автоматически проводят человеческий глаз и мозг.
Если источник освещения имеет непрерывный спектр тепловой природы, то этому спектру можно поставить в соответствие некоторую температуру, до которой надо нагреть абсолютно чёрное тело, чтобы его излучение имело такой же спектральный состав. Эта температура получила название цветовой температуры. Цветовую температуру измеряют в кельвинах (K).
Пламя свечи имеет цветовую температуру около 1800 К, лампы накаливания — 2500 К, восход солнца — 3800 К, лампа-вспышка — 5500 К, голубое безоблачное небо в летний день — 11000 К и выше.
Корректное определение цветовой температуры по спектру источника для флуоресцентных, многих ртутных и низкотемпературных газоразрядных ламп, люминофорных источников света дать невозможно, так как значительная доля излучённой энергии приходится на «линейчатую» часть спектра. Так как в природе такое освещение встречается крайне редко, глаз человека не имеет эффективных средств адаптации к таким источникам. Однако и в этих случаях мозг создаёт «ощущение белого цвета» для соответствующих объектов (например, снега или листа белой бумаги). В таких случаях говорят о «псевдобелом» источнике света и определяют его «цветовую температуру» путём визуального сравнения с образцами.
Наиболее сложная ситуация для «баланса белого» — наличие двух и более разных источников с различной цветовой температурой. В этом случае глаз и мозг человека всё равно «увидят» правильные цвета предметов, однако и плёнка, и телекамера, и цифровой фотоаппарат воспроизведут часть предметов как «цветные».
Например, если мы выставили баланс белого в цифровом аппарате на «дневной свет», то часть кадра, освещённая лампами накаливания, будет выглядеть жёлтой, флуоресцентными лампами — зелёной, розовой или фиолетовой (для разных типов ламп), на сцене, освещённой безоблачным небом, тени будут голубыми.
Зрение человека
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 (Ymax и Ymin), 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:
- Кч-б = Ymax − Ymin
- Кgr = G − R
- Кbrg = B − R − G
где Кч-б, Кgr, Кbrg — 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.
Цветное телевидение
В цветном телевидении перед передачей видеосигнала в эфир он преобразуется из цветовой модели RGB в цветовую модель YUV. Это нужно для обеспечения совместимости цветного и черно-белого телевидения. Сигнал яркости черно-белого изображения Y=0,299R+0,587G+0,114B и сигналы цветности U=B−Y; V=R−Y, где коэффициенты сигнала яркости (0,299; 0,587; 0,114) отражают физиологические особенности нашего зрения, в том числе и баланс белого. В телеприёмниках происходит обратное преобразование из цветовой модели YUV в цветовую модель RGB. Из-за разброса модуляционных характеристик электронных прожекторов кинескопов каждый цветной телевизор имеет регулировку статического и динамического баланса белого. Статический баланс белого регулируется путем индивидуальной настройки уровня чёрного каждого электронного прожектора, а динамический - регулировкой коэффициента усиления видеоусилителей. С конца 1980-х годов статический баланс белого в телевизорах обычно устанавливается автоматически.
Фотография
Плёночная
Бала́нс цветно́го изображе́ния — более широкая характеристика свойств цветного многослойного фотоматериала (или фотографического процесса), а также изображения, им сформированного, выражающая соответствие (сбалансированность) градационных характеристик цветоделённых изображений.
Баланс экспозиции
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
Баланс оптической плотности — степень соответствия плотностей цветоделённых изображений серой шкалы.
- Для негативного или дубль-негативного изображения измеряются и сравниваются значения , определённых над цветной вуалью
- Для позитивного изображения сравниваются .
Нарушение баланса оптической плотности — следствие нарушений баланса экспозиции, баланса светочувствительности и баланса контраста. Поэтому баланс плотности может служить их интегральной характеристикой.
Баланс светочувствительности
Баланс контрастности
Цифровая
В цифровой фотографии «баланс белого цвета» может быть реализован на трёх этапах:
- Изменение коэффициентов усиления аналоговых усилителей в цветовых каналах матрицы. Данный метод позволяет получить бо́льшую фотографическую широту не при одной (оптимальной для данного типа матрицы) цветовой температуре освещения, а во всём доступном диапазоне цветовых температур. Применяется фирмой Pentax, например, в аппаратах Pentax *ist Ds.
- Обработка оцифрованных данных при преобразовании в графический файл внутри фотоаппарата.
- Обработка-Raw файла на компьютере.
В отличие от плёночной фотографии, постобработкой цифровых изображений легко достигается не только баланс светочувствительности, но и баланс контрастности.
Режимы в цифровом фотоаппарате
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.
- 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.
Примечания
Литература
- Артюшин Л. Ф. Баланс цветного изображения // Фотокинотехника: Энциклопедия / Гл. ред. Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981. — 447 с.
- Фотоаппарат Pentax *ist Ds, Руководство пользователя. Фирма Pentax.
Ссылки
- Баланс белого
- Баланс белого в цифровом фото (Дата обращения: 25 октября 2011)
- Неправильный баланс белого (Дата обращения: 25 октября 2011)
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Баланс белого, Что такое Баланс белого? Что означает Баланс белого?
Bala ns be logo cve ta takzhe kratko nazyvaemyj balans belogo odin iz parametrov metoda peredachi cvetnogo izobrazheniya opredelyayushij sootvetstvie cvetovoj gammy izobrazheniya obekta cvetovoj gamme obekta syomki Obychno upotreblyaetsya kak izmenyaemaya harakteristika fotograficheskogo processa fotomateriala sistem cvetnoj pechati i kopirovaniya televizionnyh sistem i ustrojstv vosproizvedeniya graficheskoj informacii naprimer monitorov Balans belogo korrekciya balansa belogo nastrojka beloj tochki ili cvetokorrekciya tehnologiya korrekcii cvetov izobrazheniya obekta do teh cvetov v kotoryh chelovek vidit obekt v estestvennyh usloviyah obektivnyj podhod ili do teh cvetov kotorye predstavlyayutsya naibolee privlekatelnymi subektivnyj podhod Analog biologicheskogo mehanizma cvetopostoyanstva Teoreticheskie nyuansyObekt zavedomo belogo cveta kazhetsya cheloveku belym prakticheski pri lyubom osveshenii potomu chto neobhodimuyu cvetokorrekciyu avtomaticheski provodyat chelovecheskij glaz i mozg Esli istochnik osvesheniya imeet nepreryvnyj spektr teplovoj prirody to etomu spektru mozhno postavit v sootvetstvie nekotoruyu temperaturu do kotoroj nado nagret absolyutno chyornoe telo chtoby ego izluchenie imelo takoj zhe spektralnyj sostav Eta temperatura poluchila nazvanie cvetovoj temperatury Cvetovuyu temperaturu izmeryayut v kelvinah K Plamya svechi imeet cvetovuyu temperaturu okolo 1800 K lampy nakalivaniya 2500 K voshod solnca 3800 K lampa vspyshka 5500 K goluboe bezoblachnoe nebo v letnij den 11000 K i vyshe Korrektnoe opredelenie cvetovoj temperatury po spektru istochnika dlya fluorescentnyh mnogih rtutnyh i nizkotemperaturnyh gazorazryadnyh lamp lyuminofornyh istochnikov sveta dat nevozmozhno tak kak znachitelnaya dolya izluchyonnoj energii prihoditsya na linejchatuyu chast spektra Tak kak v prirode takoe osveshenie vstrechaetsya krajne redko glaz cheloveka ne imeet effektivnyh sredstv adaptacii k takim istochnikam Odnako i v etih sluchayah mozg sozdayot oshushenie belogo cveta dlya sootvetstvuyushih obektov naprimer snega ili lista beloj bumagi V takih sluchayah govoryat o psevdobelom istochnike sveta i opredelyayut ego cvetovuyu temperaturu putyom vizualnogo sravneniya s obrazcami Naibolee slozhnaya situaciya dlya balansa belogo nalichie dvuh i bolee raznyh istochnikov s razlichnoj cvetovoj temperaturoj V etom sluchae glaz i mozg cheloveka vsyo ravno uvidyat pravilnye cveta predmetov odnako i plyonka i telekamera i cifrovoj fotoapparat vosproizvedut chast predmetov kak cvetnye Naprimer esli my vystavili balans belogo v cifrovom apparate na dnevnoj svet to chast kadra osveshyonnaya lampami nakalivaniya budet vyglyadet zhyoltoj fluorescentnymi lampami zelyonoj rozovoj ili fioletovoj dlya raznyh tipov lamp na scene osveshyonnoj bezoblachnym nebom teni budut golubymi Zrenie cheloveka Osnovnaya statya Zrenie cheloveka Amerikancy David Hyubl i Torsten Vajzel poluchili Nobelevskuyu premiyu 1981 goda za issledovanie zreniya cheloveka razvivayushee opponentnuyu teoriyu cveta Evalda Geringa 1834 1918 Oni predpolozhili chto glaza cheloveka vydayut v mozg informaciyu vovse ne o krasnom R zelyonom G i sinem B cvetah kak predpolagaet teoriya cveta Yunga Gelmgolca 1802 g Soglasno teorii o tryoh opponentnyh processah mozg poluchaet informaciyu o raznice yarkosti belogo i chyornogo Ymax i Ymin o raznice zelyonogo i krasnogo cvetov G R o raznice sinego i zhyoltogo cvetov B yellow a zhyoltyj cvet est summa krasnogo i zelyonogo cvetov yellow R G gde R G i B yarkosti cvetovyh sostavlyayushih krasnogo zelyonogo i sinego Imeem sistemu uravnenij Kch b Ymax Ymin Kgr G R Kbrg B R G gde Kch b Kgr Kbrg funkcii koefficientov balansa belogo dlya lyubogo osvesheniya Prakticheski eto vyrazhaetsya v tom chto lyudi vosprinimayut cvet predmetov odinakovo pri raznyh istochnikah osvesheniya cvetopostoyanstvo cvetovaya adaptaciya Cvetovaya model LAB popytka predstavit sochetaniya cvetov v modeli maksimalno priblizhennoj k chelovecheskomu vospriyatiyu Cvetnoe televidenieV cvetnom televidenii pered peredachej videosignala v efir on preobrazuetsya iz cvetovoj modeli RGB v cvetovuyu model YUV Eto nuzhno dlya obespecheniya sovmestimosti cvetnogo i cherno belogo televideniya Signal yarkosti cherno belogo izobrazheniya Y 0 299R 0 587G 0 114B i signaly cvetnosti U B Y V R Y gde koefficienty signala yarkosti 0 299 0 587 0 114 otrazhayut fiziologicheskie osobennosti nashego zreniya v tom chisle i balans belogo V telepriyomnikah proishodit obratnoe preobrazovanie iz cvetovoj modeli YUV v cvetovuyu model RGB Iz za razbrosa modulyacionnyh harakteristik elektronnyh prozhektorov kineskopov kazhdyj cvetnoj televizor imeet regulirovku staticheskogo i dinamicheskogo balansa belogo Staticheskij balans belogo reguliruetsya putem individualnoj nastrojki urovnya chyornogo kazhdogo elektronnogo prozhektora a dinamicheskij regulirovkoj koefficienta usileniya videousilitelej S konca 1980 h godov staticheskij balans belogo v televizorah obychno ustanavlivaetsya avtomaticheski FotografiyaPlyonochnaya Bala ns cvetno go izobrazhe niya bolee shirokaya harakteristika svojstv cvetnogo mnogoslojnogo fotomateriala ili fotograficheskogo processa a takzhe izobrazheniya im sformirovannogo vyrazhayushaya sootvetstvie sbalansirovannost gradacionnyh harakteristik cvetodelyonnyh izobrazhenij Balans ekspozicii Bala ns ekspozi cii sootvetstvie cvetnosti ispolzuemogo pri syomke osvesheniya normirovannoj dlya dannogo konkretnogo fotomateriala cvetnosti osvesheniya Normirovannoe osveshenie zadayotsya cvetovoj temperaturoj V sluchae densitometricheskih izmerenij izobrazheniya kolichestvenno vyrazhaetsya otnosheniem velichin cvetodelyonnyh svetovyh potokov ispolzuemogo osvesheniya k velichinam cvetodelyonnyh svetovyh potokov obespechivayushim balans svetochuvstvitelnosti fotomateriala Pri otlichii etih otnoshenij ot edinicy govoryat chto pri syomke imeet mesto razbalans po ekspozicii Takovoj mozhet byt ustranyon pri syomke obychno primenyaemye dlya etogo filtry nazyvayut konversionnymi ili pri pechati fotosnimkov vvedeniem korrekcii Balans opticheskoj plotnosti Balans opticheskoj plotnosti stepen sootvetstviya plotnostej cvetodelyonnyh izobrazhenij seroj shkaly Dlya negativnogo ili dubl negativnogo izobrazheniya izmeryayutsya i sravnivayutsya znacheniya opredelyonnyh nad cvetnoj vualyu Dlya pozitivnogo izobrazheniya sravnivayutsya Narushenie balansa opticheskoj plotnosti sledstvie narushenij balansa ekspozicii balansa svetochuvstvitelnosti i balansa kontrasta Poetomu balans plotnosti mozhet sluzhit ih integralnoj harakteristikoj Balans svetochuvstvitelnosti Osnovnaya statya Balans svetochuvstvitelnosti Balans kontrastnosti Osnovnaya statya Balans kontrastnosti Cifrovaya V cifrovoj fotografii balans belogo cveta mozhet byt realizovan na tryoh etapah Izmenenie koefficientov usileniya analogovyh usilitelej v cvetovyh kanalah matricy Dannyj metod pozvolyaet poluchit bo lshuyu fotograficheskuyu shirotu ne pri odnoj optimalnoj dlya dannogo tipa matricy cvetovoj temperature osvesheniya a vo vsyom dostupnom diapazone cvetovyh temperatur Primenyaetsya firmoj Pentax naprimer v apparatah Pentax ist Ds Obrabotka ocifrovannyh dannyh pri preobrazovanii v graficheskij fajl vnutri fotoapparata Obrabotka Raw fajla na kompyutere V otlichie ot plyonochnoj fotografii postobrabotkoj cifrovyh izobrazhenij legko dostigaetsya ne tolko balans svetochuvstvitelnosti no i balans kontrastnosti Rezhimy v cifrovom fotoapparate Ustanovka balansa belogo v sovremennom posle 2005 goda cifrovom fotoapparate mozhet osushestvlyatsya sleduyushimi sposobami Syomka v formate Raw pozvolyaet vystavlyat balans belogo posle syomki na kompyutere V etom sluchae ustanovka balansa belogo na apparate polezna dlya pravilnogo pokaza prevyu na ekrane apparata posle syomki ili pri rabote elektronnogo vidoiskatelya Konechno zhe takoj sposob nastrojki balansa belogo ne obhoditsya bez poter Vo mnogih cifrovyh fotoapparatah fotograf s pomoshyu specialnoj knopki ili v menyu mozhet vruchnuyu ustanavlivat tip osvesheniya kadra solnce dnevnoj svet goluboe ten i oblachnoe nebo lyuminescentnaya lampa lampa nakalivaniya s volframovoj nityu fotovspyshka i t d i kamera delaet popravku na sootvetstvuyushuyu cvetovuyu temperaturu Drugoj ruchnoj rezhim cvetokorrekciya po seroj karte trebuet nekotorogo vremeni i uhudshaet operativnost syomki no rezultaty obychno poluchayutsya nailuchshie V etom rezhime fotograf pomeshaet ryadom s obektom syomki specialnuyu kartu nejtralno serogo cveta i prezhde chem nachat sobstvenno syomku kalibruet kameru po etoj karte Cvetokorrekciya po listu beloj bumagi ne dayot idealnogo rezultata potomu chto pri proizvodstve bumagi dlya otbelivaniya ispolzuyutsya razlichnye krasiteli Nekotorye prodvinutye apparaty pozvolyayut zadat istochnik osvesheniya neposredstvenno v kelvinah eto polezno pri studijnoj syomke kogda cvetovaya temperatura osvetitelnyh priborov zaranee izvestna iz ih pasportov ili mozhet byt izmerena kolorimetrom Avtomaticheskij balans belogo Logika processora ishodit iz predpolozheniya chto usrednyonno kadr nejtralen v cvete i samye yarkie fragmenty kadra imeyut nejtralno belyj cvet a vse ostalnye cveta korrektiruyutsya otnositelno nih Dlya cvetokorrekcii v cifrovoj tehnologii dostatochno izmenit koefficienty usileniya v nuzhnyh cvetovyh kanalah Malo sinego povyshaem koefficient usileniya sinego kanala i poluchaem snimok kak by sdelannyj ne v svete lamp nakalivaniya a pri dnevnom osveshenii Podobnyj algoritm rabotaet horosho v nekotorom diapazone cvetovyh temperatur i pri teplovom haraktere spektra osvesheniya No v slozhnyh usloviyah kogda yarkij cvet ne yavlyaetsya belym kadr imeet iskazhyonnuyu cvetoperedachu PrimechaniyaLiteraturaArtyushin L F Balans cvetnogo izobrazheniya Fotokinotehnika Enciklopediya Gl red E A Iofis M Sovetskaya enciklopediya 1981 447 s Fotoapparat Pentax ist Ds Rukovodstvo polzovatelya Firma Pentax SsylkiBalans belogo Balans belogo v cifrovom foto Data obrasheniya 25 oktyabrya 2011 Nepravilnyj balans belogo Data obrasheniya 25 oktyabrya 2011
