Balanța de alb (numită pe scurt și balansul de alb ) este unul dintre parametrii metodei de transmitere a imaginii color care determină dacă gama de culori a imaginii obiectului se potrivește cu gama de culori a subiectului.
Utilizate de obicei ca o caracteristică variabilă a procesului fotografic , material fotografic , sisteme de imprimare și copiere color, sisteme de televiziune și dispozitive de redare a informațiilor grafice (de exemplu, monitoare ).
Balanța de alb , corectarea balansului de alb , reglarea punctului de alb sau corecția culorii este o tehnologie de corectare a culorilor unei imagini obiect la acele culori în care o persoană vede un obiect în condiții naturale (abordare obiectivă), sau la acele culori care par cele mai atractive (abordare subiectivă). Un analog al mecanismului biologic - constanța culorii .
Un obiect despre care se știe că este alb pare alb unei persoane în aproape orice lumină, deoarece corecția necesară a culorii este efectuată automat de ochiul și creierul uman.
Dacă sursa de lumină are un spectru continuu de natură termică, atunci acest spectru poate fi asociat cu o anumită temperatură la care este necesară încălzirea unui corp complet negru, astfel încât radiația sa să aibă aceeași compoziție spectrală. Această temperatură se numește temperatură de culoare . Temperatura de culoare se măsoară în kelvins (K).
Flacăra unei lumânări are o temperatură de culoare de aproximativ 1800 K, lămpi cu incandescență - 2500 K, răsărit - 3800 K, lampă blitz - 5500 K, cer albastru fără nori într-o zi de vară - 11000 K și mai sus.
Este imposibil să se ofere o determinare corectă a temperaturii de culoare din spectrul sursei pentru multe lămpi fluorescente cu mercur și cu descărcare în gaz la temperatură joasă, surse de lumină cu fosfor , deoarece o proporție semnificativă a energiei emise cade pe "linie" parte a spectrului . Deoarece o astfel de iluminare este extrem de rară în natură, ochiul uman nu are mijloace eficiente de adaptare la astfel de surse. Cu toate acestea, chiar și în aceste cazuri, creierul creează o „senzație de culoare albă” pentru obiectele corespunzătoare (de exemplu, zăpadă sau o foaie de hârtie albă). În astfel de cazuri, se vorbește despre o sursă de lumină „pseudo-albă” și determină „temperatura culorii” acesteia prin comparație vizuală cu mostrele.
Cea mai dificilă situație pentru „echilibrul de alb” este prezența a două sau mai multe surse diferite cu temperaturi de culoare diferite. În acest caz, ochiul uman și creierul vor „vedea” în continuare culorile corecte ale obiectelor, cu toate acestea, filmul, camera de televiziune și camera digitală vor reproduce unele dintre obiecte ca „culoare”.
De exemplu, dacă setăm balansul de alb într-un aparat digital la „lumina zilei”, atunci partea din cadrul iluminată de lămpi cu incandescență va arăta galben, lămpi fluorescente - verde, roz sau violet (pentru diferite tipuri de lămpi), pe un scena luminata de un cer fara nori, umbrele vor fi albastre.
Americanii David Huebl și Thorsten Weisel au primit Premiul Nobel în 1981 pentru studiul lor asupra vederii umane, dezvoltând teoria opozantă a culorii a lui Ewald Hering (1834-1918). Ei au sugerat că ochii unei persoane nu oferă creierului informații despre culorile roșu (R), verde (G) și albastru (B), așa cum sugerează teoria culorii Jung-Helmholtz (1802). Conform teoriei a trei procese adversare, creierul primește informații despre diferența dintre luminozitatea albului și negru (Y max și Y min ), despre diferența dintre culorile verde și roșu (G − R), despre diferența dintre albastru și culorile galbene (B − galben), iar culoarea galbenă este suma culorilor roșu și verde (galben = R + G), unde R, G și B sunt luminozitatea componentelor de culoare: roșu, verde și albastru.
Avem un sistem de ecuații:
unde K b-w , K gr , K brg sunt funcțiile coeficienților de balans de alb pentru orice iluminare.
În practică, acest lucru se exprimă prin faptul că oamenii percep culoarea obiectelor în același mod sub diferite surse de lumină ( constanța culorii, adaptarea culorii).
Modelul de culoare LAB este o încercare de a reprezenta combinații de culori într-un model cât mai aproape de percepția umană.
În televiziunea color, înainte de a difuza semnalul video, acesta este convertit de la modelul de culoare RGB la modelul de culoare YUV . Acest lucru este necesar pentru a asigura compatibilitatea televiziunii color și alb-negru. Semnal de luminanță B&W Y=0,299R+0,587G+0,114B și semnale de crominanță U=B−Y; V=R−Y, unde coeficienții semnalului de luminanță (0,299; 0,587; 0,114) reflectă caracteristicile fiziologice ale vederii noastre, inclusiv balansul de alb. La receptoarele TV are loc conversia inversă de la modelul de culoare YUV la modelul de culoare RGB. Datorită variației caracteristicilor de modulație ale proiectoarelor electronice ale kinescoapelor, fiecare televizor color are o ajustare pentru balansul de alb static și dinamic. Balanța de alb static este ajustată prin ajustarea individuală a nivelului de negru al fiecărui proiector electronic, în timp ce balansul de alb dinamic este ajustat prin ajustarea câștigului amplificatoarelor video. De la sfârșitul anilor 1980, balansul de alb static la televizoare a fost de obicei setat automat.
Echilibrul imaginilor color este o caracteristică mai largă a proprietăților unui material fotografic color multistrat (sau proces fotografic), precum și a imaginii formate de acesta, exprimând corespondența (echilibrul) caracteristicilor de gradare ale imaginilor de separare a culorilor.
Echilibrul de expunere este corespondența culorii luminii utilizate la fotografiere cu culoarea normalizată a luminii pentru acest material fotografic particular. Iluminarea normalizată este setată de temperatura culorii .
În cazul măsurătorilor densitometrice, imaginea este exprimată cantitativ prin raportul dintre valorile fluxurilor de lumină separate de culori ale iluminării utilizate și valorile fluxurilor de lumină separate de culori, care asigură un echilibru al fotosensibilitatea materialului fotografic.
Dacă aceste rapoarte diferă de unitate, ei spun că la fotografiere există un „dezechilibru în expunere”. Acest lucru poate fi eliminat la fotografiere (filtrele folosite de obicei sunt numite filtre de conversie ) sau la imprimarea fotografiilor prin introducerea unei corecții.
Echilibrul densității optice este gradul în care densitățile imaginilor separate de culori corespund scalei de gri.
Un dezechilibru în densitatea optică este o consecință a dezechilibrelor în expunere, a echilibrului în fotosensibilitate și a echilibrului în contrast. Prin urmare, echilibrul densității poate servi ca caracteristică integrală a acestora.
În fotografia digitală, „echilibrul de alb” poate fi implementat în trei pași:
Spre deosebire de fotografia de film , post-procesarea imaginilor digitale realizează cu ușurință nu numai echilibrul sensibilității la lumină , ci și echilibrul contrastului .
Setarea balansului de alb într-o cameră digitală modernă (după 2005 ) se poate face în următoarele moduri: