Что такое цветовая температура и как она влияет на мою фотографию?

Цветовая температура — это способ описания цвета света в спектре, который идет от теплых цветов (измеряемых как имеющие более низкую температуру) к холодным цветам (измеряемых как имеющие более высокую температуру).

Цветовая температура измеряется в кельвинах и соответствует температуре, при которой определенный металл должен быть нагрет, чтобы излучать свет этого цвета. Вот почему более низкие температуры (скажем, 3000 К) дают теплый (желто-оранжевый) свет, а высокие температуры (9000 К) дают цветной (голубоватый) свет.

Баланс белого — это процесс отмены эффекта цветовой температуры на фотографии. Это потому, что наш мозг корректирует то, что видят наши глаза, чтобы мы могли видеть белое как белое, хотя оно может быть окрашено цветовой температурой света.

Если известна цветовая температура света, то его действие в большинстве случаев можно отменить. Автоматический баланс белого угадывается при этой температуре ( см. этот вопрос ). Предустановленный баланс белого использует в основном фиксированные известные температуры (6500 K для дневного света, 9500 K для облачного освещения, 3000 K для ламп накаливания и т. д. — фактические значения различаются для разных камер).

Для пользовательского баланса белого камера использует образец, который известен как белый, и выводит из него цветовую температуру света. Некоторые камеры фактически сообщают измеренную цветовую температуру при использовании пользовательского баланса белого.

Обратите внимание, что для источников света, которые смешаны или просто далеки от типичных условий освещения (натриевые лампы, некоторые флуоресцентные лампы), невозможно отменить эффект, поскольку некоторые части видимого спектра отсутствуют.

Поскольку цвета влияют на настроение фотографии и на то, как мы воспринимаем изображения, то же самое влияет и на цветовую температуру. Известно, что более теплые цвета (более низкие температуры) обычно воспринимаются как более приятные, и некоторые фотографы намеренно устанавливают неправильный баланс белого, чтобы передать определенное настроение. Холодные цвета (более высокие температуры) ассоциируются с ночью и тайной . Ни то, ни другое не лучше, оно должно просто соответствовать фотографии и тому, как вы предполагаете, что зрители ее воспримут.

Цвета вдоль оси цветовой температуры были «выбраны», потому что это цвета, которые излучают черные тела при повышении температуры. Это включает в себя все, от нагретых металлов до поверхностей звезд, включая наше Солнце . Почти все сильные источники света, встречающиеся в природе, излучают свет где-то вдоль или очень близко к оси цветовой температуры. Мы обозначаем цвета вдоль этой линии в зависимости от температуры, до которой черное тело должно быть нагрето, чтобы светиться этим цветом.¹

Мы используем температурную шкалу, созданную сэром Уильямом Томсоном (1824-1907), 1-м бароном Кельвином, OM, GCVO, PC, PRS, FRSE. Имея королевский титул лорда Кельвина, он был математиком и ученым, создавшим температурную шкалу, поставившую «нулевую» отметку на абсолютный ноль, теоретическую точку температуры, при которой прекращается всякое молекулярное движение, и использующую единицы измерения того же размера, что и шкала Цельсия. 0 К равен -273,15°С. 0°С равен 273,15 К.

На протяжении большей части истории человечества даже примитивные искусственные источники света, такие как факелы и масляные лампы, излучали свет по шкале температур Кельвина. Это связано с тем, что большинство источников топлива на самом деле не очень ярко светятся при горении, но газы и пары, которые выделяются из источника топлива при его нагревании, горят и светятся очень ярко. В ранних источниках электрического света для получения света использовались металлы, нагретые до температуры свечения. Поскольку используемые металлы очень близки к излучателям черного тела, они также излучают свет по шкале цветовой температуры. Это так называемые источники света накаливания.

Однако в современном мире мы имеем дело со многими источниками света, которые не являются естественными и не соответствуют шкале Кельвина. Ось, которая более или менее ортогональна оси цветовой температуры, является осью Пурпурного ←→ Зеленого цвета. Это часто называют настройкой «оттенка» или «оттенка». На приведенном выше рисунке это показано светло-серыми штрихами вдоль оси цветовой температуры. Многие источники искусственного света, особенно те, которые предназначены в первую очередь для использования небольшого количества энергии, находятся на значительном расстоянии от цветов, излучаемых излучателями черного тела на оси цветовых температур синего ←→ янтарного цвета.

Таким образом, в дополнение к настройке цветовой температуры для компенсации нашего источника света, мы также должны компенсировать по оси оттенка. Многие камеры называют это коррекцией баланса белого .

Например, в дополнение к цветовой температуре около 3700 К традиционные люминесцентные лампы также излучают зеленый оттенок вдоль оси зеленый ←→пурпурный и нуждаются в коррекции в пурпурном направлении. С другой стороны, многие из популярных светодиодных сценических светильников, используемых в небольших клубах, также имеют температуру около 3700 К, но имеют ярко выраженный пурпурный оттенок, который требует компенсации в зеленом направлении вдоль оси зеленого ←→пурпурного. Оба типа света имеют одинаковую базовую цветовую температуру, но выглядят очень по-разному без компенсации на оси зеленого ←→ пурпурного, которая приблизительно ортогональна оси цветовой температуры синего ←→янтарный.

Помимо выполнения цветокоррекции в двух измерениях вместо одного, существует также проблема, заключающаяся в том, что многие искусственные источники света не излучают полный спектр видимого света.

Большинство естественных источников света делают это. Солнце, если смотреть с поверхности Земли в ясный день, может иметь центр около 5500 К, но в солнечном свете есть по крайней мере небольшая часть всего видимого спектра. Солнце излучает даже больше электромагнитного излучения, чем мы можем видеть и измерять с поверхности Земли. Атмосфера Земли отражает и поглощает часть энергии, излучаемой нашим Солнцем, и позволяет легче проходить тому, что мы называем видимым светом. (Конечно, причина, по которой мы называем это «видимым светом», заключается в том, что мы эволюционировали, чтобы быть визуально чувствительными к длинам волн электромагнитного излучения, которые атмосфера, в которой мы эволюционировали, позволяет проходить наиболее легко!)

При использовании только искусственных источников света, которые не дают широкого спектра света, некоторые цвета мы не можем воспроизвести. Это потому, что нет света с нужной длиной волны (длинами), чтобы отразиться от нашего объекта для этого цвета. Пользовательские балансы белого очень удобны для такого освещения. В таких случаях нам также может понадобиться использовать инструмент HSL (Hue-Saturation-Luminance) в постобработке, чтобы удалить цветовой оттенок.

_{¹ Однако следует отметить, что ни одна отдельная звезда не является идеальным излучателем черного тела, как не является металлом или другим материалом. Как несколько раз указывается в статье Wiki о «Черном теле» , мы моделируем звезды , как если бы они были излучателями черного тела. В нем также отмечается, что в случае со сверхгигантами и звездами главной последовательности весьма примечательно то, что нам может сойти с рук обращение с ними как с таковыми. «Возможно, удивительно, что они так хорошо соответствуют кривой черного тела, учитывая, что звезды имеют очень разные температуры на разных глубинах».}

Просто чтобы добавить к вышесказанному, цветовая температура и баланс белого, по сути, одно и то же. Возможность изменения баланса белого не только отменяет эффект цветовой температуры, но и позволяет нам установить правильную цветовую температуру (или баланс белого) для фотографии. Дневной свет имеет спектр цветовой температуры, как показано ниже — мы не хотим отменять его; только убедитесь, что камера правильно устанавливает белую точку для такой сцены (определяется тем, что мы воспринимаем как «правильное»).