Przetwarzanie danych osobowych

Nasza witryna korzysta z plików cookies

Wykorzystujemy pliki cookie do spersonalizowania treści i reklam, aby oferować funkcje społecznościowe i analizować ruch w naszej witrynie, a także do prawidłowego działania i wygodniejszej obsługi. Informacje o tym, jak korzystasz z naszej witryny, udostępniamy partnerom społecznościowym, reklamowym i analitycznym. Partnerzy mogą połączyć te informacje z innymi danymi otrzymanymi od Ciebie lub uzyskanymi podczas korzystania z ich usług i innych witryn.

Masz możliwość zmiany preferencji dotyczących ciasteczek w swojej przeglądarce internetowej. Jeśli więc nie wyrażasz zgody na zapisywanie przez nas plików cookies w twoim urządzeniu zmień ustawienia swojej przeglądarki, lub opuść naszą witrynę.

Jeżeli nie zmienisz tych ustawień i będziesz nadal korzystał z naszej witryny, będziemy przetwarzać Twoje dane zgodnie z naszą Polityką Prywatności. W dokumencie tym znajdziesz też więcej informacji na temat ustawień przeglądarki i sposobu przetwarzania twoich danych przez naszych partnerów społecznościowych, reklamowych i analitycznych.

Zgodę na wykorzystywanie przez nas plików cookies możesz cofnąć w dowolnym momencie.

Optyczne.pl

Partnerzy






Poradniki

Fotografia barwna - podstawy

18 stycznia 2013
Leszek J. Pękalski Komentarze: 9

9. Temperatura barwy

Najpierw w największym skrócie to, co wie każdy użytkownik aparatu cyfrowego: temperatura barwy określa odcień zdjęcia, cieplejszy lub chłodniejszy. Praktycznie każda „cyfrówka” dysponuje automatycznym balansem temperatury barwy („balansem bieli”) i w większości przypadków takie ustawienie wystarcza — można najwyżej trochę to później podregulować w Photoshopie czy innym programie (foto)graficznym. Nie mają jednak tego luksusu ci, którzy fotografują na tradycyjnych materiałach barwnych — a nawet posiadaczom aparatów cyfrowych nie zaszkodzi trochę więcej wiedzy na ten temat, by nie zetknąć się z niemiłymi niespodziankami w nietypowych sytuacjach fotograficznych. Automatyka balansu bieli działa bowiem w ten sposób, że stara się każde zdjęcie sprowadzić do neutrum — szara kartka ma być szara! Bardziej wyrafinowane software’y uwzględniają do pewnego stopnia sytuacje, gdy charakter światła silnie odbiega od standardu światła dziennego, pozostawiając ciepły odcień zdjęcia przy oświetleniu żarowym, ale np. fotografowanie wschodu lub zachodu słońca z automatyką WB (White Balance) może się czasem skończyć katastrofą, gdy aparat zarejestruje zamiast wspaniałych, gorących barw coś idealnie zbalansowanego do... szarości.

Tyle wstępu. Rozszyfrujmy przede wszystkim sam termin „temperatura barwy”.

Jeśli zaczniemy podgrzewać np. pogrzebacz, wsadziwszy go do pieca, to w miarę wzrostu temperatury najpierw będzie tylko emitował ciepło (promieniowanie podczerwone), potem stanie się ciemnorubinowy, następnie czerwony, pomarańczowy, żółty, wreszcie, jeśli jeszcze się nie stopi, biały. Dalsze podnoszenie temperatury przesuwałoby równowagę barw w stronę odcieni niebieskich — tak jak świeci np. łuk elektryczny przy spawaniu, który musi mieć temperaturę wystarczającą do topienia metali.


----- R E K L A M A -----

Logiczne więc jest powiązanie odcienia światła z temperaturą ciała, które je emituje. By zrobić to porządnie, trzeba się odwołać do pewnej idealizacji (fizycy takie rzeczy lubią, bo upraszczają im życie), mianowicie do pojęcia ciała doskonale czarnego. Mówiąc skrótowo, jest to obiekt, którego reflektancja równa się zero, tzn. który pochłania całą padającą nań energię. Dobrym przykładem jest tu dziurka od klucza prowadząca do doskonale zaciemnionego pokoju. Z zasady wzajemności wynika, że także i dostarczoną energię musi taki obiekt wysyłać w stu procentach. Zwykłe emitery, takie jak świeca, żarówka, słońce czy łuk elektryczny, są pod tym względem znacznie mniej doskonałe.

Podobnie jak i wszystkie inne termiczne źródła promieniowania, ciało doskonale czarne emituje energię w szerokim zakresie spektralnym sięgającym dalekiego ultrafioletu i podczerwieni — w każdym jednak przypadku gdzieś znajduje się maksimum, tzn. ten obszar widma, na który przypada najwięcej energii. Im wyższa temperatura, tym wyższe jest to maksimum i tym bardziej przesuwa się w stronę fal krótkich:

Fotografia barwna - podstawy - Temperatura barwy
rys. 08-8-01 Krzywe promieniowania dla różnych temperatur

Zależność tę opisuje w bardzo prosty sposób prawo Wiena:

λmax · T = const.

gdzie: T — temperatura ciała, zaś λmax to długość fali odpowiadająca maksimum promieniowania w tej temperaturze, jak na rysunku. Oznacza to tyle właśnie, że im wyższa temperatura, tym bardziej niebieskie jest emitowane światło. Poniekąd paradoks, ponieważ przyzwyczailiśmy się, że barwy ciepłe to żółty, pomarańczowy i czerwony (ogień), zaś zimne to niebieski i zielony (lód, niebo, chłód listowia) — tymczasem tu jest na odwrót: w miarę podwyższania temperatury przesuwamy się w stronę odcieni coraz zimniejszych.

Zatem temperatura barwy odnosi się do promieniowania ciała doskonale czarnego w określonej temperaturze. Nic więc dziwnego, że podaje się ją w jednostkach temperatury! Fizycy wolą od Celsjusza czy Fahrenheita skalę Kelvina, która różni się od skali Celsjusza jedynie przesunięciem zera w dół o 273,16 stopnia: 0ºK, tzw. zero bezwzględne, to temperatura, przy której (w fizyce klasycznej) zamiera ruch cieplny cząsteczek i niższe temperatury po prostu nie istnieją.

Jak z tego wynika, 0ºC = 273,16 K (umówiono się, dla prostoty, nie dodawać tu znaczka º), ale 100ºC to 373,16 K itd. — zmianie temperatury o jeden stopień Celsjusza odpowiada zmiana o jeden kelwin. Jeśli więc ktoś chciałby wyrazić sobie temperatury barwy podane w poniższej tabeli w skali Celsjusza, wystarczy poodejmować wszędzie owe 273 stopnie, jednak taki zabieg przyniesie chyba niewiele pożytku.

źródło światła
temperatura barwy [K]
świeca
1800
zwykła żarówka
2800
przewoltowana żarówka fotograficzna
3200
oświetlacz halogenowy
3000 – 3500 (standard: 3400)
słońce w południe
5000 – 6500 (zależnie od pory roku i szerokości geograficznej)
pochmurny dzień
6500 – 7500
standard światła dziennego
5500
standard światła sztucznego (żarowego)
3200


Jeszcze dość istotna uwaga: producenci podają zwykle temperaturę barwy również dla nieciągłych źródeł światła, takich jak jarzeniówki czy żarówki energooszczędne. W tym przypadku jest to w gruncie rzeczy termin nieadekwatny, nie są to bowiem źródła termiczne, tj. świecące w wyniku podgrzania, takie jak w tabeli — i dają światło o widmie mniej lub bardziej nieciągłym. Można zatem mówić jedynie o metamerach imitujących określoną temperaturę barwy, z wszystkimi tego konsekwencjami.

Skala w kelwinach, acz obiektywna, ma pewne niedoskonałości — w szczególności nie bardzo odpowiada własnościom naszego zmysłu wzroku. Zmiana temperatury barwy o 200 K w zakresie 1400 – 1600 K jest zupełnie inaczej postrzegana niż dla 5000 – 5200 K. W pierwszym przypadku odcień światła zmienia się wyraźnie, w drugim jest praktycznie niezauważalny. Została zatem wprowadzona również inna skala, na pierwszy rzut oka sztucznie wykoncypowana:

Fotografia barwna - podstawy - Temperatura barwy

Nazwa mired to skrót od: MIcro REciprocal Degree. Czasem stosuje się oznaczenie [μ]. By Czytelnika oswoić, przeliczmy dane z górnej tabelki do wartości w miredach:

źródło światła
temperatura barwy [K]
temperatura barwy [μ]
temperatura barwy [dμ] (zaokrąglone)
świeca
1800
555
55
zwykła żarówka
2800
357
36
żarówka fotograficzna
3200
312
31
oświetlacz halogenowy
3400
294
29
słońce w południe
5000
200
20
pochmurny dzień
7000
142
14
standard światła dziennego
5500
182
18
standard światła sztucznego
3200
312
31


Jak widać, otrzymaliśmy w skali mired dość duże liczby — dlatego wygodniej wyrażać je w jednostkach dziesięć razy większych, tzn. w dekamiredach: 1 dμ = 10 μ.

Po co to wszystko? Ano zwróćmy na przykład uwagę, że różnica temperatur barwy świecy i żarówki, olbrzymia na oko, wynosi w kelwinach 1000, a w dekamiredach 19. Różnica między zabarwieniem światła w dzień słoneczny i pochmurny, zauważalna, ale nie tak znowu zasadnicza, w kelwinach wynosi aż 2000, podczas gdy w dekamiredach zaledwie 4, co bez porównania bardziej adekwatnie odpowiada temu, co spostrzegamy.

Fotografia barwna - podstawy - Temperatura barwy
rys. 08-8-02 Temperatura barwy w skali dekamired

Krótko mówiąc, skala mired znacznie lepiej niż skala Kelvina odzwierciedla wrażenia, jakie odnosimy przy zmianie temperatury barwy. Pozwala to np. sensownie oznaczyć filtry kompensacyjne, używane w tradycyjnej fotografii barwnej i w filmie do ocieplenia lub schłodzenia tonacji światła:

Fotografia barwna - podstawy - Temperatura barwy
fot. 08-8-01 Filtry kompensacyjne

Seria 1,5R; 3R; 6R; 12R to coraz mocniejsze filtry ocieplające, przesuwające temperaturę barwy w dół (Red), odpowiednio, o 1,5; 3; 6 i 12 dekamiredów, zaś seria 1,5B, 3B, 6B, 12B (Blue) wykonuje analogiczną robotę, schładzając odcień światła i przesuwając temperaturę barwy w górę. Jeśli potrzebny nam filtr o gęstości 9 dμ, składamy po prostu razem filtry 3 dμ i 6 dμ. Filtry 12B i 12R to filtry konwersyjne, dokonujące konwersji (odwrócenia) światła dziennego na sztuczne i odwrotnie, zaś 1,5R to inaczej skylight — filtr lekko ocieplający, pełniący często rolę filtra ochraniającego obiektyw i zamiennika filtra UV .

Proszę teraz porównać te proste oznaczenia ze stosowanymi przez Kodaka. Nigdy nawet nie próbowałem się ich nauczyć, tak jest to niepotrzebnie skomplikowane:

skala dekamired
Kodak
skala dekamired
Kodak
1,5R
81
1,5B
82
3R
81D
3B
82C
6R
85C
6B
80C
12R
85B
12B
80A

Inne książki wydawnictwa Helion S.A.: