Баланс белого для снимающих в RAW: проблемы

Предуведомление: если вы снимаете на цифровую камеру только в формат JPEG, то вам не следует читать этот текст, а следование советам из него ухудшит ваши снимки. Данная статья предназначена только снимающим в RAW (CRW, CR2, NEF, DNG и подобные форматы).

Принято считать, что снимающим в RAW-формат установки баланса белого (далее в тексте ББ) не важны, ибо они не влияют на содержимое получающихся файлов. По этой причине баланс обычно ставят или в "автоматическое" значение, или в какое-то из предустановленных (солнце, облачно, лампы накаливания и т.п.) и забывают о нем (ведь на содержимое файлов ББ не влияет).

Если вас интересует результат, то так поступать не следует. Для нормального использования возможностей камеры, баланс белого должен быть установлен в очень специальное положение.

В первой части статьи хочется разобраться, почему не годятся стандартные настройки.

На что влияет баланс белого при съемке в RAW

Если вы снимаете в RAW, то установки ББ влияют только на содержимое "превьюшки" т.е. той картинки, которая показывается на экране камеры. Казалось бы, какая разница, что там показывается ? К сожалению, по этой картинке рассчитываются:

• области передержки и недодержки (где значения в одном или нескольких каналах не поместились в диапазон);
• гистограмма (пока не важно, поканальная она у вас или общая).

Проверить это утверждение очень просто: снимите один и тот же кадр с разными установками ББ и посмотрите на гистограмму/области пересвета на экранчике камеры. Для всех известных автору камер:

• содержимое RAW-файлов отличаться не будет;
• гистограмма и пересвет на экране камеры будут отличаться очень резко.

Единственное исключение из правила - это уже давно не выпускающийся Nikon D1, в котором установки ББ таки влияют на NEF-файл.

Казалось бы, что плохого в пересчете по ББ ? Плохо то, что средства контроля экспозиции, имеющиеся в камере, начинают врать и довольно сильно. Что, естественно, очень плохо. Давайте разбираться на примерах в причинах и следствиях.

Когда и как врет баланс белого

Давайте рассмотрим, что происходит при трех различных освещениях: дневной солнечный свет, более холодное освещение (горы или освещение голубым небом), более теплое освещение (лампа накаливания).

Дневной солнечный свет

Как мы уже обсудили в предыдущей публикации, чувствительность зеленого канала по меньшей мере у части цифровых камер (Canon, Kodak SLR/c) выше, чем по остальным двум каналам (как обстоит дело в вашей камере легко проверить тестовым снимком).

Стандартный баланс белого прячет эту особенность, балансируя каналы (понижая зеленый, повышая остальные), в результате пересвет по зеленому не виден ни на гистограмме, ни на мигающих областях картинки (проверялось на Canon 1Ds Mark II).

За счет вышеупомянутой балансировки будет искажаться гистограмма и индикация пересвета для цветных объектов:

• Допустим, в кадре есть красный объект, который экспонирован нормально (переполнения в RAW нет). При балансировке на 6500K значения в красном канале (при показе) будут увеличены и нам покажут пересвет в красном канале.
• Аналогично - с каналом синего и нормально экспонированным синим объектом.
• С зеленым будет обратная ситуация - для нормально экспонированного зеленого объекта камера покажет недосвет, для переэкспонированного - может показать нормальную экспозицию (или тоже недосвет).

Холодное освещение

При более холодном (более синем освещении) у нас возможны две ситуации:

1. Баланс белого оставили "дневной", коэффициенты баланса белого такие же, как в случае дневного света.
2. ББ поставили соответствующий освещению (вручную или автоматом). В этом случае при коррекции баланса в preview (и гистограммах) у нас будет ослаблен синий канал и усилен красный.

В первом случае справедливо все, написанное в предыдущем разделе про баланс дневного света. Второй случай более интересен, ибо баланс белого вносит дополнительные ошибки:

• Синий предмет, нормально экспонированный: ББ ослабляет синий канал и мы увидим недосвет на гистограмме.
• Синий предмет, передержаный: синий канал ослаблен и пересвет могут и не показать.
• Красный предмет, нормально экспонированный: ББ усилит красный канал и покажет передержку.
• Красный предмет, недодержка: красный канал усилят и могут показать нормальную экспозицию (или даже передержку).

Теплое освещение

При теплом освещении мы либо оставляем дневной баланс белого (со всеми его особенностями: усилением красного и синего каналов), либо ставим ББ, соответствующий освещению, тогда, наоборот, красный канал ослабляется, а синий - усиливается (относительно баланса дневного света).

Этот случай легко проиллюстрировать: не нужно подниматься в горы или ждать солнца пасмурной московской зимой, достаточно лампочки накаливания, табуретки и детской игрушки в теплых тонах с ярко-красным.

Вот кадр, обработанный в соответствии с реальным балансом белого (поставленным по листу бумаги), 2500K, tint -6:

(скриншот 1060x790 в отдельном окне) Цвета почти нормальные, гистограмма - тоже.

Тот же самый кадр, но с настройками ББ по дневному свету (6500K, tint +10):

(скриншот 1047x780 в отдельном окне) Гистограмма показывает клиппинг (баланс по дневному свету - усиливает красный канал).

А вот - реальная гистограмма RAW-файла (кадр специально недодерживался, чтобы с гарантией не было клиппинга), построенная с помощью Rawnalyze:

Как видим, она сильно отличается от обоих вариантов с балансом белого:

• никакого пересвета по красному каналу и в помине нет (сравниваем с вариантом 6500K);
• баланс синего-зеленого другой, отличается и от сбалансированного по реальному свету варианта и от ББ по дневному освещению.

Различные мелкие обстоятельства

Помимо рассмотренного выше, существуют различные мелкие обстоятельства, которые заслуживают хотя-бы упоминания.

Яркостная гистограмма

В ряде цифровых камер, особенно в старых или недорогих моделях, вместо поканальной RGB-гистограммы показывается яркостная. Вне зависимости от способа ее расчета (честный расчет L/Y-компоненты или линейная комбинация R-G-B), яркостная гистограмма вообще не дает разумной информации о пересвете, особенно по красному и тем более синему каналам (вклад этих каналов в яркость при пересчете в Y составляет около 0.21/0.07 соответственно). Таким образом, яркостная гистограмма хоть как-то свидетельствует о переэкспозиции только при наличии в светах нейтральных (белых) объектов.

Цветное освещение

При цветном освещении (в театрах, на концертах) все будет, естественно, еще хуже. Контроль экспозиции по каналам продолжит врать, а если у вас установлен автоматический баланс белого, то вы не будете даже знать в какую сторону он врет.

Съемка в JPEG

При съемке в JPEG гистограмма будет полностью соответствовать конечному результату (JPEG-файлу). Это, несомненно, хорошо.

Плохо лишь то, что если у вас был, например, пересвет по одному из каналов, а затем ББ это поправил, то в процессе съемки невозможно установить факт такой поправки, ведь финальная гистограмма может быть и хорошей.

Выводы

Мы показали (хочется надеяться, что убедительно), что имеющийся в цифровых камерах контроль экспозиции после съемки непригоден для реального использования при любой из стандартных установок.
Если бы при показе гистограммы показывались бы и области пересвета (хотя бы на стоп), то проблема бы решалась легко, достаточно было бы поставить ББ в дневной свет навсегда и запомнить, что для зеленого канала допустим пересвет в 1 стоп, для синего - в полстопа, а для красного - недопустим (параметры отличаются для разных камер, приведены величины для Canon 1Ds MkII). Но на большинстве камер гистограмма обрезается (а на Kodak-ах пересвет показывается, но гистограмма одноканальная и толку тоже нет), поэтому данный способ не работает.

По счастью, проблема имеет легкое решение, которое будет описано в следующей статье.