Valkotasapaino (kutsutaan myös lyhyesti valkotasapainoksi ) on yksi värikuvan siirtomenetelmän parametreista, joka määrittää, vastaako kohteen kuvan väriavaruus kohteen väriavaruutta.
Yleensä käytetään muuttuvana ominaisuutena valokuvausprosessissa , valokuvamateriaalissa , väritulostus- ja kopiointijärjestelmissä, televisiojärjestelmissä ja graafisen tiedon toistolaitteissa (esimerkiksi näytöissä ).
Valkotasapaino , valkotasapainon korjaus , valkopisteen säätö tai värinkorjaus on tekniikka, jolla korjataan kohteen kuvan värit sellaisiksi väreiksi, joissa henkilö näkee kohteen luonnollisissa olosuhteissa (objektiivinen lähestymistapa), tai niihin väreihin, jotka näyttävät houkuttelevimmilta. (subjektiivinen lähestymistapa). Biologisen mekanismin analogi - värin pysyvyys .
Valkoiseksi tiedetty esine näyttää ihmiselle valkoiselta melkein missä tahansa valossa, koska tarvittava värinkorjaus suoritetaan automaattisesti ihmisen silmän ja aivojen toimesta.
Jos valonlähteellä on jatkuva terminen spektri , tämä spektri voidaan liittää tiettyyn lämpötilaan, johon on tarpeen lämmittää täysin musta kappale , jotta sen säteilyllä on sama spektrikoostumus. Tätä lämpötilaa kutsutaan värilämpötilaksi . Värilämpötila mitataan kelvineinä (K).
Kynttilän liekin värilämpötila on noin 1800 K, hehkulamppujen - 2500 K, auringonnousun - 3800 K, salamalampun - 5500 K, sininen pilvetön taivas kesäpäivänä - 11000 K ja yli.
On mahdotonta antaa oikeaa värilämpötilan määritystä lähteen spektristä loisteputkille , monille elohopea- ja matalan lämpötilan kaasupurkauslampuille, fosforivalolähteille , koska merkittävä osa emittoidusta energiasta putoaa "linjalle" osa spektriä . Koska tällainen valaistus on luonnossa erittäin harvinaista, ihmissilmällä ei ole tehokkaita keinoja sopeutua tällaisiin lähteisiin. Kuitenkin myös näissä tapauksissa aivot luovat "valkoisen värin tunteen" vastaaville esineille (esimerkiksi lumelle tai valkoiselle paperille). Tällaisissa tapauksissa puhutaan "pseudovalkoisesta" valonlähteestä ja määritetään sen "värilämpötila" visuaalisella vertailulla näytteisiin.
Vaikein tilanne "valkotasapainolle" on kahden tai useamman eri lähteen läsnäolo eri värilämpötiloilla. Tässä tapauksessa ihmissilmä ja aivot "näkevät" edelleen esineiden oikeat värit, mutta filmi, televisiokamera ja digikamera toistavat osan kohteista "värinä".
Jos esimerkiksi asetamme digitaalisen laitteen valkotasapainoksi "päivänvaloa", hehkulampuilla valaistu kehyksen osa näyttää keltaiselta, loistelamput - vihreältä, vaaleanpunaiselta tai violetilta (erityyppisille lampuille). näyttämöä valaisee pilvetön taivas, varjot ovat sinisiä.
Amerikkalaiset David Huebl ja Thorsten Weisel saivat vuoden 1981 Nobel-palkinnon ihmisen näön tutkimuksesta, joka kehitti Ewald Heringin (1834-1918) vastustajaväriteoriaa. He ehdottivat, että ihmisen silmät eivät anna aivoille tietoa punaisista (R), vihreästä (G) ja sinisestä (B), kuten Jung-Helmholtzin väriteoria (1802) ehdottaa. Kolmen vastustajaprosessin teorian mukaan aivot saavat tietoa valkoisen ja mustan kirkkauden erosta (Y max ja Y min ), vihreän ja punaisen värin erosta (G − R), sinisen erosta. ja keltaiset värit (B − keltainen), ja keltainen väri on punaisten ja vihreiden värien summa (keltainen = R + G), missä R, G ja B ovat värikomponenttien kirkkautta: punainen, vihreä ja sininen.
Meillä on yhtälöjärjestelmä:
missä K b-w , K gr , K brg ovat minkä tahansa valaistuksen valkotasapainokertoimien funktioita.
Käytännössä tämä ilmenee siinä, että ihmiset havaitsevat esineiden värit samalla tavalla eri valonlähteissä ( värin pysyvyys , värisovitus).
LAB - värimalli on yritys esittää väriyhdistelmiä mallissa mahdollisimman lähellä ihmisen havaintoa.
Väritelevisiossa se muunnetaan ennen videosignaalin lähettämistä RGB -värimallista YUV -värimalliksi . Tämä on tarpeen väri- ja mustavalkotelevisioiden yhteensopivuuden varmistamiseksi. Mustavalkoinen luminanssisignaali Y=0,299R+0,587G+0,114B ja krominanssisignaalit U=B−Y; V=R−Y, jossa luminanssisignaalin kertoimet (0,299; 0,587; 0,114) heijastavat näkömme fysiologisia ominaisuuksia, mukaan lukien valkotasapainoa. TV-vastaanottimissa tapahtuu käänteinen muunnos YUV-värimallista RGB-värimalliksi. Kineskooppien elektronisten projektorien modulaatio-ominaisuuksien vaihtelun vuoksi jokaisessa väritelevisiossa on staattisen ja dynaamisen valkotasapainon säätö. Staattista valkotasapainoa säädetään säätämällä erikseen kunkin elektronisen projektorin mustan tasoa, kun taas dynaamista valkotasapainoa säädetään säätämällä videovahvistimien vahvistusta. 1980-luvun lopulta lähtien staattinen valkotasapaino televisioissa on yleensä asetettu automaattisesti.
Värikuvatasapaino on värillisen monikerroksisen valokuvamateriaalin (tai valokuvausprosessin) sekä sen muodostaman kuvan ominaisuuksien laajempi ominaisuus, joka ilmaisee värierottelukuvien sävytysominaisuuksien vastaavuutta (tasapainoa).
Valotustasapaino on kuvauksessa käytetyn valaistuksen värin vastaavuus tämän valokuvamateriaalin valaistuksen normalisoituun väriin. Normalisoitu valaistus määräytyy värilämpötilan mukaan .
Densitometristen mittausten tapauksessa kuva ilmaistaan kvantitatiivisesti käytetyn valaistuksen värieroteltujen valovirtojen arvojen suhteella värieroteltujen valovirtojen arvoihin, jotka tarjoavat tasapainon valokuvamateriaalin valoherkkyys.
Jos nämä suhteet eroavat yhtenäisyydestä, he sanovat, että kuvattaessa on "valotuksen epätasapaino". Tämä voidaan poistaa kuvattaessa (yleensä käytettyjä suodattimia kutsutaan muunnossuodattimiksi ) tai tulostettaessa valokuvia ottamalla käyttöön korjaus.
Optinen tiheystasapaino on aste, jossa värieroteltujen kuvien tiheydet vastaavat harmaasävyä.
Optisen tiheyden epätasapaino johtuu valotuksen, valoherkkyyden tasapainon ja kontrastin epätasapainosta. Siksi tiheystasapaino voi toimia niiden kiinteänä ominaisuutena.
Digitaalisessa valokuvauksessa "valkotasapaino" voidaan toteuttaa kolmessa vaiheessa:
Toisin kuin filmivalokuvauksessa , digitaalisten kuvien jälkikäsittelyllä saavutetaan helposti valoherkkyyden tasapainon lisäksi myös kontrastin tasapaino .
Valkotasapainon asettaminen nykyaikaisessa (vuoden 2005 jälkeen ) digitaalikamerassa voidaan tehdä seuraavilla tavoilla: