Немного о теории цвета

Баланс белого и применение светофильтров при съёмке пейзажа на цифровую фотокамеру

Предисловие

На днях я набрёл в Интернете на одну дискуссию, в которой обсуждался вопрос о том, чем является, собственно говоря, цифровая фотокамера - фотоаппаратом или компьютером. Оставляя пока обсуждение этого вопроса за рамками данных заметок, отмечу лишь, что поскольку доля компьютерных технологий в такой камере очень велика, это привело как к изменениям в техническом дизайне, так и, что более важно, несколько изменило идеологию самого процесса фотографирования и обработки полученных снимков. С другой стороны, побродив в том же Рунете в поисках ответов на интересующие меня вопросы по теории цифровой фотографии, я с удивлением обнаружил, что материалов про приёмы съёмки на цифровой фотоаппарат очень мало, в основном попадались технические описания тех или иных цифровых камер, оплаченные фирмами-изготовителями результаты сравнения их превосходных технических характеристик и бесконечные диспуты на тему "Плёнка или Цифра" на всех без исключения фотосайтах, которые оттеснили на второй план другую знаменитую на весь Интернет бурную дискуссию прошлого, "Nikon vs. Canon". Для себя лично этот вопрос я недавно решил в виде "И плёнка, и цифра", и теперь в моём фоторюкзаке мирно сосуществуют плёночная и цифровая камеры, и нет лишь только среднеформатной, так что впредь автор будет убеждённым противником среднего формата, ну а аргументы всегда найдутся.

Продолжаем разговор. Как я уже сказал, в Рунете Вы можете найти не так много статей о особенностях фотографирования на цифровые камеры (хотя в "бумажных" журналах можно иногда найти какую-то информацию), и это связано, по-видимому, с двумя причинами: во-первых, цифровая фотография - это довольно молодой вид человеческой деятельности и не успела ещё пока обзавестись в полной мере своими собственными наукой и лженаукой, и во-вторых, предполагается наверное, что никаких особых отличий в технике фотографирования на плёнку и на матрицу нет. Меня особенно интересовал вопрос использования уже имеющихся у меня светофильтров для обычного фотоаппарата, применительно к цифровому, и возникающие при этом ограничения и дополнительные возможности. Поскольку я предпочитаю не повторять чужие ошибки, пришлось наделать своих собственных, в количестве, достаточном для анализа и обобщения. Разрешите поделиться с Вами полученными при этом результатами.

О "балансе белого"

Одной из особенностей цифрового фотоаппарата является необходимость выставления так называемого "баланса белого". Это нужно для того, чтобы все цвета получились на снимке правдоподобно, к примеру, чтобы красный нос Вашего соседа по даче получился красным, а не синим; чтобы жених на свадебном снимке преподносил белыё цветы чистоты и невинности своей невесте, а не жёлтые, вестники разлуки; а фуражка на милиционере должна иметь красный обод, а не зелёный, как у лесника. Что именно надо сделать, чтобы правильно выставить баланс белого в Вашем фотоаппарате, Вы и сами прекрасно знаете - в любом руководстве по эксплуатации об этом написано. Как правило, в любой фотокамере есть полностью автоматический режим (auto), несколько предустановленных режимов, таких, как "fine", "cloudy", "Tungsteen", "fluorescent", "speedlight" и режим установки баланса белого вручную "preset". Названия и номенклатура в разных камерах могут отличаться, но суть от этого не меняется.

Как заявляют сами производители цифровой фототехники (только почему-то не в руководствах по эксплуатации и не в рекламных материалах), ни один из предустановленных режимов, а тем более, автоматический режим, не даёт стопроцентно правильной цветопередачи, то есть, попросту говоря, все эти режимы немножко врут. Это и понятно - предустановленные режимы настроены на определённую цветовую температуру, а реальная цветовая температура источника освещения может от неё немного отличаться. Поэтому в ряде камер есть дополнительные градации для каждого режима, к примеру, от -3 (для тёплых тонов) до +3 (для холодных) для режима съёмки в облачную погоду. Но и их наличие тоже не сильно облегчает жизнь фотографа. Поэтому многие фотографы пользуются ручным режимом установки баланса белого, путём его установки по белому листу бумаги, или по любой другой белой поверхности. Физически это объясняется тем, что белая поверхность почти полностью отражает всё падающее на неё освещение (являясь бедным родственником абсолютно-белого тела), а, поскольку предполагается, что все остальные предметы в данном месте освещаются тем же самым источником, то любое отклонение от действительно белого (5500К) будет вычтено или прибавлено равномерно по всему полю фотографии, и цвета должны получиться похожими на самих себя, как они выглядели бы при дневном свете, а не так, как они выглядят на самом деле. Эти вещи всем известны, поэтому скажу только, что искусственная стрижка всех видов освещения под одну гребёнку дневного света иногда отрицательно сказывается на атмосфере снимка. Собственно говоря, вот Вам пример: ужин при свечах в ресторане, с заполняющим светом от ламп накаливания. Введя режим "Tungsteen", Вы получите двух странных людей, в дневное время сидящих в ресторане в вечерних нарядах, и тупо смотрящих на то, как голубого цвета свеча перед ними догорает едва жёлтым пламенем.

Так вот, когда мы выставляем баланс белого вручную, нам рекомендуют использовать лист белой бумаги. Нас же, как любознательных и пытливых фотографов-пейзажистов, будет интересовать вопрос, что будет, если мы выставим баланс белого не по белому листу бумаги, а по красному, синему, зелёному, по любому другому? Как это повлияет на наш снимок? Можно провести опыты (что было проделано автором), но запоминать результаты опытов очень нерационально; гораздо удобнее вывести закономерность, чтобы потом легко и просто прогнозировать будущий результат. Для этого нам придётся ненадолго обратиться к теории цвета, надеюсь, что это будет не так скучно, как кажется.

Немного о теории цвета

Любому программисту известно, что любой цвет можно представить в формате RGB (Red/Green/Blue), то есть путём cмешивания в различных пропорциях трёх основных цветов: красного, зелёного и синего. К примеру, пурпурный (magenta) получается при смешении красного и синего (так называемое аддитивное цветообразование), жёлтый - смешивая красный и зелёный, и так далее. Напомню, что оттенки цветов получаются в результате изменения их яркостей. Так, коричневый цвет является оттенком жёлтого. Смешав красный, зелёный и синий цвета в одинаковых пропорциях, мы получим белый цвет. Этим пользуются некоторые фотографы, которые, установив камеру неподвижно на штатив и сделав три последовательные экспозиции, к примеру, водопада, каждую с разным фильтром (одним из этих трёх основных цветов), получают водопад нормальной тонопередачи, но с множеством очень красивых разноцветных бликов. Попробуйте сами, если Ваша камера имеет режим мультиэкспозиции, только не забудьте выставить каждый раз выдержку в 1/3 от номинала (замеренного через эти три фильтра, сложенных вместе). Кстати, три таких фильтра, сложенных вместе, должны давать нейтрально-серый цвет. С другой стороны, вычитая из белого тот или иной основной цвет, мы можем получить все остальные цвета (субтрактивное цветообразование). Так, вычитая зелёный, мы получим пурпурный, вычитая красный - голубой, а вычитая из белого синий, получится жёлтый. Смешав голубой, пурпурный и жёлтый цвета в одинаковых пропорциях, мы получим чёрный цвет. Такая схема получила название CMYK, и четвёртая буква указывает на то, что в такие схемы добавляют ещё один компонент - чёрный "цвет". Почему для обозначения чёрного используется именно буква "К", науке неизвестно. Такая схема в-основном используется при печати. Теперь обратимся к так называемому "цветовому кругу", хорошо известному в среде художников. Этот круг построен таким образом, что цвета, расположенные друг напротив друга, являются дополнительными (или дополняющими) цветами, то есть дополняют друг друга. Так, пурпурный цвет является дополняющим зеленому, и наоборот, зелёный - пурпурному; синий - жёлтому, голубой - красному и так далее. Это имеет большое практическое значение, как для цифровой, так и для плёночной фотографии, но об этом чуть позже. Что касается цветов, расположенных неподалёку друг от друга, то по ним видно, какой цвет получится в результате смешивания двух цветов. Например, при смешивании голубого и красного получится фиолетовый, а при добавлении красного к жёлтому - оранжевый. Знание этих особенностей цветового круга пригодится нам в нашей практике при установке баланса белого нашей цифровой камеры. Справа Вы видите тот же самый цветовой круг, но, так сказать, прямоугольной формы, и сгруппированный по дополнительным цветам: цвета справа дополняют те цвета, что слева, и наоборот.

Разберёмся теперь, какую важную для фотографа пользу приносит знание дополнительных цветов. Из практики съёмки на плёночный фотоаппарат нам известно, что когда мы имеем освещение лампами накаливания жёлтого цвета, мы пользуемся фильтром синего цвета (фильтры 80, 82) для того, чтобы получить видимость белого освещения. Посмотрите в табличку - эти цвета являются взаимодополняющими. То есть, синий фильтр задерживает жёлтый цвет. И наоборот, когда мы снимаем в пасмурную погоду, или снежную зиму, рекомендуется использовать фильтры жёлтых тонов (такие, как фильтры 81, 85). Как видно из таблички справа, эти цвета дополняют синий, и задерживают именно синие тона. Таким образом, мы видим, что дополнительные цвета нейтрализуют действие друг друга. Точно так же происходит и с остальными цветами.