Цветовая температура

О.В. Наконечников
фотографии -  Д.А. Константинов

          Из выразительных средств фотографии цвет – одна из важнейших составляющих. Соединяя цвет с другими художественными средствами, можно создать определенные впечатляющие эффекты.
          В наше время любительская фотография начинается преимущественно с цветной. Миллионы теплых разноцветных картинок ежедневно сходят с конвейеров минилабов. К сюжету застолья или обычному: “я и памятник”, фотолюбитель редко предъявляет какие–то особые требования (была бы вода голубая, да лица не синие). Те же, для кого фотография – серьезное хобби или работа, относятся к результату своих творений иначе. Согласитесь – обидно, когда вместо очаровательно – пастельного портрета девушки (или хуже того – заказчицы), получить странное буро–рыжее изображение, которое ну никакими художественными приемами не оправдать! Брак – он и есть брак! И в первую очередь – не минилаба, а Ваш собственный – съемочный.

Негативная пленка ProPhoto 100. Освещение - люминесцентные лампы. Незначительная цифровая коррекция цвета.

          Качество цветного изображения зависит от множества факторов и один из них, пожалуй, наиважнейший – спектральный состав освещения.
          Видимый белый свет занимает лишь малую часть спектра и состоит из смеси излучений. Это, по крайней мере, стандартное объяснение. На самом деле белого света как такового не существует, просто человеческий глаз устроен так, что приписывает смеси излучений с различными длинами волн, входящих в состав солнечного света, “белый” цвет.

          Если электрокалорифер включить в сеть в затемненной комнате, то вначале его спираль не будет видна. По мере нагрева она становится тускло-красной, а затем ярко-оранжевой. Если увеличить мощность, подводимую к спирали, то она может стать почти белой, как электрическая лампочка. Этим простым примером и описывается понятие цветовой температуры. То есть: “Эта лампочка (солнце, вспышка…) светится так, как если бы мы нагрели абсолютно черное тело до температуры…..”. Для удобства описания используют температурную шкалу Кельвина (К⁰). Среднее значение цветовой температуры полуденного солнца равно 5000 К, и оно принято в качестве балансного значения для многих профессиональных обращаемых фотопленок. Цветовая температура ламп накаливания 3200 К, и поэтому профессиональные пленки для съемки при освещении лампами накаливания сбалансированы именно для этого значения.

Цветовые температуры для различных условий дневного освещения представлены в табл. 1.

Таблица 1. Цветовые температуры, соответствующие различным условиям дневного освещения

Цветовая температура искусственных источников света

         При съемке на цветную пленку необходимо учитывать спектральный состав освещения и в соответствии с ним подбирать тот или иной тип цветной фотопленки. Так, на пленках, предназначенных для дневного освещения, можно фотографировать и утром до восхода Солнца и сам его восход, и днем и вечером, заход Солнца и вечерние сумерки, когда зажигаются уличные фонари, при электронных лампах-вспышках. Почти 100% любителей так и поступает.

Зеленый питон (Chondropyton viridis). Новая Гвинея. Пленка "для искусственного света" Ektachrom 64T. Освещение: 2 маленькие галогеновые лампы.

          Если источник имеет цветовую температуру, для которой сбалансирована цветная пленка, цвета передаются так, как их видит глаз. Но глаз обладает способностью компенсировать изменения цветовой температуры в пределах 3000—10000 К, а фотопленка таким свойством не обладает. Поэтому при изготовлении пленки предназначенной для съемки при лампах накаливания в ее характеристики закладывается способность воспринимать свет с цветовой температурой 3200 – 3500 К, как “белый”. И аналогично пленка, предназначенная для съемок при дневном свете “видит белым” свет с цветовой температурой 5500 К. Если цветовая температура источника выше той, для которой сбалансирована фотопленка, изображение приобретет голубой (более холодный) оттенок. Может показаться парадоксальным, что высокой температуре соответствуют холодные цвета, но речь идет здесь о холодной цветопередаче на фотопленке, а не о том, что сам свет производит холодные цвета. Если же цветовая температура источника света ниже той, для которой сбалансирована пленка, изображение будет слишком желтым, или теплым. Чтобы скорректировать эту разницу, на источник света или на объектив фотокамеры можно надеть окрашенные светофильтры.

          Отдельный случай освещения – люминесцентные лампы.
          Люминесцентные лампы представляют собой стеклянные трубки, наполненные парами ртути, которые, будучи электрически возбужденными, испускают ультрафиолетовые лучи. В свою очередь это излучение возбуждает нанесенные на внутреннюю поверхность стеклянной оболочки люминофоры, излучение которых приходится на видимую часть спектра. Природа этого возбуждения такова, что люминофоры (фосфоры) излучают дискретный набор спектральных полос, расположенных на фоне непрерывного спектра. Грубо говоря, в невидимой нам части вполне белого света существуют “всплески” разного цвета в зависимости от состава люминофора.

Пленка "для дневного света" Fujichrome 50 Velvia. Данный сюжет характеризуется наличием трех различных источников света: слева (на достаточно большом расстоянии) располагается окно, на потолке галогенные лампы, внутри витрины люминисцентные.

          Так как характеристики спектральной чувствительности фотопленки и глаза различаются, фотопленка будет фиксировать свет иначе, чем глаз. По этой причине использование люминесцентного освещения в цветной фотографии вызывает значительные затруднения. Кроме различия спектральной чувствительности глаза и цветной фотопленки существует проблема, связанная с зависимостью цвета красителя от природы падающего света. Например, два красителя, кажущиеся идентичными для глаза при солнечном освещении, могут выглядеть совершенно различными при рассматривании их при “дневном” люминесцентном освещении.

	Купола храма Василия Блаженного (Собор Покрова Богородицы на Рву). Ночь. Освещение - ртутные лампы. Пленка "для дневного света" Fujichrome 50 Velvia. До и после цифровой коррекции цвета.

          В фотографии выработана методика съемки при освещении, не совпадающим с тем, для которого изготовлена фотопленка. Речь идет сейчас не о творческом подходе к цвету. Теория цвета как предмет имеет дело с восприятием, психологическими понятиями, эстетикой и т. п. Для целей освещения эту сторону цвета можно не принимать во внимание; на нее решающим образом воздействует характер объекта съемки и цели фотографирования, поэтому ее невозможно выразить количественно. Мы же говорим сейчас о технической точности цветопередачи. И как уже упоминалось выше, существуют специальные Конверсионные и Коррекционные светофильтры. Эти фильтры, будучи установлены на объектив фотоаппарата, изменяют существующую цветовую температуру к той, под какую сбалансирована Ваша пленка.

          Синие светофильтры, используемые с фотопленками для дневного света при освещении лампами накаливания, обозначаются № 80А, № 80В, № 80С и № 80D. Эти светофильтры обладают широкой полосой пропускания, а в синей области спектра пропускают практически 100% света. Они служат для увеличения цветовой температуры источника света до значений, на которые рассчитана пленка. Вспомним, что если при съемке на фотопленку для дневного света в качестве источников света используются лампы накаливания, то в результате получается снимок с более интенсивной желтой окраской

          Конверсионные светофильтры янтарного цвета, обозначенные № 85, № 85А и № 85В, предназначены для использования при дневном освещении с пленкой типа А или В. Эти светофильтры поглощают часть лучей в синей области спектра, в меньшей степени поглощают в зеленой области и прозрачны для лучей в красной области спектра. Характеристики некоторых конверсионных светофильтров представлены в табл.2. Данные, касающиеся увеличения экспозиции, носят приближенный характер, поэтому в случае ответственных работ необходимо проводить пробную фотосъемку для определения оптимальной экспозиции. Строго говоря, в качестве лампы накаливания следует использовать специальные фотолампы. Однако светофильтр № 80А с успехом применяется и в случае освещения, создаваемого бытовыми лампами накаливания. В табл.2 представлены изменения цветовой температуры при использовании фильтров.

Таблица 2. Характеристики конверсионных светофильтров

          Изменения цветовой температуры подчиняются закону аддитивности. Другими словами, при использовании двух светофильтров сразу общее изменение цветовой температуры будет равно сумме изменений для каждого светофильтра в отдельности. По всей видимости, наиболее полезны светофильтры № 85В и № 80А, которые позволяют проводить съемку на фотопленку типа В для дневного освещения при свете ламп накаливания. Поскольку кратность светофильтра № 80А значительно выше, чем у № 85В, и так как уровень освещенности внутри помещения обычно намного ниже, чем на улице, предпочтение следует отдать светофильтру № 85В.

          В инструкциях, которыми изготовители снабжают фильтры, обычно указываются плюсовые или минусовые значения сдвига в майредах (Майред – единица измерения цветовой температуры излучения абсолютно черного тела, равная 10⁶/T, где Т – температура абсолютно черного тела.), а в инструкциях к измерителям цветовой температуры имеются таблицы с указанием номеров наиболее употребительных компенсационных светофильтров.

          Использование коррекционных светофильтров приводит к меньшему изменению цветовой температуры по сравнению с конверсионными светофильтрами. Коррекционные светофильтры синего оттенка (номера 82, 82А, 82В и 82С) предназначены для увеличения эффективной цветовой температуры источника света, а коррекционные светофильтры желтого оттенка (номера 81, 81А, 81В, 81С, 81D и 81EF) --для уменьшения эффективной цветовой температуры источника света. В табл.3 приведены корректирующие коэффициенты для определения экспозиции и изменения цветовой температуры (сдвига) в майредах для перечисленных светофильтров. Эти светофильтры применяются для незначительного изменения цветовой температуры источников света, а также для обычных фоторабот, не являясь при этом совершенно необходимыми. Например, некоторые электронные лампы-вспышки создают слишком “синее” освещение, что в свою очередь может давать слишком серый цвет кожи при портретной съемке. В этом случае, фотографируя через светофильтр № 81 или № 81А, можно избавиться от такого эффекта.

Таблица 3. Корректирующие коэффициенты и изменения цветовой температуры (сдвиги) в майредах для коррекционных светофильтров

           Для точного определения цветовой температуры служат специальные приборы – колорметры. Они достаточно дороги и редко используются в нашей стране даже среди профессионалов. Существует проверенный и менее дорогой способ – это фотопробы.
          Необходимо периодически проверять рабочие партии фотопленок и источники света (включая устройства для управления освещением и рефлекторы). Не располагая измерителями цветовой температуры, пользуются цветным клином. Примерами могут служить цветовая таблица и серая шкала фирмы “Кодак”. Они представляют собой плоские образцы цвета, отпечатанные полиграфическим способом, с точными цветами, имеющими четкие границы, которые можно сфотографировать и сравнить результаты.
          Рассматривая обработанные слайды сквозь различные светофильтры и тщательно анализируя цветопередачу, можно установить, обеспечивают ли ваши объективы, источники света и фотопленка правильное воспроизведение цветов. Если точной цветопередачи нет, вы можете оценить, какие именно фильтры вам требуются. Часто оказывается, что одна из студийных электронных вспышек слегка синеватая. Проверив ее, вы обнаруживаете, что все остальные дефекты были вызваны именно этой неисправной вспышкой. Или наоборот, противный желто–зеленый оттенок возникал при использовании не понятно кем изготовленного зонта или старого и давно не мытого софтбокса.

          Достаточно часто приходится фотографировать при свете люминесцентных ламп. В наше время эти лампы практически везде – в офисах, в магазинах, на улицах, в витринах.… Этот свет может показаться белым и имеет измеряемую цветовую температуру около 4800 К. Но это излучение обеднено пурпурной составляющей (состоящей из красного и синего цветов) и поэтому создает на снимке общий зеленый оттенок.
          Не существует цветных фотопленок, которые обеспечивали бы вполне удовлетворительные результаты в условиях люминесцентного освещения. Поэтому необходимо прибегать к помощи светофильтра, тип которого зависит от вида люминесцентного освещения и используемой цветной фотопленки. Это розовато-коричневый фильтр типа FL-D. Он позволяет фотографировать при освещении “средней” флуоресцентной лампой на пленке для дневного света. Фильтр типа FL-B позволяет фотографировать при освещении такими же лампами на пленке, сбалансированной для цветовой температуры ламп накаливания.
          На практике эти фильтры не всегда дают хорошие результаты. Чтобы гарантировать качественные фотографии, приходится использовать цветную негативную пленку. Высокочувствительные фотопленки с большой цветовой фотографической широтой представляют наибольшие возможности для обеспечения желаемого баланса при печати. Экспозицию следует несколько увеличить, чтобы достаточно проработались все цвета, необходимые для получения качественного изображения. При печати легко отфильтровать избыток доминирующих цветов, если на негативе получено хорошо проработанное изображение в обедненных областях спектра. Если при съемке назначить нормальную экспозицию, то может случиться, что светочувствительные слои фотопленки, реагирующие на зеленые и синие лучи, получат, например, 130% количества освещения, необходимого для передачи самых темных деталей, в то время как слой, чувствительный к красным лучам, получит всего 50% необходимого количества освещения. А экспонометр укажет, что эта экспозиция является “правильной”. Поэтому в рассматриваемом случае необходимо обеспечить такую экспозицию, чтобы красночувствительный слой получил 100% требуемого для передачи соответствующих деталей количества освещения, даже ценой передержки двух других слоев, которые получат при этом 260% требуемого минимума количества освещения.
          Это единственный способ, который гарантирует, что в условиях смешанного освещения, спектр которого не является непрерывным, будет получен качественный отпечаток с достаточно хорошей проработкой деталей в тенях и полным диапазоном цветов. И, разумеется, этот совет хорош для тех, кто имеет возможность влиять на ход печати своих фотографий, либо печатает сам.

Непал. Катманду. Пленка "для дневного света" Fujichrome 50 Velvia. Вечернее освещение при пасмурном небе отличается крайне высокой цветовой температурой.

          В каталогах фирм-производителей фотоматериалов и оборудования для фотосъемки Вы обязательно встретите и светофильтры для коррекции цвета. Причем каждая фирма, выпускающая фотопленку, рекомендует свои, конкретные фильтры, которые, как нельзя лучше подходят для ее эмульсии. На самом деле нет ни какой необходимости коллекционировать все многообразие выпускаемого цветного стекла. (К тому же – очень не дешевого). Разницу между эффектом от того или другого фильтра может обнаружить только специально проведенный тест. Куда большую погрешность в цветопередаче даст неправильное хранение, проявка или печать фотопленки. Поэтому при выборе конверсионных и коррекционных фильтров стоит учитывать, прежде всего, удобство применения этих фильтров (взаимозаменяемость на разных объективах), свои финансовые возможности и цель покупки. Абсолютно точная цветопередача в любительской практике требуется крайне редко. Особенно при съемке на негатив. Но это не означает, что чем дешевле фильтр, тем лучше. Оптическое качество стекла играет не последнюю роль.

          В заключение хочу сказать, что если Вы серьезно хотите заниматься фотографией, и круг сюжетов не ограничивается воскресной прогулкой с семьей, Вы рано или поздно столкнетесь с ситуацией, когда такое понятие, как “цветовая температура” станет для Вас станет крайне актуальной.

У 1999, О.В. Наконечников
фотографии Д.А. Константинова

Использованная литература:
Д. Килпатрик “Свет и освещение” М. “Мир”1988г.
Э. Митчел. “Фотография” М. “Мир” 1988г.