Temperatura barwowa - część 1: korekcja za pomocą filtrów

Tradycyjny nudny wstęp

W fotografii cyfrowej temperatura barwowa światła nie stanowi istotnego problemu - praktycznie niezależnie od istniejących warunków można skorygować ją za pomocą dostępnego w aparacie balansu bieli, czy to predefiniowanego, czy też tak czy inaczej ustawianego indywidualnie. W ostateczności finalnej korekty dokonać można podczas obróbki na komputerze. Także w dzisiejszych realiach cyfrowych labów, fotografując na materiałach tradycyjnych i dysponując skanem filmu, łatwo sprowadzić jego kolorystykę do pożądanej postaci.

No a jak wygląda(ła) kwestia balansu bieli w klasycznej fotografii tradycyjnej? Nie ma go? Ależ jest, jest, jak najbardziej - tutaj nic się nie zmieniło.

W przypadku czysto tradycyjnej fotografii barwnej, nie dysponującej wszak narzędziem cyfrowego balansu bieli, sprawa jest jednak nieco bardziej złożona. Fotografując np. przy świetle sztucznym na materiałach negatywowych skorygowanych do światła dziennego, finalnej adjustacji kolorów dokonać można dobierając odpowiednią filtrację pod powiększalnikiem, wobec tego niepotrzebne są - teoretycznie - jakiekolwiek zabiegi podczas fotografowania.

Niestety - sprawdzało się to może i dobrze w przypadku samodzielnego wykonywania odbitek w ciemni, natomiast w przypadku zlecania odbitek punktom usługowym - już nie. Tam po prostu nie bawiono się w indywidualne ustalanie filtracji dla poszczególnych klatek, czy też może jej zakres wykraczał poza możliwości zautomatyzowanych labów - w każdym razie zdjęcia wykonywane na materiałach do światła dziennego przy świetle żarowym wychodziły na żółto, i już. Praktycznie koniecznością było więc (i jest raczej nadal) korygowanie temperatury barwowej już podczas fotografowania.

Ten sam problem - acz jeszcze bardziej dotkliwy - występuje w przypadku fotografowania na barwnych materiałach odwracalnych (slajdach) przeznaczonych do bezpośredniej projekcji. Tam bowiem praktycznie nie ma możliwości ingerencji w gotowe zdjęcie (pomijając dość desperacką technikę podkładania pod slajd w ramce barwnej folii korekcyjnej), cały więc proces korekcji temperatury barwnej odbyć się musi tak samo na etapie fotografowania - ze wszystkimi tego konsekwencjami.

Reasumując więc ten przynudny wstęp – w przypadku fotografii tradycyjnej swego rodzaju ustawienia balansu bieli dokonuje się już w chwili wykonania zdjęcia, za pomocą odpowiedniego filtra korekcyjnego czy konwersyjnego założonego na obiektyw.

Temperatura barwowa światła

Podstawowym więc problemem jest zatem dobranie już podczas wykonywania zdjęcia filtracji odpowiedniej do źródła światła. Na szczęście i wbrew pozorom, nie jest to jednak specjalnie karkołomnym zajęciem.

Temperaturę barwową światła określa się powszechnie w kelwinach (K), odnosząc ją do temperatury ciała doskonale czarnego, w której świeci ono światłem o takim właśnie kolorze. Czyli - im niższa temperatura barwowa, tym cieplejszy (!) kolor światła - bliższy czerwieni, im wyższa temperatura barwowa, tym chłodniejszy (!) kolor - bliższy błękitowi.

Jednostką temperatury barwowej jest natomiast mired (M), w praktyce częściej używany jako dakamired (daM). Aby obliczyć wartość temperatury barwowej w miredach wystarczy po prostu podzielić 1 000 000 [milion] przez temperaturę barwową w kelwinach. Z kolei 1 daM = 10 M, czyli w skrócie, aby otrzymać wynik w dekamiredach, można od razu dzielić 100 000 przez kelwiny.

Dekamired będzie nam bowiem o tyle potrzebny, że on właśnie jest podstawą do doboru odpowiednich filtrów korekcyjnych i konwersyjnych, dzięki którym materiał światłoczuły w aparacie „zobaczy” obraz w świetle o takiej temperaturze barwowej, do jakiej został fabrycznie skalibrowany. Aby dokonać odpowiedniej filtracji trzeba zatem znać dwie wartości – temperaturę barwową światła, przy którym wykonujemy zdjęcie, oraz temperaturę barwową do jakiej przystosowany jest materiał światłoczuły. Zacznijmy zatem od tej pierwszej.

Temperaturę barwową światła zmierzyć można za pomocą mniej lub bardziej wyuzdanego miernika, kolorymetru (vel chromometru czy chromoskopu) - od precyzyjnego elektronicznego cacuszka podobnego do światłomierza, do prostej barwnej tabelki (czasem umieszczonej nawet na korpusie światłomierza), na której zgrubnego pomiaru dokonuje się na drodze wizualnej. 

A jeśli brak tych urządzeń? Sytuacja nie jest, na szczęście, beznadziejna - poszczególne źródła światła mają wszak swe specyficzne temperatury barwowe, które - szczególnie w przypadku światła sztucznego, dającego z reguły największe odchylenia od światła białego, można w miarę dokładnie określić.

Temperatura barwowa charakterystycznych źródeł światła w kelwinach, wraz z odpowiadającymi wartościami w dekamiredach, ma postać jak w poniższej tabeli:

Temperatury barwowe charakterystycznych źródeł światła:

Źródło światła	Temperatura barwowa [K]	Temperatura barwowa [daM]
Płomień świecy	1500-1720	67-58
Lampa naftowa	1900-2045	53-49
Żarówka 25 W	2495	40
Świetlówka „warm comfort light”	2500*	40*
Świetlówka „warm white”	2700*	37*
Lampa LED domowa	2700*	37*
Żarówka halogenowa domowa	2700	37
Żarówka 40 W	2750	36
Żarówka 60 W	2800	36
Żarówka 100 W	2850	35
Żarówka projekcyjna 500 W	3000-3190	33-31
Żarówka fotograficzna 500 W typ B	3200	31
Żarowka fotograficzna 250 W	3200	31
Żarówka fotograficzna halogenowa 650-1000 W	3200	31
Stadionowa lampa metalohalogenkowa – barwa ciepła	3200*	31*
Żarówka kwarcowa 1000 W	3300	30
Żarowka fotograficzna 500 W	3400	29
Żarówka błyskowa spaleniowa	3800	26,5
Świetlówka „cool white”	4000*	25*
Światło księżyca	4125	24
Słońce o wschodzie lub zachodzie	4700	21
Niebieska żarówka fotograficzna	4800-5400	21-18,5
Lampa łukowa węglowa	5000	20
Słońce rano i wieczorem	5000-5500	20-18
Stadionowa lampa metalohalogenkowa – barwa biała	5000-6000*	20-16,5*
Świetlówka fotograficzna biała	5500*	18*
Żarówka błyskowa spaleniowa niebieska	5600	18
„Swiatło dzienne”	5600	18
Wyładowcza lampa błyskowa	5500-5600 6000	18 17
Słońce za mgłą	5700-5900	17,5-17
Słońce w południe, niebieskie niebo z obłokami	5700-5900	17,5-17
Słońce w południe, bezchmurne niebo	6000-6500	16,5-15,5
Bezpośrednie światło słońca	6500	15,5
Świetlówka „cool daylight”	6500*	15,5*
Wyładowcza lampa błyskowa starego typu	6800	15
Niebo – całkowicie zachmurzone	6700-7000 (6800)	15-14 (15)
Niebo – zamglone, mgła	7500-8400 (8000)	13-12 (12,5)
Światło błękitnego nieba w cieniu	10 000-12 000	10-8,5

* Wartości oznaczone gwiazdkami odnoszą się do wszelakich luminescencyjnych i tym podobnych źródeł światła, które z racji na swą naturę (np. nieciągłe widmo) tylko lepiej lub gorzej udają określone temperatury barwowe. Jak dokładnie, i czy w ogóle nie posiadają odchyleń barwnych w stronę innych kolorów (np. zielonego) - no to już zależy od ich jakości i dobrej woli producenta...

Zwróćmy tylko jeszcze uwagę na wygrubioną pozycję „Światło dzienne” (5600 K, 18 daM) – jest to mniej lub bardziej teoretyczna wartość, do jakiej kalibrowane są najpowszechniej materiały do zdjęć przy świetle dziennym (ang. daylight, niem. Tageslicht). Właśnie tę temperaturę barwową rejestrują one jako neutralną biel.

Temperatura barwowa filmu

Spójrzmy więc teraz na temperatury barwowe różnych rodzajów filmów.

Obok wspomnianych do zdjęć przy świetle dziennym (5600 K, 18 daM), spotkać można także materiały do zdjęć przy świetle sztucznym. Ich barwoczułość dobrana jest w taki sposób, że jako białe rejestrują one światło żarówek fotograficznych, najczęściej o temperaturze barwowej 3400 K lub 3200-3250 K, zależnie od typu filmu. Jeżeli więc fotografujemy w oświetlonym odpowiednimi żarówkami studio na takim materiale, nie wymaga to już stosowania żadnej filtracji (czy to na obiektywie, czy na lampie) i kolory na zdjęciach oddane zostaną prawidłowo, jak przy „prawdziwym” świetle białym. Podkreślenie jednak wymaga, że takie fotograficzne „światło sztuczne” odnosi się do specjalnych żarówek fotograficznych o stosunkowo wysokiej temperaturze barwowej (i zarazem krótkiej żywotności). Zwykłe domowe żarówki posiadają (jak wiemy z tabeli powyżej) temperaturę barwową w okolicy 2800 K i ich światło nadal będzie rejestrowane przez większość filmów do światła sztucznego jako żółte.

Temperatura barwowa dla różnych typów materiałów fotograficznych

Typ materiału	Temperatura barwowa [K]	Temperatura barwowa [daM]
Błona do światła dziennego 5900 K	5900	17
Błona do światła dziennego 5600 K	5500-5600	18
Błona do światła sztucznego 3400 K	3400	29
Błona do światła sztucznego 3200 K	3200-3250	31
Błona do światła sztucznego 2850 K	2850	35

Najpowszechniej spotykane były (czy są) trzy środkowe typy uczuleń – dla temperatur rzędu 5600 K, 3400 K i 3200 K. Pozostałe dwa wymienić można w zasadzie z kronikarskiego obowiązku. Ba, bywają produkowane materiały dla jeszcze bardziej egzotycznych temperatur barwowych, jak na przykład przeznaczone do kopiowania taśm filmowych przy świetle 4000 K - acz nie są one przeznaczone do fotografowania jako takiego.

Jeśli zatem wykonujemy zdjęcia na materiale przystosowanym do temperatury barwowej niższej od wykorzystanego źródła światła, to zdjęcia wyjdą zażółcone. Jeśli zaś temperatura barwowa światła jest wyższa od temperatury odpowiedniej dla błony (np. przy fotografowaniu przy świetle dziennym na materiale do światła sztucznego) – będą zaniebieszczone.

Film a światło - dobór stopnia filtracji i filtrów

Mamy więc już, tak czy inaczej ustaloną, temperaturę barwową światła, znamy temperaturę barwową, do jakiej przeznaczony jest nasz film – i co dalej?

A teraz po prostu należy odjąć od temperatury barwowej właściwej dla używanej błony (w dekamiredach) temperaturę barwową światła, aby otrzymać wartość niezbędnej korekcji za pomocą filtrów.

Na przykład – fotografujemy na błonie do światła dziennego (5600 K, 18 daM) przy świetle domowej żarówki 100 W (2850 K, 35 daM). Niezbędna w tej sytuacji korekcja temperatury barwowej wynosi więc: 18 – 35 = –17 [daM]

Potrzebujemy więc nałożyć na obiektyw filtr o korekcji wynoszącej –17 daM. Jeśli nie mamy akurat odpowiednio gęstego, można połączyć razem kilka filtrów – ich wartości po prostu się sumuje (czyli np. zestaw filtrów o wartościach 2 i 6 daM ma łącznie 8 daM).

Teraz pora więc już najwyższa spojrzeć na same filtry do korygowania temperatury barwowej. Produkowane są w dwóch rodzajach – czerwonawe (ocieplające, o korekcji dodatniej) i niebieskawe (oziębiające, o korekcji ujemnej). Filtry o wartości korekcji poniżej 9 daM noszą przy tym miano korekcyjnych, od 9 daM włącznie w górę - konwersyjnych.

Systemów oznaczania filtrów jest, oczywiście, mnóstwo, aby fotografujący nie miał przypadkiem za łatwego życia. Najpowszechniej stosowany jest jednakowoż – i na szczęście – przez rozlicznych producentów (Hoya, Marumi, Tiffen, Cokin, Hitech, PPL…) system oznaczeń Kodak Wratten,  który wygląda następująco:

Filtry czerwonawe, ocieplające

Oznaczenie filtra	Korekcja daM	Korekcja EV	Krotność
81	1	1/4	1,2
81A	2	1/3	1,4
81B	2,5	1/3	1,4
81C	3,5	1/2	1,4
81D	4	2/3	1,5
81EF	5	2/3	1,5
81G	6	1	2
85C	8	1/3 - 2/3	1,3-1,6
85	11	1/2 - 2/3	1,3-1,6
85B	13	2/3	1,6

Filtry niebieskawe, ochładzające

Oznaczenie filtra	Korekcja daM	Korekcja EV	Krotność
82	-1	1/3	1,3
82A	-2	1/3	1,3
82B	-3	2/3	1,5
82C	-4,5	2/3	1,5
80D	-5,5	2/3	1,6
80C	-8	1	2
80B	-11	1 2/3	3
80A	-13	2	4

Z niejaką rezerwą odnosić się trzeba do przytoczonych powyżej wartości korekcji naświetlania w stopniach EV i krotnościach filtrów, traktując je tylko orientacyjnie. Dane przytaczane przez różnych producentów potrafią się tu bowiem dość znacznie różnić – dlatego też najbezpieczniej posłużyć się w przypadku konkretnego filtra wartością określoną przez jego wytwórcę, względnie pomiarem TTL w aparacie, lub też zmierzyć gęstość filtra światłomierzem (acz i to nie jest pozbawione ryzyka – zwłaszcza w przypadków filtrów właśnie czerwonych i niebieskich).

Wracając więc do powyższego przykładu z żarówką 100 W i błoną do światła dziennego – aby otrzymać korekcję –17 daM możemy nakręcić na obiektyw filtry 80A i 82C (–13 – 4,5 = –17,5 daM) albo na przykład 80B i 80D (–11 – 5,5 = –16,5 daM). Albo jakąkolwiek inną odpowiednią kombinację.

A w drugą stronę - jeśli fotografujemy przy świetle dziennym 5600 K na materiale do światła sztucznego, to odpowiednią korekcję zapewniają nam po prostu pojedyncze filtry 85 (11 daM) w przypadku materiału do 3400 K lub 85B (13 daM) w przypadku materiału do 3200 K.

 
W części drugiej przyjrzymy się między innymi bliżej kwestii zmiany temperatury barwowej światła dziennego w zależności od pory dnia i roku.