Fotografia od A do Z: Balans bieli

Balans bieli (równoważenie bieli, ang. white balance) – proces kompensacji barw obrazu zarejestrowanego przez matrycę aparatu cyfrowego, służący dopasowaniu kolorystyki zdjęcia do temperatury barwowej promieniowania widzialnego oświetlającego fotografowaną scenę.

Automatyczny balans bieli (5900 K, tint -1)

Balans bieli ustawiony na "cień" (7500 K, tint +10)

Balans bieli ustawiony na światło fluorescencyjne (3800 K, tint +21)

Balans bieli ustawiony na światło żarowe (2850 K, tint 0)

Podstawy teoretyczne

Każde światło, które odbieramy jako białe, w rzeczywistości składa się z fal elektromagnetycznych o różnych długościach, które nasze oczy interpretują jako odmienne kolory. Przykładowo, długość 520 nm odpowiada kolorowi zielonemu. Łatwo to zaobserwować, rozszczepiając białe światło w pryzmacie, czy też w zjawisku tęczy. Różne źródła światła charakteryzują się jednak zupełnie innym składem fal o poszczególnych długościach – odmienną dominantą. Jest to zależne w największej mierze od temperatury obiektu emitującego światło, dlatego też temperatura barwowa światła wyrażana jest w kelwinach i odpowiada temperaturze, do której należałoby rozgrzać idealne, teoretyczne ciało doskonale czarne, aby zaczęło emitować światło o takiej charakterystyce.

Przykładowe temperatury barwowe różnych źródeł światła:

• Światło świecy – poniżej 2000 K
• Światło żarowe – około 3000 K
• Bezpośrednie światło słoneczne – 5200–5300 K
• Światło słoneczne przefiltrowane przez warstwę chmur – 5500–6000 K
• Światło lampy błyskowej – 5400 K

Kolor obiektów odbijających światło, zależny jest z jednej strony od właściwości fizycznych ich powierzchni, z drugiej jednak od właściwości światła, które na nie pada. Ludzki mózg, interpretując w sposób pozostający poza świadomością sygnały docierające do niego z oczu, automatycznie nanosi poprawkę kolorystyczną na obserwowaną scenę tak, że obiekty wydają się mieć takie same kolory bez względu na rodzaj oświetlenia. Aparat fotograficzny takiej zdolności praktycznie rzecz biorąc nie posiada, z wyjątkiem dość ograniczonych algorytmów automatycznego balansu bieli.

Na balans bieli składają się dwa elementy: temperatura barwowa światła oraz korekta zabarwienia (często określana angielskojęzycznym terminem "tint"). Jest ona niezbędnym elementem regulacyjnym balansu bieli, gdyż pozwala na uwzględnienie różnicy pomiędzy rzeczywistym kolorem światła emitowanym przez dane ciało, a teoretycznym światłem o tej samej temperaturze barwowej emitowanym przez ciało doskonale czarne. Ponadto korekta ta umożliwia ustawienie właściwego balansu bieli w sytuacjach, gdy światło oświetlające scenę jest światłem odbitym, zabarwionym przez powierzchnię je odbijającą.
 

Metody doboru balansu bieli

• Automatyczny balans bieli – jest obecny praktycznie w każdym aparacie cyfrowym. W tym przypadku oprogramowanie aparatu stara się wykryć najjaśniejszy (lecz nie prześwietlony) obszar zdjęcia, interpretując go jako neutralnie szary i dopasowując do niego intensywność poszczególnych składowych koloru.
• Predefiniowane ustawienia balansu bieli – zestaw gotowych ustawień balansu bieli, dopasowanych do wybranych, typowych sytuacji oświetleniowych. Obejmuje najczęściej: światło żarowe, światło jarzeniowe (często w dwóch lub więcej odmianach), światło błyskowe, oraz światło słoneczne – najczęściej w odmianach bezpośredniej, pochmurnej i w cieniu. Przyjęło się oznaczać te ustawienia charakterystycznymi jednolitymi symbolami graficznymi.
• Ustawienie balansu bieli wg wzorca – opcja ta pojawia się w bardziej zaawansowanych modelach aparatów cyfrowych. W tym wypadku należy obiektyw aparatu skierować na przedmiot o neutralnej barwie (biały lub szary) i aktywować pomiar odpowiednim przyciskiem lub elementem w menu aparatu. W ten sposób dostarczamy do oprogramowania aparatu wzór bieli, do którego dopasowuje ono korektę kolorystyczną rejestrowanych zdjęć. Najczęściej jako wzorca używa się białej kartki papieru, chociaż nie zawsze jest to dobre rozwiązanie. W zależności od rodzaju papieru oraz jego wieku (poziomu spłowienia), jej kolor może odbiegać w mniejszym lub większym stopniu od barwy neutralnej. W większości wypadków takie rozwiązanie jest wystarczające, jednak dla dokładnego ustawienia balansu bieli tą metodą warto zaopatrzyć się w odpowiednią, neutralnie szarą kartę wzorcową.
• Ręczny dobór balansu bieli – w zaawansowanych aparatach cyfrowych mamy również możliwość określenia konkretnej temperatury barwowej w kelwinach wraz z korektą zafarbu. Opcja ta znajduje zastosowanie w sytuacjach, gdy znamy dokładnie właściwości światła, w którym zamierzamy fotografować. Przede wszystkim jest to fotografia studyjna przy wykorzystaniu lamp o ściśle określonej (i stałej) temperaturze barwowej.

Wzornik balansu bieli X-Rite ColorChecker Passport.

Balans bieli a pliki RAW

Aparaty cyfrowe oferujące zapis zdjęć za pomocą plików RAW posiadają zdecydowanie większe możliwości w zakresie dopasowania balansu bieli od modeli wyposażonych jedynie w opcję zapisu w formacie JPEG. W przypadku fotografowania z wykorzystaniem zapisu RAW, możliwa jest dowolna zmiana balansu bieli na zdjęciu już wykonanym. Za pomocą odpowiedniego oprogramowania można nie tylko ustawić korektę kolorystyczną na każdy z występujących w aparatach sposobów doboru balansu bieli, ale również dopasować poziom bieli wg dowolnie wybranego fragmentu zdjęcia. Analogiczna korekta jest co prawda możliwa dla zwykłych plików zdjęciowych (np. JPEG), jednak wiąże się z potencjalną utratą szczegółów oraz oferowana jest jedynie przez nieliczne programy graficzne w bezpośredni, niewymagający złożonych operacji sposób.

	Automatyczny balans bieli
	Pomiar wg wzorca
	Balans bieli definiowany przez użytkownika
	Światło żarowe
	Światło fluorescencyjne
	Światło błyskowe
	Światło słoneczne w bezchmurny dzień
	Światło słoneczne w pochmurny dzień
	Światło słoneczne w cieniu
Typowe symbole reprezentujące różne ustawienia balansu bieli.

Balans bieli a fotografia tradycyjna

Barwa światła ma również znaczenie podczas fotografowania na błonach światłoczułych. Aparaty tradycyjne co prawda nie posiadają żadnych elementów sterujących balansem bieli, jednak istnieją w ich przypadku inne sposoby uwzględniania wpływu dominanty barwnej światła na fotografowaną scenę. Pierwszym z nich jest dobór odpowiedniego filmu. Inną czułością na poszczególne długości fal elektromagnetycznych charakteryzują się filmy do światła dziennego, a inną do oświetlenia sztucznego. Drugą możliwością są filtry konwersyjne, które pozwalają na zmianę rozkładu barwnego zdjęcia rejestrowanego na kliszy (w przypadku filtrów zakładanych na obiektyw aparatu) lub na odbitce (poprzez filtry wykorzystywane w powiększalnikach i innych urządzeniach do naświetlania odbitek).