יום שני, 13 ביולי 2009

איזון לובן (White Balance)

כיצד ניתן להבחין בין הצבע "אמיתי" ל"שקרי"? האם תפיסת הצבע שלנו היא ה"אמיתית"? התשובה לשאלות היא כרגיל: "תלוי...".
חיישן המצלמה אינו "מבין" מה הוא רואה. בוודאי שאינו "יודע" מהו היחס המדוייק של פוטונים בצבעי היסוד (אורכי הגל של אדום-ירוק-כחול) שייצרו את הצבע הלבן.
אתן דוגמא:
האור הנוצר ע"י מנורת הלוגן הוא צהבהב/אדמדם. ניתן לראות זאת ע"י לקיחת דף נייר לבן והארתו. הצבע השולט בנייר אינו לבן כי אם צהוב. למעשה, תחת תאורת הלוגן קשה מאוד להבחין בין גווני צהוב שונים, וגווני כחול נעשים ירקרקים. השאלה הנשאלת היא - אנו יודעים שהנייר לבן, כך קנינו אותו, ועל החבילה רשום "500 דפים A4 לבן", אבל מה יקרה אם נצלם את הנייר תחת תאורת הלוגן בעזרת מצלמתנו היקרה?
התשובה היא כרגיל: "תלוי..."
כאן נכנס איזון הלובן לתמונה. המצלמה בעת (או לאחר) הצילום מבצעת "נירמול" של המידע שהתקבל בהתאם לערכים השמורים לו בזיכרון לגבי "תפיסת הצבע הלבן". תחת תאורות שונות הצבע הלבן נראה אחרת. בכדי שבתאורת הלוגן, למשל, המצלמה עדיין תצלם את הנייר הלבן בצבעו המקורי (לבן ולא צהוב), עליה לבצע תיקון גוון. במקרה של הלוגן עליו להדגיש את הגוון הכחול ולהחליש את הגוון האדום. תיקון זה נקרא "איזון לובן".
יש שיגידו ובצדק שלנושא זה אין שיניים, הרי פתרנו את הבעייה - ביצוע תיקון והסטה מכוונת מתקנים את המעוות. אך מה אם מדובר בחדר המואר בחלקו ע"י מנורת הלוגן, ובחלקו השני ע"י מנורת פלורסנט קרה? ומה בדבר שתי תאורות המאירות אזור מסויים במשותף? העלילה מסתבכת, הרי אין ביכולתנו לתקן את הסטייה הנגרמת ע"י תאורה אחד מבלי לגרוע מתיקון התאורה השנייה. הבעייה הינה מהותית עד כדי יצירת צבעים אל-טבעיים בצילום, גווני עור חולניים כחלחלים, ירקרקים, ועיוות המציאות.
אמנים רבים רותמים את המעוות לאמנותם ביצירת צבעים על-טבעיים בצילומיהם ע"י מניפולציות איזון לובן. עם זאת, על מנת לדעת להשתמש בכלי הנקרא "איזון-לובן" לשם היצירתיות האומנותית, ראשית עלינו להבין כיצד להתגבר על הבעיות הנגרמות על-ידו.

הנושאים שיפורטו בהמשך הם:
1. הגדרת איזון לובן והסברים פיסיקאליים - טמפרטורת צבע.
2. איזוני לובן נפוצים וברירות מחדל במצלמות.
3. צילום בתאורה מעורבת.
4. טכניקות המשתמשות באיזון לובן כמדיום אמנותי (הכחלה, האדמה, איזונים שונים ורמות השפעה).


Akko
שקיעה בעכו. איזון לובן מוסט ליצירת גוון צהבהב זהוב לשקיעה


1. הגדרת איזון לובן וטיפת פיסיקה בגרוש
מקור האור הנראה (והבלתי נראה) הפופולרי מכל הינו השמש. משחר ההיסטוריה התפתחו מקורות אור שונים אחרים המאירים לנו את החושך הלילי הנורא. המקורות המוקדמים מכל הינם המדורה, הלפיד והנר. שלוש המקורות האחרונים משתמשים בהבערת אש לצורך הארה. המקורות המודרניים יותר כוללים את נורת הלהט (המצאה המיוחסת לתומאס אדיסון) שבה זרם גבוה מוזרם אל תוך תייל מתכת דק. הזרם הגבוה גורם להתלהטות התייל ופליטת אור. מקורות אור מודרניים אחרים כוללים את מנורת הפלורסנט ומנורות LED למיניהם. כמו כן קיימים מצבים שונים (כמו שחר, שקיעה, עננות, ...) טבעיים המשנים את אופי התאורה הטבעית.
לכל מקור אור שלעיל קיים מאפיין המגדיר את אופיו הנקרא "טמפרטורת צבע". למרות שקיימים מקרים בהם טמפרטורת הצבע של מקור אור אינה קבועה, ניתן לומר שמאפיין זה מגדיר בצורה טובה את אופי התאורה.
טמפרטורת צבע
(מעלות קלווין)
מקור אור
1,700 Kגפרור
1,850 Kנר, לפיד, מדורה
3,350 Kטונגסטן, הלוגן
4,100 Kאור ירח, תאורת קסנון
5,000 Kאור יום
5,500–6,000 Kאור יום קייצי, תאורת פלאש
6,500 Kאור יום מעונן חלקית
9,300 Kאור יום עם עננות כבדה

מקור המילה "טמפרטורת צבע" בחימום עצם (גוף שחור שאינו פולט אור במצבו הרגיל) בטמפרטורות שונות. בטמפרטורות הנמוכות (כמובן שהכל יחסי), פולט הגוף השחור אור שצבעו אדמדם (ועל כן ובניגוד למקובל לחשוב, טמפרטורת הצבע האדום היא נמוכה - אדום זה "קר"). בטמפרטורות גבוהות יותר מתלהט הגוף השחור ופולט אור לבן ומתקדם לכיוון הכחלחל (טמפרטורת הצבע הכחול הינה גבוהה מאוד - כחול זה "חם אש!").
בטבלה שמשמאל ניתן לראות את ייחוס מקורות האור השונים לטמפרטורות אופייניות.

השאלה היא איך נראה ספקטרום התדרים של תאורות שונות?
בתאורות קרות (אדומות כמו נר, מנורת הלוגן וכו..) ספקטרום התדרים אינו מאוזן. ניתן לראות בבירור כי מרכז המסה של ספקטרום התאורה נוטה לכיוון האדום (כצפוי) - כלומר לכיוון התדרים הנמוכים - אורכי גל של 600-700 ננומטר.
בתאורות חמות (כגון, יום מעונן, מסך CRT) ניתן לראות כי מרכז המסה של ספקטרום הצבעים נוטה לכיוון הכחול (שוב - כצפוי) - כלומר לכיוון התדרים הגבוהים - אורכי הגל של 400-500 ננומטר.
התאורה הנפלאה של השמש היקרה (וכמו כן, תאורת הפלאש המנסה לחקות את השמש היקרה) הינה תאורה מאוזנת ו"לבנה". ספקטרום הצבעים שלה ממוקם במרכז הסקאלה ומרכז המאסה ממוקם בתדרים המרכזיים כלומר אורכי הגל 500-600 ננומטר.

תאורות נפוצות כמו תאורות פלורסנט מאופיינות בחוסר העקביות שלהן. לא בכדי צלמים שונאים לעבוד תחת תאורות פלורסנטיות. תאורות אלה מיוצרות בכמה סוגים (ובבואנו לצלם תחתם, אין לדעת בדיוק מאיזה סוג מדובר) - קרות, חמות, ואור יום. בכל אחד ממקרים אלה, גרף הספקטרום אינו יציב ועלול להכיל "מחטים" ו"קפיצות" בתדרים שונים למשך שברירי שנייה.
במקרה זה נהוג לקחת את המצב הממוצע החלק כמצב מתמיד ולספוג את חוסר העקביות.

2. איזוני לובן נפוצים וברירות מחדל במצלמות
רוב המצלמות מכילות כיולים שמורים בזיכרון הניתנים לבחירה במצבים שונים:

תאורת מנורת להט - טונגסטן, הלוג
תאורה פלורסנטית
אור יום בהיר ושמשי
תאורת פלאש (בקירוב תאורת אור יום)
אור של יום מעונן
תאורה האופיינית למקום מוצלל

כמו כן קיימים מצבים אחרים כמו:

דגימת תמונה לשם כיול ידני
בחירת טמפרטורת הצבע האופיינית של הסצנה - בד"כ 2300-9900 K

המצבים הנתונים בטבלה העליונה שמורים כברירות מחדל בזיכרון המצלמה ואינם דורשים הבנה רבה. כאשר מדובר ביום שמשי יפה, יש לבחור התמונה עם ה"שמש". כאשר מעונן בוחרים עננים... זה פשוט.
שתי האופציות התחתונות הן "לרציניים בלבד" אך גם הן לא מסובכות.
האופציה הראשונה מביניהם () מאפשרת (בכל מצלמה מדובר בתהליך שונה - יש לפנות לספר של המצלמה בכדי להבין בדיוק כיצד) צילום של סצנה ושמירתו בכדי לכייל את איזון הלובן של המצלמה. איך זה עובד? המצלמה מעוניינת להבין "איך נראה הצבע הלבן תחת התאורה בה אתה מתכוון לצלם כעת?". אם ניגש אליי אדם ברחוב עם שאלה דומה, אוציא דף לבן מתיק הלימודים שלי ואציג לו אותו (כמו שאומרים - תמונה אחת = אלף מילים). כך בדיוק זה עובד.בעת ה"צילום-כיול" מציגים לעדשת המצלמה דף חלק לבן שיראה למצלמה בדיוק איך הלבן נראה תחת תאורה נוכחית. לאחר הדגימה מבוצעים חישובים וערך ההסטה האופייני נשמר בזיכרון לשימוש עתידי.
אפשרות זו משמשת בין השאר כיולים ביזאריים יותר בידי צלמים רבים כגון - כיול לצילום אינפרא-אדום, שימוש בפילטרים, יצירת צבעים פסיכדליים - ידובר בהמשך.
האופציה השנייה () מאפשרת בחירה של טמפרטורת הצבע ישירות מרשימה.

A Prayer
אמונה. תאורת נרות

3. צילום בתאורה מעורבת
אתם במסיבה. האורות מעומעמים. ברצונכם לצלם בחורה יפה שהתיישבה לה על הספה. אין די אור ועל כן אתם נאלצים להשתמש בפלאש שעל המצלמה (דבר שלא ייעשה! אבל לשם הדוגמא). מכוונים, מצלמים, מרוצים, הולכים הביתה ומעלים את התמונות למחשב. לתדהמתכם התמונה נראית כך: פנייה נראות מעולה, איזון צבע מושלם (הבזק המצלמה כוון לפנייה), אך רגלייה שאמורות להיות לבנות מלאות כוויות אדומות נוראיות. גם ידייה מלאות שלפוחיות אדומות מכוערות, ואינן מבין מה בדיוק קרה לאותה בחורה יפה שהתיישבה על הספה בעת הצילום.
בעצם התופעה שחוויתם היינה תופעה של חוסר תיאום תאורות. חוסר תיאום בין מה למה? אתם אמרתם למצלמה לצלם עם פלאש. המצלמה האמינה לכם ואכן צילמה בפלאש אך גם "איזון הלובן" שבחרה מתאימה לפלאש. תאורת הפלאש נפלה על פני הבחורה אך שאר חלקי גופה היו חשופים לתאורה מסוג אחר לגמרי - תאורת טונגסטן קרה. אור הפלאש לא הגיע אליהם ועל כן הצבע שחזר מהן התפרש ע"י המצלמה כאדום לובסטר :).
ובכן מה עושים?! אי אפשר לאכול מין העוגה ולהשאירה שלמה. אם נגדיר למצלמה איזון לובן של פלאש, רגלייה תצאנה אדומות, ואם נגדיר איזון לובן של טונגסטן, פנייה לבטח יהפכו לכחולים. אפשרות אחרת היא לא להשתמש בפלאש ולהגדיל את הISO וכך אנו מסתכנים ברעש רב ואיכות תמונה ירודה.
הפתרון הוא פילטר. לא - לא מדובר בפילטר המתלבש על העדשה אלא פילטר המולבש על גבי הפלאש. מדובר ביריעות פלסטיות (ג'ל) שקופות בצבעים שונים וזולות להחריד הנועדות לסנן את אור הפלאש ולתאם אותו עם התאורה הסביבתית. כמובן שאת איזון הלובן במצלמה מגדירים כאיזון הלובן של הסביבה - לא של הפלאש.
למשל במקרה של תאורת טונגסטן, נלביש על ראש הפלאש יריעת ג'ל כתומה והדבר יסדר לנו צילום מאוזן, נקי ויפה.
ניתן למצוא פילטרים אלה בחנות המקוונת של "LEE FILTERS".

השאלה הנשאלת היא - כשמדובר בראש ההארה של פלאש, אין שום בעייה לשים יריעת פילטר קטנה. מה אם מדובר בתאורת פלורסנט וטונגסטן מעורבבים אחת בשנייה?
במקרה זה ביצוע התיאום קשה יותר ואינו נתון לשליטתכם. במקרים כאלה יש להעריך את עוצמת ההערה של הטונגסטן לעומת הפלורסנט ולהתאים את איזון הלובן עפ"י החזק מביניהם. אפשרות שנייה הינה מדידת האור וכיול עצמאי כפי שהוסבר קודם (בעזרת דף לבן).
ככלל, אולפני תאורה וצילום מקדישים משאבים רבים בכדי שתאורות האולפן תהיינה מאוזנות ומתואמות ככל האפשר. הבעייה מהותית יותר באולמי אירועים, מסעדות ובתים פרטיים.

4. טכניקות המשתמשות באיזון לובן כמדיום אמנותי
הטכניקות יפורטו בהמשך החודש.

בנתיים, תהנו...

אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה