DSLR na cestě časem - 20. díl
11.2.2009, Roman Pihan, článek
V minulém díle jsme započali popis funkce vyvážení bílé (White Balance, WB) včetně jejího historického vývoje a řešení tohoto problému v dobách filmu. Dnes se podíváme na základy elektronického vyvažování bílé a možnosti dnešních moderních DSLR.
Vyvažování bílé v dobách filmu
Vyvažování bílé v dobách filmu (ať výměnou filmu nebo barevnými filtry) mělo jednu zásadní nevýhodu – bylo velmi nepohotové a nepřesné. Těžko totiž mohl mít fotograf v brašně 10 druhů filmů či korekčních filtrů pro 10 různých barev světla. Navíc odhadnout barvu okolního světla okem je nemožné (oko barvu nevidí, protože mozek bílou vždy vyváží), a tak nezbylo než na základě zkušenosti barvu hrubě odhadovat. V řadě prostor (zejména interiéry) se barva navíc mění s místem, protože se mísí různé barevné zdroje (typicky interiér osvícený oknem a žárovkami). To nadále komplikovalo vyvážení bílé a zvětšovalo by počet potřebných druhů filmů či barevných filtrů a zhoršovalo manipulaci s nimi.
Množství barevných filtrů, které nabízejí výrobci filtrů, je opravdu velké. Ne všechny slouží primárně ke korekci světla, řada z nich však ano. Na digitálních fotoaparátech, které umožňují elektronické vyvážení bílé, nejsou již vůbec nutné.
V praxi se tedy na scéně nevyvažovala bílá buď vůbec (amatéři) či jen velmi hrubě (denní světlo, zářivkové světlo, žárovky – takto to dělala většina profesionálů) a zbytek se prováděl v pozitivním procesu při vyvolání. U barevně nenáročných snímků či tam, kde realitu nikdo nezná (například krajina), to nepředstavovalo žádný problém. Avšak u snímků, kde barva je základem (módní fotografie, fotodokumentace atd.) to nestačilo, a proto se do snímku většinou zabrala i tzv. barevnice – tabulka přesně definovaných barev – a podle ní se finální snímek barevně rovnal/dolaďoval. Práce to byla veliká a piplavá, jiný způsob ale neexistoval.
Tzv. barevnice (Test Color Chart) slouží k přesnému vyvážení bílé tam, kde je barevná věrnost podmínkou. Barevnic je mnoho druhů, v každém případě ale slouží k barevnému srovnání výsledného snímku podle známého etalonu různých barev.
Vyvážení bílé v minilabu
Digitální minilaby, které zpracovávaly velké množství amatérských filmů, musely předpokládat barevně zcela nevyvážené negativy. Amatéři totiž běžně používali jeden film (typicky na denní světlo) a střídali motivy pořizované v denním světle i umělém světle tak, jak šel život. Snímky proto byly mnohdy zcela nevyvážené a vyvážení provedl automaticky až minilab. Prováděl vlastně dnešní automatické vyvážení bílé (Automatic White Balance, AWB), které je i dnes k dispozici na všech DSLR. Popis jeho práce najdete v dalším díle.
U amatérských snímků pořizovaných z negativních barevných filmů prováděl vyvážení bílé až minilab a situace tak byla podobná automatickému vyvážení bílé na digitálních fotoaparátech.
Vyvážení bílé na digitálních fotoaparátech
Dokonalé možnosti elektronického vyvážení bílé včetně možnosti nastavit vyvážení bílé pro každý snímek jinak a včetně možnosti si barvu světla přesně změřit nabídly nejprve digitální kamery a později s rozvojem senzorů i digitální fotoaparáty. S trochou nadsázky se dá říci, že možnosti všech jsou přibližně stejné a liší se jen v detailech či způsobu ovládání.
Vyvažování bílé je opravdu klíčem k úspěchu, co se barev týče. Venku se žádné drama nekoná, velký problém jsou ale umělá světla. Nahoře barevná „pravda“, uprostřed vyvážení bílé na žárovku, dole při vyvážení na etalon střední šedé. Snímek je z koncertu u příležitosti vydání nového CD „Na křídlech koní“ zpěvačky Ivy Marešové a skupiny 999 - na snímku společně s Davidem Krausem.
Princip elektronického vyvážení bílé
Základní úkol vyvážení bílé (viz minulý díl) je eliminovat vliv barvy okolního světla na barvu předmětů. Elektronické vyvážení bílé probíhá tedy tak, že zná-li fotoaparát jaká barva světla (spektrum) je na scéně, může nerovnoměrnost tohoto spektra z výsledného snímku odečíst. Ví-li například fotoaparát, že na scéně svítí žárovky, což je snadno možné fotoaparátu sdělit volbou ikony „Žárovka“ (Tungsten
), a zná-li spektrum žárovky (přebytek červené, nedostatek modré), může snadno potlačit červenou a zesílit modrou. Tím se bílá barva srovná neboli vyváží. Navíc není problém nastavit vyvážení bílé pro každý snímek jinak či pro jeden snímek různě – je to jen elektronická manipulace se signálem, kterou poskytuje senzor.
Bílé světlo má vyvážené spektrum, a proto „dráždí“ RGB kanály senzoru všechny tři stejně. Odrazí-li se tedy bílé světlo od bílého papíru, vyprodukuje na výsledné fotografii bílou barvu.
Spektrum žárovky je však silně nerovnoměrné, a proto obarvuje předměty (například bílý papír) do červena.
Vyvážení bílé není tak nic jiného, než na základě znalosti nevyváženosti spektra použitého světla provést takovou elektronickou korekci RGB kanálů, která nerovnoměrnost spektra potlačí a bílý papír tak bude zase bílý. V případě žárovky to tedy znamená potlačit červený kanál a zesílit modrý kanál.
Přednastavené možnosti vyvážení bílé na DSLR
Možnosti vyvážení bílé na různých DSLR jsou v podstatě stejné a zahrnují několik předem definovaných zdrojů světla, u kterých konstruktéři znají konkrétní barvu (spektrum) světla. Tu potom pevně naprogramovanými hodnotami kompenzují vhodnou korekcí RGB kanálů. Typické možnosti jsou:
Žárovka – potlačuje červený kanál, zesiluje modrý
Zářivka – potlačuje zelený kanál
Slunce – bílá se nevyvažuje, světlo je skutečně bílé
Blesk - světlo je blízké bílé, přesná barva odpovídá známé barvě továrního blesku
Pod mrakem – lehce se potlačuje modrý kanál
Ve stínu - potlačuje se modrý kanál
Některé fotoaparáty nemají volbu „Blesk“ (Olympus), místo něj je nutné volit automatiku (AWB), „Slunce“ nebo „Pod mrakem“. Naopak mohou mít více voleb pro různé druhy zářivek - například Olympus má vyvážení bílé pro tři druhy zářivek.
Typické přednastavené druhy světel, a tím i vyvážení bílé na dnešních DSLR. Zleva doprava – slunce, ve stínu, pod mrakem, žárovka, zářivka, blesk.
Proč je stín modrý
Je-li slunný den s modrou oblohou a nalézá-li se fotografovaný předmět ve stínu, není to slunce, které na předmět svítí. Zdrojem světla ve stínu je obloha, která je svitem slunce rozzářená. Světlo se totiž rozptyluje na částečkách vody a prachu v atmosféře a toto rozptýlené světlo potom svítí i tam, kam přímé slunce nemůže. Jenže světlo se v atmosféře nerozptyluje stejně, jeho modrá složka se rozptyluje více než červená, která je mnohem více atmosférou pohlcována. Proto je jasná obloha modrá, a proto i světlo ve stínu musí být modré, a to tak modré, jak modrá je obloha. Proto je „stín“ modrý, a proto i volba vyvážení bílé na ikonu „Stín“ potlačuje modrý kanál.
Nalézá-li se fotografovaný předmět ve stínu slunce a pod modrou oblohou, je to obloha, která předmět osvětluje. Světlo ve stínu musí proto být modré, stejně modré jako je obloha. Tento jev je mimořádně silný ve vyšší nadmořské výšce. V každém případě ale vyvážení bílé nastavené na „Stín“ potlačuje modrou složku světla.
Příště se podíváme na automatické vyvážení bílé, pokročilejší vyvážení bílé a na některé „špeky“.
