برای اولین بار زمانی با وایت بالانس و یا همان تعادل رنگ سفید آشنا شدم  که یکی از دوستانم قبل از شروع فیلمبرداری، دوربین را بر روی یک دیوار سفید برای لحظاتی نگه می داشت. زمانی که جویای کار او شدم با مفهوم کلی وایت بالانس آشنا شدم؛ ولی تا مدت ها این مفهوم برای من یک تعریف بود و فقط می دونستم قبل از فیلمبرداری می بایست پروسه وایت بالانس انجام شود. زمانی مفهوم وایت بالانس برای من واضح تر شد که شروع به رندر گرفتن در محیط برنامه ۳ds max کردم. در واقع رندر در محیط نرم افزارهای سه بعدی مفهومی مانند عکاسی و یا فیلمبرداری دارد و کسانی که در محیط این برنامه ها رندر می گیرند به نوعی عکاسان دنیای مجازی هستند.

مفهوم وایت بالانس زمانی نمایانگر می شود که ما دارای متریالی هستیم که نشان دادن درست رنگ آن برای ما اهمیت پیدا می کند. برای مثال ما می خواهیم رنگ دیوار در یک محیط خارجی کاملا سفید باشد ولی دیوار متاثر از رنگ آسمان کمی به رنگ آبی تغییر رنگ می دهد. در چنین شرایطی تعریف یک رنگ مبنی به عنوان مرجع باعث می شود که کلیه رنگ ها به نحوی تغییر کنند تا رنگ سفید ما به رنگ اصلی خود تغییر رنگ دهد. مثلا اگر دیوار آبی بوده است، کلیه رنگ ها به نسبتی رنگ آبی را از دست می دهند تا رنگ دیوار ما سفید شود. البته سفید به معنای واقعی سفید نیست و در این حالت خاکستری هم به نحوی سفید محسوب می شود.

برای آشنایی بیشتر در این مبحث ابتدا مفهموم وایت بالانس را آورده  و در انتها به نحوه استفاده از وایت بالانس در موتور رندر   وی ری   (VRay) می پردازیم.

تعادل رنگ سفید شامل فرآیندی است که در آن رنگ‌های غیرطبیعی حذف می‌شوند؛ در نتیجه اشیایی که در حالت طبیعی به رنگ سفید دیده می‌شوند، در تصاویر عکاسی شده نیز به رنگ سفید ظاهر می‌گردند. یک وایت بالانس مناسب در یک دوربین می‌بایست «حرارت رنگ» منبع نور را مدّنظر قرار دهد. حرارت رنگ به معنی سردی و گرمی نسبی نور سفید است. چشمان ما به خوبی در مورد اشیای سفید‌رنگ در زیر انواع تابش‌های مختلف تصمیم می‌گیرند؛ ولی دوربین‌های دیجیتال اغلب مشکلات زیادی با تعادل خودکار رنگ سفید (AWB) دارند و رنگ‌های آبی، نارنجی و یا حتی سبز را برای این اشیا درنظر می‌گیرند. در نتیجه، درک تعادل رنگ سفید به صورت دیجیتالی، کیفیت تصاویر عکاسی شما را در شرایط نورپردازی مختلف بالاتر خواهد برد.

مفهوم حرارت رنگ

حرارت رنگ مربوط به طیف نور تابشی از یک «جسم سیاه» در درجه حرارت‌های مختلف است. جسم سیاه جسمی است که تمام پرتوهای نور ورودی را به خود جذب می‌کند و آنها را نه منعکس و نه از خود عبور می‌دهد. یک نمونه از رفتار جسم سیاه که در زندگی روزمره می‌توانیم تجربه آن را داشته باشیم، گرم‌کردن یک فلز یا سنگ است که به رنگ «قرمز آتشین» درمی‌آیند. در همین حال، وقتی به دمای بالاتر برسند، رنگ «سفید داغ» پیدا می‌کنند. به همین صورت، اجسام سیاه در درجه حرارت‌های مختلف، حرارت‌ رنگ‌های مختلفی از نور سفید از خود ساطع می‌کنند. نوری که به صورت سفید ظاهر می‌شود، لزوماً از رنگ‌های بخش مرئی تشکیل نمی‌شود:

۵۰۰۰ درجه کلوین تقریباً یک نور طبیعی ایجاد می‌کند؛ این در حالی است که دماهای ۳۰۰۰ و ۹۰۰۰ درجه کلوین به ترتیب طول موج‌هایی با نور نارنجی و آبی دارند. با بالارفتن حرارت رنگ، رنگ طیف نور سردتر می‌شود. این موضوع شاید به نظر منطقی نیاید، ولی نتیجه این واقعیت است که می‌گوید امواج نوری با طول موج کوچکتر دارای سطح انرژی بالاتری هستند.

سؤال اینجاست که چرا با اینکه عکاسان هیچ‌وقت با اجسام سیاه واقعی در ارتباط نیستند، حرارت رنگ به عنوان یک تعریف مفید از نور اینقدر برای آنها اهمیت دارد؟ در جواب باید گفت که برخی منابع نور مانند خورشید و لامپ‌های تنگستن شرایطی نزدیک به پخش نور از اجسام سیاه دارند. ولی در همین حال، سیستم‌های روشنایی دیگر مانند لامپ‌های فلوروسنت و دیگر محصولات تجاری فاصله زیادی با اجسام سیاه دارند. البته هیچ‌وقت منظور عکاسان از اصطلاح حرارت رنگ، نور ساطع شده از یک جسم سیاه نیست؛ بلکه به صورت تلویحی به «حرارت همبسته رنگ» از یک جسم سیاه مشابه اشاره دارند. جدول زیر یک راهنمای کلی برای حرارت همبسته رنگ از برخی منابع نور رایج است.

کاربرد عملی در فایل‌های گرافیکی JPEG و TIFF

از آنجایی که شرایط برخی از منبع‌های نور با تابش نور از اجسام سیاه فاصله دارد، در تعادل رنگ سفید از یک متغیر دیگر با عنوان «جابجایی رنگ سبز و بنفش» استفاده می‌شود. تنظیم جابجایی رنگ سبز و بنفش معمولاً در شرایط معمولی روشنایی روز لازم نیست؛ ولی در عین حال، برای منابع نور مصنوعی مانند فلوروسنت اهمیت زیادی پیدا می‌کند.

خوشبختانه بسیاری از دوربین‌های دیجیتالی طیف مختلفی از تعادل رنگ سفید را در خود دارند. بنابراین در هنگام یه عکاسی فوری، لزومی ندارد که نگران حرارت رنگ و جابجایی رنگ سبز و بنفش باشید. نمادهایی که معمولاً به این منظور استفاده می‌شود در جدول بالا نشان داده شده است. سه گزینه اول تعادل رنگ سفید بازه‌ای از حرارت رنگ را در اختیار قرار می‌دهد. تعادل خودکار رنگ سفید (AWB) از ویژگی‌هایی است که در تمام دوربین‌های دیجیتالی وجود داشته و از یک الگوریتم پیش‌بینی بهینه در یک بازه محدود (معمولاً بین ۳۰۰۰/۴۰۰۰ تا ۷۰۰۰ درجه کلوین) استفاده می‌کند. تعادل رنگ سفید به صورت سفارشی (Custum) به شما اجازه می‌دهد که در یک شرایط نوری ثابت از یک منبع سفید تصویر ذخیره کرده و از آن به عنوان یک مرجع برای تعادل رنگ سفید برای تصاویر آینده استفاده کنید. با انتخاب گزینه کلوین (Kelvin) می‌توانید حرارت رنگ را در یک طیف گسترده تنظیم کنید.

شش تعادل رنگ سفید بعدی بر اساس حرارت رنگ مرتب شده‌اند. در همین حال، بایستی درنظر داشت که بسیاری از دوربین‌های جمع‌و‌جور گزینه سایه (Shade) در تعادل رنگ سفید را ندارند. برخی از دوربین‌ها نیز دارای یک تنظیمات اضافی با عنوان “Fluorescent H” هستند که برای شرایط روشنایی روز همراه با استفاده از نور لامپ‌های فلوروسنت طراحی شده است.

تعاریف و نمادهای بالا، تخمین‌هایی تقریبی از شرایط روشنایی است که بهترین عملکرد را در تعادل رنگ سفید باید انتظار داشت. به عنوان نمونه، حالت ابری می‌تواند بسته به ساعت انجام کار، ارتفاع و درجه مه‌گرفتگی به جای روشنایی روز مورد استفاده قرار گیرد. در حالت کلی، اگر در نمایشگر LCD تصویر شما بسیار سرد به نظر برسد (فارغ از تنظیماتی که انجام می‌دهید) می‌توانید با انتخاب پایین‌تر در لیست AWB، به‌سرعت حرارت رنگ را افزایش دهید. اگر هنوز هم تصویر شما سرد به نظر می‌رسد (و یا اینکه تصویر را بیش از حد گرم کرده‌اید)، می‌توانید به صورت دستی در تنظیمات کلوین، درجه‌ حرارت را وارد کنید.

اگر با گذراندن تمام این مراحل، هنوز هم وقتی تصویر را بر روی کامپیوتر ملاحظه می‌کنید، تعادل رنگ سفید به خوبی برقرار نیست، می‌توانید شخصاً تعادل رنگی را تنظیم کنید تا رنگ‌های اضافی را حذف کنید. همچنین می‌توان در محیط فتوشاپ روی یک نقطه مرجع کم‌رنگ کلیک و گزینه “set gray point” را انتخاب کرده و از ابزار “levels” در این نرم‌افزار بهره برد. البته تا جای ممکن باید از این دو روش اخیر پرهیز نمود؛ زیرا می‌توانند به شدت عمق تصویر شما را کاهش دهند.

کاربرد عملی در فایل‌های RAW

استفاده از فرمت RAW راه‌حلی به مراتب بهینه‌تر در حل مشکل تعادل رنگ سفید است؛ البته اگر دوربین شما از این فایل‌ها پشتیبانی می کند. این فرمت به شما اجازه می‌دهد که تعادل رنگ سفید را پس از گرفتن عکس تنظیم کنید. همچنین فایل‌های RAW این قابلیت را دارند که در آنها تعادل رنگ سفید در بازه‌ای گسترده‌تر از حرارت رنگ و جابجایی رنگ سبز و بنفش تنظیم شود.

ایجاد تعادل رنگ سفید در یک فایل RAW بسیار سریع و آسان است. شما یا می‌توانید حرارت و جابجایی رنگ سبز و بنفش را تا جایی که تمام رنگ‌های اضافی حذف شوند ادامه دهید و یا اینکه به‌سادگی بر روی یک مرجع با رنگ طبیعی درون تصویر کلیک کنید. اگر حتی یکی از عکس‌های شما دارای یک مرجع نور طبیعی باشد، می‌توانید بر روی آن کلیک کنید و سپس از نتایج تنظیمات تعادل رنگ سفید برای بقیه تصاویر خود استفاده کنید. البته چنین پیشنهادی با فرض نورپردازی یکسان صورت می‌گیرد.

تعادل رنگ سفید به صورت سفارشی: انتخاب یک مرجع با رنگ طبیعی

مرجع با رنگ طبیعی معمولاً در پروژه‌های حساس به رنگ یا شرایطی که شخص احتمال می‌دهد که تعادل خودکار رنگ سفید ممکن است موجب بروز برخی مشکلات گردد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر شانس به شما رو کرده باشد، مرجع با نور طبیعی را درون صحنه عکس خواهید یافت. این مرجع همچنین می‌تواند یک شیء قابل‌حمل باشد که شما با خودتان به همراه دارید. در زیر نمونه‌ای از یک مرجع مناسب را شاهد هستیم که در یک صحنه آبی‌رنگ در هنگام سپیده‌دم حاصل شده است.

از طرفی، مراجع قابل‌حمل همیشه دارای دقت بسیار بالایی هستند و استفاده‌ از آنها به مراتب بهتر از زمانی است که یک شخص در مورد انتخاب نقطه مرجع با رنگ طبیعی تصمیم‌گیری می‌کند. مراجع قابل‌حمل که به صورت ویژه برای عکاسی تهیه می‌شوند، می‌توانند هزینه‌ی بسیار بالایی داشته باشند. در همین حال، انواع خانگی از آنها وجود دارد که قیمت پایین‌تری دارند. یک مرجع سفید ایده‌آل، مرجعی است که تمام رنگ‌های داخل طیف مرئی را به صورت یکسان بازتاب دهد و همین روند را به صورت یکنواخت در حرارت‌های رنگ مختلف حفظ کند. یک نمونه از مراجع سفید از پیش‌ تولید شده در زیر نشان داده شده است:

از رایج‌ترین مراجع رنگ طبیعی در خانه‌ها لوازمی مانند در فنجان‌ها هستند؛ لوازمی که در عین حال که دقت بالایی دارند، هزینه چندان زیادی ندارند. البته باید اشاره کرد که مراجعی که به صورت سفارشی برای عکاسی ساخته می شود، بهترین عملکرد را در این زمینه دارند. این ابزارهای سفارشی می‌توانند برای اندازه‌‌گیری پرتوهای تابشی یا انعکاسی حرارت رنگ از منبع روشنایی مورد استفاده قرار گیرند. بسیاری از مراجع رنگ طبیعی نور بازتابش شده را اندازه می‌گیرند. این در حالی است که ابزارهایی مانند تعادل‌سنج رنگ سفید (white balance meter) یا اکسپو دیسک (Expo Disc) می‌توانند نور تابش شده را نیز اندازه‌گیری کنند و بنابراین از لحاظ تئوری دارای دقت بیشتری هستند.

در همین حال، در هنگام استفاده از یک مرجع نور طبیعی در یک تصویر با نویز زیاد باید احتیاط لازم را انجام داد؛ زیرا ممکن است نقطه‌ای که به عنوان یک ناحیه خاکستری انتخاب می‌کنید، در واقع یک پیکسل رنگی ناشی از نویز رنگ‌ها باشد:

در این حالت، بهترین کار استفاده از پیکسل‌های میانگین در ناحیه خاکستری نویزدار به عنوان مرجع است؛ البته اگر نرم‌افزار شما از این قابلیت پشتیبانی کند. اگر از فتوشاپ استفاده می‌کنید، این کار می‌تواند با میانگین ۳×۳ یا ۵×۵ پیکسل انجام شود.

نکاتی در مورد تعادل خودکار نور سفید

برخی از اشیای خاص می‌توانند برای تعادل خودکار نور سفید در دوربین‌های دیجیتال مشکل ایجاد کنند. چنین مشکلی می‌تواند در شرایط معمولی روشنایی روز نیز رخ دهد. یکی از مثال‌های این موضوع، زمانی است که یک تصویر به علت موضوع خاصی که دارد، دارای سردی یا گرمی بیش از حد در رنگ‌های خود است. عکس‌های زیر چنین شرایطی را برای یک موضوع که رنگ قرمز بر آن حکمفرماست، به تصویر می‌کشد. دوربین برای این رنگ که ناشی از یک منبع نور گرم است به اشتباه می‌افتد. البته دوربین تلاش می‌کند که این نقیصه را جبران کند و در نتیجه رنگ‌های تصویر به طور متوسط به رنگ‌های طبیعی نزدیکتر هستند؛ ولی در همین حال، یک حالت رنگ آبی به سنگ‌ها اضافه می‌شود. برخی از دوربین‌های دیجیتالی پتانسیل بیشتری نسبت به این موضوع دارند.

تعادل خودکار رنگ سفید در یک دوربین دیجیتال زمانی کارآیی بیشتری دارد که تصویر به‌خودی‌خود دارای یک المان سفید یا روشن و بدون‌رنگ باشد. البته، این دلیل نمی‌شود که سعی کنید حتماً در صحنه‌آرایی خود از یک شی‌ء بی‌رنگ استفاده کنید. ولی توجه داشته باشید که در غیاب چنین شیئی، تعادل خودکار رنگ سفید ممکن است با مشکل مواجه شود. در عکس زیر، اگر قایق سفید وجود نداشته باشد، تعادل خودکار رنگ سفید در دوربین به صورتی اشتباه، تصویری با حرارت رنگی گرمتر تولید می‌کند.

حالت‌های روشنایی ترکیبی

روشنایی‌های چندگانه با حرارت رنگ مختلف می‌توانند پیچیدگی‌های بیشتری را در تعادل رنگ سفید ایجاد کنند. برخی از شرایط روشنایی شاید اصلاً یک تعادل واقعی رنگ سفید نداشته باشند. این تعادل بستگی به این دارد که دقت رنگ در کجای صحنه بیشترین اهمیت را دارد.

در یک حالت روشنایی ترکیبی، تعادل رنگ سفیدی معمولاً حرارت رنگ متوسط تمام صحنه را محاسبه می‌کند. این رویکرد که معمولاً مورد قبول واقع می‌شود، ولی باعث می‌شود که نسبت به هر منبع نور، تفاوت حرارت رنگ حالت اغراق‌آمیزی پیدا کند. این حالت اغراق‌آمیز کاملاً با چیزی که ما با چشم‌ها می‌بینیم مشخص می‌شود؛ چیزی که اغلب در ترکیب روشنایی فضای باز و نور طبیعی اتفاق می‌افتد. از این‌رو، شاید برخی از عکس‌های مهم و حساس نیازمند تعادل رنگ سفید برای بخش‌های مختلف روشنایی در صحنه باشند. از طرف دیگر، شاید بهتر باشد که حرارت رنگی را به همان صورتی که هست، حفظ کرد.

یک نمونه از چنین حالتی را در تصاویر زیر می‌بینید. در شکل اول، ساختمان حالت رنگی گرم دارد، در حالی که آسمان تا اندازه‌ای سرد است. این موضوع به خاطر این است که تعادل رنگ سفید بر اساس نور ماه تنظیم شده است. در مقابل وقتی تعادل رنگ سفید بر اساس نور طبیعی انجام می‌شود، عکس ظاهر واقعی‌تری به خود می‌گیرد. در شکل دوم، نمای سنگی به عنوان مرجع تعادل نور سفید انتخاب شده است. مشاهده می‌کنید که آسمان چقدر به شکل غیر واقعی به رنگ آبی درمی‌آید.

استفاده از وایت بالانس (White Balance) در دوربین VRay

توجه: این کار به عنوان یک پروسه ملزم معرفی نمی شود و بر اساس نیاز شما وایت بالانس می تواند نتیجه خوب و یا بدی ایجاد کند. به عنوان مثال من دوست دارم دیوارهای سفید مقداری رنگ کرم و گرم در خود داشته باشند تا حس بهتری بدست آید و شاید در بعضی صحنه ها ( داخلی و یا خارجی) استفاده از وایت بالانس محیط را سرد کند.

۱- برای استفاده از وایت بالانس ابتدا در دوربین فیزیکال VRay رنگ وایت بالانس را سفید کنید.

۲- تنظیمات رندر را در حالتی قرار دهید که رندر به سرعت گرفته شود تا زمان را از دست ندهید.

۳- یک جسم بزرگ مانند Box و یا کره و یا … در تصویر قرار دهید و به آن یک متریال سفید VRay اختصاص دهید و از صحنه رندر بگیرید.

 ۴- دوربین فعال رو انتخاب کنید و از قسمت White balance بر روی رنگ Custom balance بزنید تا پالت رنگی باز شود. بر روی دکمه قطره چکان داخل این پالت زده و از یک قسمت مناسب داخل رندر رنگ را انتخاب کنید (رنگ جسم سفید که در رندر تغییر رنگ داده است). در مثال بالا رنگ انتخابی تقریبا نارنجی روشن خواهد شد.

۵- مجددا رندر گرفته و نتیجه را مشاهده کنید. رنگ نارنجی از کار حذف شده و قسمت های سفید صحنه رنگ صحیح خودشان را نمایش خواهند داد.

 در دو رندر بالا شاید بیننده، صحنه اول ( بدون وایت بالانس) را ترجیح دهد ولی اگر کارفرمای شما تولید کننده آجر سفید باشد مسلما رنگ سفید در رندر دوم برای او قابل قبول تر خواهد بود.

منبع وی ان پلاگین