Főoldal arrow Főoldal arrow Fényforrások, színhőmérséklet, fehéregyensúly
Fényforrások, színhőmérséklet, fehéregyensúly
Írta: Nagy Sándor (nasa@http.hu)   
2008. január 31.

A szerző felvételei
Izzólámpa (baloldali) és vaku (jobboldali) megvilágítás
A fényforrásoknak a fényképezés szempontjából alapvető fontosságú tulajdonsága az általuk kibocsátott fény spektrális (szín-) összetétele. Nem nehéz belátni, hogy a tárgyakról visszavert fény színe (lényegében az, hogy milyen színűnek látjuk a tárgyat) attól is függ, milyen színű a tárgyat megvilágító fény. Ezt szemléltetik a  képen látható felvételek: különböző fénnyel megvilágítva készültek, a fényképezőgép napfény-megvilágítást feltételező beállításban volt. A cikkben röviden ismertetjük a fényforrás színével kapcsolatos fogalmakat, valamint a digitális fényképezőgépek beállítási lehetőségeit, amelyek meghatározzák a felvétel színvilágát. A fotós törekedhet a valóság színeinek minél pontosabb visszaadására, vagy a felvétel színvilágának szabadabb alakítására, kreatív befolyásolására.

 

Legszembetűnőbb a megvilágító fény színének hatása a tárgy (látszólagos) színére, ha drasztikusan megváltoztatjuk, pl. fehér fény helyett vörös, vagy kék fénnyel világítjuk meg. De a látszólag fehér (vagy majdnem fehér), de kissé eltérő spektrális összetételű fényben is némileg eltér a tárgyak színe, látásunk számára „torzul” (pl. a fehér felület nem teljesen fehér, ha a megvilágító fény nem pontosan fehér – ez a látványt „tárgyilagosan” rögzítő felvételen feltűnőbb, mint közvetlen látásunk számára, mert látásunk tudati folyamata a megszokáshoz igazítja a látványt). Jól szemléltetik ezt a fenti felvételek: a tréfás bábu fehér bársony ruhája a háztartási izzólámpa fényénél sárgás, míg a napfényhez közeli színösszetételű vaku fényénél csaknem a valódi fehér színűnek látszaik.A digitális fényképezőgépek beállítását, amely segítségével közölhetjük a megvilágító fény (fényforrás) milyenségét, fehéregyensúly (White Balance, WB) beállításnak nevezik. Az elnevezés arra utal, hogy a gép képfeldolgozó processzora úgy változtatja meg az érzékelőből kiolvasott digitális kép három alapszínének arányait a megvilágító fény színösszetételének ismeretében, hogy a tárgyak fehér felülete valóban fehér legyen, ilyen értelemben "egyensúlyban" legyenek a színek. Ez a beállítás általában a megvilágító fényforrást azonosító név kiválasztásával történik, a választék rendszerint: Izzólámpa, Fluoreszcens, Vaku, Napfény, Felhős, Árnyék (a sorrend a színük folyamatos eltolódása szerinti - kezdve a melegebb színűekkel, a semleges napfényen át a hidegebb színek felé).
A szerző felvételei
Izzólámpa (baloldali) és vaku (jobboldali) megvilágítás, WB: Izzólámpa
A megvilágító fényforrásnak megfelelő beállítás azt eredményezi, hogy a felvételen a színek olyanok lesznek, mint amilyet (napfényben) megszoktunk. Ha nem a megvilágító fényforrásnak megfelelő beállítást alkalmazunk a gépen, a kép színvilága a beállított fényforrás színeltolódásához képest ellentétes irányba tolódik el (ha a tényleges fényforrásnál melegebb színű fényforrást állítunk, a kép színvilága hidegebb lesz, mint a téma a valóságban (napfénynél). A fenti felvételeket megismételtük úgy, hogy a gép WB beállítása izzólámpa volt: az izzólámpa fényénél a felvétel színvilága lényegében megfelel a napfénynél megszokottnak, míg a vakus megvilágítással ezúttal a valódinál hidegebb színvilágot kaptunk. A WB beállítás kreatív használatával nem csak a téma valódi színeit adhatjuk vissza felvételünkön, hanem attól akár jelentősen el is térhetünk, hogy képi mondanivalónkat a színek használatával is kifejezzük.
 A megvilágító fény színe nem csak a színes fényképezésnél fontos. Mivel a fényképezésnél használt fényérzékeny anyagok különböző mértékben érzékenyek a különböző színű fényre, a fekete-fehér felvételeken is eltérő a kép tónusa ugyanarról a tárgyról, ha más-más spektrális összetételű fénnyel világítjuk meg. A filmes fényképezéshez különböző színérzékenységű színes és fekete-fehér fényérzékeny anyagokat fejlesztettek ki, amelyekkkel más-más (színösszetételű) fényforrás mellett a megszokott (napfénnyel megvilágított) színvilágot lehet jó közelítéssel visszaadni. A színek, tónusok további módosítására általános gyakorlat a filmes fényképezésben a különböző színszűrők használata. A digitális technika a színszűrők használatát szinte teljesen fölöslegessé tette: ha a gép WB beállításával nem sikerült pontosan a kívánt módon alakítani a  felvétel színvilágát, a digitális kép utólagos módosítása során azt még szinte teljesen szabadon alakíthatjuk. A fényforrások színösszetételét fényük spektrális eloszlása jellemzi pontosan. A legrégebben ismert fényforrások a meglehetősen magas hőmérsékletű testek, amelyek éppen a hevítés   hatására 
Forrás: Wikipedia, konvertálva, kiegészítve (http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Wiens_law.svg)
Különböző hőmérsékletű (abszolút fekete) testek sugárzásának spektrális összetétele
világítanak (a hevítés során bevitt energiát, pontosabban annak egy részét sugározzák ki  fénysugárzás formájában – ezért ezeket hőmérsékleti sugárzóknak nevezzük). A hőmérsékleti sugárzók (ilyen a földi fény – és az élet – legalapvetőbb forrása, a Nap is) által kisugárzott fény átlagos hullámhossza a hőmérsékletük növelésével folyamatosan a rövidebb hullámhosszúságok (nagyobb frekvenciák, nagyobb kvantumenergiák) felé tolódik el (azaz színük a nagyobb hullámhosszúságú vöröstől a sárgán, majd fehéren át a rövibebb hollámhosszúságú kékes felé tolódik el). Az ideális fényforrás, az abszolút fekete test (amely minden rá eső fényt, hullámhosszától függetlenül, teljesen elnyel) által kisugárzott fény spektrális összetételének eltolódását a hőmérséklettel az ábra mutatja (az ábrán az egyes görbék a T abszolút hőmérséklethez tartozó eloszlást mutatják – az abszolút hőmérséklet értéke 273-mal nagyobb, mint a Celsius fokban megadott érték, egysége a Kelvin, K). Alacsonyabb hőmérsékleten a sugárzást vörösesnek, majd sárgának, még magasabb hőmérsékleten fehérnek, végül kékesnek látjuk.
Forrás: Wikipedia, konvertálva (http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Blackbody-colours-vertical.svg)
A különböző színhőmérsékletű fényforrások fényének színe (torzított, erősebb színváltozás)
 
Forrás: Wikipedia, konvertálva (http://en.wikipedia.org/wiki/Image:PlanckianLocus.png)
Az abszolút fekete test által kibocsátott fény színének változása hőmérsékletével, a CIE színtér kromacitás diagrammján (a fekete számok a fényforrás hőmérsékletét adják K-ben)
Az ideális hőmérsékleti sugárzók (abszolút fekete testek) által kibocsátott fény színét bemutatjuk az emberi látás teljes színtartományát tartalmazó CIE színtér (a színtereket később, egy másik cikkben ismertetjük, abban a kromacitás diagrammról is szó lesz) kromacitás diagrammján is.
A nem ideális fényforrások spektrális eloszlását is egy-egy számmal, a színhőmérséklettel jelöljük, amely annak a feketete test sugárzónak a hőmérséklete, amely szemmel érzékelve ugyanolyan színűnek látszik, mint a kérdéses nem ideális fényforrás. Nem minden fényforrás hőmérsékleti sugárzó (a gázkisülésen alapuló fényforrásokat, a fénycsöveket szokás fluoreszcens fényforrásoknak, fényüket „hideg” fénynek nevezni). A többi fényforrás spektrális összetételének alakja nagyon eltér a hőmérsékleti sugárzókétól, általában nagyon intenzív csúcsokat  is tartalmaznak (spektrumuk vonalas). A hőmérsékleti sugárzók folytonos, és a fluoreszcens fényforrások vonalas színképét
Forrás: Wikipedia, konvertálva (http://en.wikipedia.org/wiki/Image:SPD.png)
Háztartási izzólámpa és fluoreszcens lámpa (fénycső) fényének spektrális összetétele (intenzitsa a hullámhossz függvényében)
szemlélteti az ábra, két tipikus képviselőjük spektrumának bemutatásával. A színhőmérséklet a nem hőmérsékleti sugárzó fényforrások esetében nehezebben értelmezhető, mégis használják a fogalmat (mivel alkalmas arra, hogy egyetlen számmal elfogadhatóan jellemezzék a forrás fényének színét), de a pontosabb megkülönböztetés érdekében korrelált színhőmérsékletnek nevezik. Tájékoztatásul megadjuk néhány fényforrás hozzávetőleges korrelált színhőmérsékletét.
Színhőmérséklet Fényforrás
1000-2000 K Gyertyafény
2500-3500 K Wolframszálas izzólámpák
3000-4000 K Napkelte/napnyugta (tiszta égbolt)
4000-5000 K Fluoreszcens lámpák
5000-5500 K Vaku
5000-6000 K Nappali, közvetlen napfény (tiszta égbolt)
6500-8000 K Felhős időben
9000-10000 K Árnyékban

A fejlettebb digitális fényképezőgépek a fentebb már idézett, néhány, meghatározott színhőmérsékletű fényforrás fényéhez igazodó WB-beállítás (-korrekció) mellett sokkal finomabb, pontosabb beállítási lehetőséget is biztosítanak, a színhőmérséklet beállítását K-ben. Ez a színvilág kreatív alakításában is nagyobb szabadságot ad a fotósnak. A színhűség legpontosabb elérését pedig azzal a  kézi (manuális),  más szóhasználattal előválasztott WB-beállítással lehet elérni, amelynek során egy fehér (vagy semleges szürke) felületet kell fényképeznünk a fotózandó témával azonos megvilágítás mellett. A mai gépek természetesen a WB-beállításra is kínálnak automatikus beállítási lehetőséget. Ezt választva, a gép megkísérli eltalálni, milyen színű a megvilágító fény, és ahhoz igazítja a WB korrekciót (mint minden automatikus beállítás, ez is tévedhet – bár egyre több esetben eredményez elfogadható korreciót – ilyen esetekre kinálnak a fejlettebb gépek egyéb beállítási lehetőségeket). Hab a tortán, ha gépünkön még bármelyik WB-beállítás finomhangolható is mindkét irányban, néhány kis lépésben, a közismert Expozíció korrekcióhoz  hasonlóan. 

Hozzászólások
HozzáadásKeresés
jegyzet
NaKi (195.56.252.xxx) 2008-02-15 11:43:51

Tanárúr!
Érdemes lenne feltenni ide az egész jegyzetet. (NaKi vagyok?)
Nagy Sándor (88.209.195.xxx) 2008-02-15 18:04:58

Kedves NaKi!
Hát ... talán Debapartman a Komlóssy utcáról. A jegyzet egyelőre jó helyen van, akiknek szól, megtalálják.
Vass Annamaria (213.171.63.xxx) 2008-02-15 18:28:08

Debapartman eleg ritkan jar a Komlossy utcan. Es szerintem o a tanar Urat sem irja egybe:)
Hozzászólást csupán a bejegyzett felhasználó tehet hozzá!
 
< Előző
Advertisement
Advertisement
Advertisement