На сегодняшний день мало кто из фотографов, снимающих цифровыми камерами, задумывается о том, что же такое баланс белого (ББ). О нагретом до N кельвин абсолютно черном теле я собираюсь рассказать в одной из следующих статей, а сегодня слегка углубимся в математику, что бы понять, что же такое баланс белого в raw-конвертере с точки зрения математики.

Почему именно с точки зрения математики? Да потому что любая обработка изображения на компьютере и есть математическая обработка массива числовой информации. И не важно, что в этом массиве чисел закодировано цифрами, цвет, звук, видео или ещё какие либо данные. Компьютер в любом случае оперирует числами.

Если мы вернемся на некоторое время назад, и вспомним «пленочное» время, то, наверняка, вспомним и то, что различные типы пленок были сбалансированы для различных условий освещения, различного типа источников света, с различной цветовой температурой. Так пленки, сбалансированные для дневного света, имели на упаковке обозначение daylight и давали правильные, реальные цвета при освещении цветовой температурой около 5500К, т.е. приблизительно при дневном освещении или при свете фотовспышки. Пленки, сбалансированные для света галогенных ламп, имели на упаковке обозначение tungsten и давали правильные, реальные цвета при освещении с цветовой температурой около 3200К, т.е. при свете галогенных ламп.

Существовали также специально разработанные конверсионные светофильтры, которые применялись для того, что бы привести цветовую температуру источника света к той цветовой температуре, на которую сбалансирована применяемая нами фотопленка.

Чаще всего при фотосъемке конверсионные фильтры применялись при использовании слайдовой фотопленки. Ведь при фотографировании на слайд отсутствовал позитивный процесс (фотопечать), при котором можно откорректировать неверный баланс белого. Также при использовании профессиональных негативных фотопленок при неподходящего источника света необходимо было использовать конверсионные светофильтры, т.к. профессиональная фотопленка меньше прощала ошибок фотографу, в отличии от любительской негативной фотопленки.

Вообще негативная любительская фотопленка это отдельный разговор. Если вспомнить девиз фирмы Кодак «You push the button, we do the rest» - «Вы нажимаете кнопку, мы делаем все остальное» то поймете, почему любительская фотопленка прощала много ошибок фотографу. Ведь фотосъемка могла вести в различных условиях, с различными вариантами освещения, с различными по контрастности сюжетами, с присутствием в кадре различных по цветовой насыщенности цветов. Соответственно пленка должна была хотя бы более-менее терпимо отработать и при свете ламп накаливания, и при ярком солнечном свете, и при сильной недодержке основного сюжетного центра, расположенного в контровом свете, и т.д. А всё исправлялось на этапе печати. И что бы добиться такой широты использования пришлось пойти на некоторое ухудшение характеристик пленок как по контрастности, так и по цветовой насыщенности.

Но вернемся к нашим конверсионным фильтрам, фотопленке, балансу белого и математике.

Для чего же нужны были конверсионные светофильтры?

Все дело в том, что у различных источников света различное соотношение красного, зеленого и синего света, и если сравнить цвет ламп накаливания с цветом солнечного дня, то мы увидим что в свете ламп накаливания очень мало синего цвета, гораздо меньше чем красного. А у пленки существует S-образная характеристическая кривая, где есть средний, линейный участок, и два криволинейных участка, один находится чуть-чуть выше уровня вуали, второй – между линейной областью и уровнем насыщения. И правильная экспозиция как раз и должна «уложить» изображение на линейный участок характеристической кривой.

Но если у нас недодержка, то все изображение перемещается с линейного участка правильной экспозиции в низ характеристической кривой, на нелинейный участок, близкий к вуали. При использовании фотопленки, сбалансированной под дневной свет, при фотосъемке с использованием в качестве основных источников света ламп накаливания, при замере общего света без учета цветовой температуры и без использования конверсионных светофильтров вниз характеристической кривой спуститься лишь синий канал. И если он при этом синий канал попадет на нелинейный участок, то мы получим дисбаланс по цвету между светами и тенями. Который не исправить при позитивном процессе. Что бы этого не допустить и применялись конверсионные светофильтры.

Продолжение статьи выйдет по следующему адресу: Баланс белого с точки зрения математики. Часть 2. Конверсионные фильтры или ББ в рав-конвертере.