A fehéregyensúly (röviden fehéregyensúlynak is nevezik ) a színes képátviteli módszer egyik paramétere, amely meghatározza, hogy a tárgy képének színskálája megegyezik-e az alany színskálájával.
Általában a fényképezési folyamat , fényképészeti anyagok , színes nyomtatási és másolórendszerek, televíziós rendszerek és grafikus információ-lejátszó eszközök (például monitorok ) változó jellemzőjeként használják .
A fehéregyensúly , a fehéregyensúly-korrekció , a fehérpont-beállítás vagy a színkorrekció olyan technológia, amely egy tárgy képének színeit azokra a színekre korrigálja, amelyekben a személy természetes körülmények között lát egy tárgyat (objektív megközelítés), vagy azokra a színekre, amelyek a legvonzóbbnak tűnnek. (szubjektív megközelítés). A biológiai mechanizmus analógja – a színállandóság .
A fehérnek ismert tárgy szinte bármilyen fényben fehérnek tűnik az ember számára, mert a szükséges színkorrekciót az emberi szem és agy automatikusan elvégzi.
Ha a fényforrás folytonos termikus jellegű spektrummal rendelkezik, akkor ez a spektrum egy bizonyos hőmérséklethez köthető, amelyre egy teljesen fekete testet fel kell melegíteni , hogy sugárzása azonos spektrális összetételű legyen. Ezt a hőmérsékletet színhőmérsékletnek nevezzük . A színhőmérsékletet kelvinben (K) mérik.
A gyertya lángja színhőmérséklete körülbelül 1800 K, az izzólámpák - 2500 K, a napkelte - 3800 K, a villanólámpa - 5500 K, a kék felhőtlen ég nyári napon - 11 000 K és magasabb.
Lehetetlen a színhőmérséklet helyes meghatározása a forrás spektrumából fluoreszkáló , sok higany- és alacsony hőmérsékletű gázkisüléses lámpák, foszfor fényforrások esetében, mivel a kibocsátott energia jelentős része a "vonalra" esik. a spektrum része . Mivel az ilyen megvilágítás rendkívül ritka a természetben, az emberi szemnek nincs hatékony módja az ilyen forrásokhoz való alkalmazkodásra. Azonban még ezekben az esetekben is az agy "fehér szín érzetet" hoz létre a megfelelő tárgyak (például hó vagy fehér papírlap) számára. Ilyen esetekben "pszeudofehér" fényforrásról beszélünk, és annak "színhőmérsékletét" a mintákkal való vizuális összehasonlítással határozzák meg.
A „fehéregyensúly” legnehezebb helyzete két vagy több különböző, eltérő színhőmérsékletű forrás jelenléte. Ebben az esetben az emberi szem és az agy továbbra is „látja” a tárgyak megfelelő színét, azonban a film, a televíziós kamera és a digitális fényképezőgép bizonyos tárgyakat „színként” reprodukál.
Például, ha egy digitális készülékben a fehéregyensúlyt "nappali fényre" állítjuk, akkor a keret izzólámpákkal megvilágított része sárgának, a fénycsöveknél zöldnek, rózsaszínnek vagy lilának fog kinézni (különféle lámpákhoz). felhőtlen égbolttal megvilágított színpadon az árnyékok kékek lesznek.
Az amerikai David Huebl és Thorsten Weisel 1981-ben Nobel-díjat kapott az emberi látás tanulmányozásáért, Ewald Hering (1834-1918) ellenfél színelméletének kidolgozásáért . Azt sugallták, hogy az ember szeme nem ad információt az agynak a vörös (R), zöld (G) és kék (B) színekről, amint azt a Jung-Helmholtz színelmélet (1802) sugallja. A három ellenfél folyamat elmélete szerint az agy információt kap a fehér és a fekete fényessége közötti különbségről (Y max és Y min ), a zöld és a piros színek közötti különbségről (G − R), a kék közötti különbségről. és sárga színek (B − sárga), a sárga szín pedig a piros és a zöld színek összege (sárga = R + G), ahol R, G és B a színösszetevők fényereje: piros, zöld és kék.
Van egy egyenletrendszerünk:
ahol K b-w , K gr , K brg a fehéregyensúly együtthatók függvényei bármilyen megvilágításhoz.
A gyakorlatban ez abban nyilvánul meg, hogy az emberek különböző fényforrások mellett egyformán érzékelik a tárgyak színét ( színállandóság , színadaptáció).
A LAB színmodell egy kísérlet arra, hogy a színkombinációkat egy modellben a lehető legközelebb állja az emberi érzékeléshez.
A színes televíziózásban a videojel sugárzása előtt az RGB színmodellről YUV színmodellre konvertálódik . Ez szükséges a színes és fekete-fehér televízió kompatibilitásának biztosításához. A fekete-fehér fénysűrűség jel Y=0,299R+0,587G+0,114B és a krominanciajelek U=B−Y; V=R−Y, ahol a fénysűrűségi jel együtthatói (0,299; 0,587; 0,114) tükrözik látásunk élettani jellemzőit, beleértve a fehéregyensúlyt is. A TV-vevőkben a YUV színmodellről az RGB színmodellre való fordított átalakítás történik. A kineszkópok elektronikus kivetítőinek modulációs jellemzőinek eltérései miatt minden színes TV-készülék rendelkezik statikus és dinamikus fehéregyensúly beállítással. A statikus fehéregyensúly az egyes elektronikus kivetítők feketeszintjének egyéni beállításával, míg a dinamikus fehéregyensúly a videoerősítők erősítésének beállításával állítható be. Az 1980-as évek vége óta a televíziók statikus fehéregyensúlyát általában automatikusan állítják be.
A színes képegyensúly a színes többrétegű fényképészeti anyag (vagy fényképezési eljárás), valamint az általa alkotott kép tulajdonságainak tágabb jellemzője, kifejezve a színleválasztó képek gradációs jellemzőinek megfelelését (egyensúlyát).
Az expozíciós egyensúly a fényképezéskor használt megvilágítás színének és az adott fényképészeti anyag normál világítási színének megfelelősége. A normalizált világítást a színhőmérséklet állítja be .
Denzitometriás mérések esetén a képet mennyiségileg a használt megvilágítás színleválasztott fényáramainak és a színleválasztott fényáramok értékeinek arányával fejezzük ki, amelyek egyensúlyt biztosítanak a fényviszonyok között. a fényképészeti anyag fényérzékenysége.
Ha ezek az arányok eltérnek az egységtől, azt mondják, hogy fényképezéskor „kiegyensúlyozatlan az expozíció”. Ez kiküszöbölhető fényképezéskor (az általában használt szűrőket konverziós szűrőknek nevezik ), vagy fényképek nyomtatásakor javítás bevezetésével.
Az optikai denzitásegyensúly az a fok, amennyire a színelválasztott képek sűrűsége megfelel a szürkeskálának.
Az optikai sűrűség kiegyensúlyozatlansága az expozíció, a fényérzékenység egyensúlyának és a kontraszt egyensúlyának a következménye. Ezért a sűrűségmérleg szolgálhat szerves jellemzőjükként.
A digitális fényképezésben a "fehéregyensúly" három lépésben valósítható meg:
A filmes fotózástól eltérően a digitális képek utófeldolgozása nem csak a fényérzékenység , hanem a kontraszt egyensúlyát is könnyedén eléri .
A fehéregyensúly beállítása egy modern ( 2005 utáni ) digitális fényképezőgépben a következő módokon történhet: