צילום ותקשורת חזותית

חשיבות הנושא

תחום האור הנראה לעין מכיל בתוכו את כל ספקטרום הצבעים. אור שנראה לנו לבן מכיל בעצם מספר עצום של גוונים בעלי אורכי גל שונים.

"האור הלבן" הוא מושג סובייקטיבי, שכן מקורות אור בטמפרטורת צבע שונה נראים כאור לבן לעין האנושית מכיוון שהיא מאזנת אוטומטית את סטיות הצבע. בניגוד לעין האנושית, המצלמה אינה מסוגלת להבחין בסטיות צבע באופן רגיל ולכן קיים מנגנון איזון ללבן המאפשר לצלם לכוון את טמפרטורת הצבע של התאורה כך שהאור הלבן בסצנה ייראה בגוון המקורי וללא סטיות צבע.

בפרק זה נלמד מהם צבעי יסוד וצבעים משלימים, מהי טמפרטורת צבע וכיצד היא מתקשרת לראיית צבע של העין האנושית והמצלמה, מהי חשיבות האיזון ללבן בצילום ומהם מצבי איזון ללבן מובנים המצויים במצלמה.

מושגים מרכזיים לפרק זה

צבעי יסוד

שלושת הצבעים המרכיבים את האור הלבן בצילום: אדום, ירוק וכחול (RGB).

צבע משני

צבע המתקבל מעירוב שני צבעי יסוד.

צבעים משלימים

צבע משלים מורכב משני צבעי יסוד, וביחד עם צבע יסוד שלישי מרכיבים אור לבן.

קנים ומדוכים

קולטנים (פוטורצפטורים) המצויים ברשתית העין ונחלקים לשני סוגים: קנים – רגישים לעוצמת האור, מדוכים – רגישים לצבע.

טמפרטורת צבע (סולם קלווין)

מדד המייצג את צבעו של מקור אור. המונח מתאר ערכי סטייה מהצבע הלבן לכיוון הצבע האדום או הכחול.

איזון לבן במצלמה (WB)

מנגנון איזון ללבן המאפשר לצלם לכוון את טמפרטורת הצבע של התאורה כך שהאור הלבן בסצנה ייראה בגוון המקורי בהתאם לתאורה הסביבתית וללא סטיות צבע.

ט.1 צבעי יסוד וצבעים משלימים

אם ניקח אור לבן ונעביר אותו דרך מנסרה בצדה האחד, בצד השני יתקבלו המרכיבים של האור הלבן – ספקטרום הצבעים.

איור 1: שבירת אור לבן דרך מנסרה (Prism)

איור 2

ניסוי זה מוכיח כי האור הלבן אינו "צבע" בפני עצמו, אלא תערובת של כל צבעי הספקטרום הנראה.

בצילום (ובכלל בעולם האור והמסכים), אנו עובדים בשיטה הנקראת חיבור צבעים (Additive Color Mixing). בשיטה זו, ככל שנוסיף יותר אור בצבעים שונים, התוצאה תהיה בהירה יותר, עד שנגיע ללבן.

הצבעים המשלימים (מנוגדים על גלגל הצבעים) מורכבים משני צבעי יסוד, ובצירוף צבע משני מתקבל הצבע הלבן.

• ציאן: מורכב מאור ירוק ואור כחול משלים (מנוגד) לאור האדום וביחד מרכיבים את האור הלבן.
• מג'נטה: מורכב מאור כחול ואור אדום משלים (מנוגד) לאור הירוק וביחד מרכיבים את האור הלבן.
• צהוב: מורכב מאור ירוק ואור אדום משלים (מנוגד) לאור הכחול וביחד מרכיבים את האור הלבן.

בצבעים משלימים משתמשים בעיקר לצורך הדגשה או יצירת ניגודיות. בצורה זו, צבע יסוד הנמצא על רקע צבע משלים או צבע המנוגד לו ייצור את האפקט הרצוי. למשל, צבע ציאן על רקע הצבע האדום.

ט2. ראייה, קנים ומדוכים

ברשתית העין מצויים קולטנים (פוטורצפטורים) שתפקידם לקלוט גירוי (אור) ולהעביר דחף עצבי בהתאם אליו. הקולטן הוא קצה של עצב. עוביים של הקולטנים הוא מספר מילימטרים, אורכם מספר סנטימטרים, ובתוכם נמצאים כמיליון סיבים. אור שמגיע לרשתית מומר לזרמים חשמליים שנקראים דחפים עצביים ונשלחים למוח באמצעות עצב הראייה. המוח מפענח את הזרמים החשמליים ויוצר תמונה. הקולטנים נחלקים לשני סוגים: מדוכים (Cones) וקנים (Rods).

המדוכים (Cones) אחראים על ראיית הצבע, והם נחלקים לשלושה סוגי משנה: רגיש לאדום, רגיש לירוק ורגיש לכחול. המוח מפרש כל צבע בהתאם ליחס שבין מרכיבי האדום, הירוק והכחול שלו. בעין האנושית ישנם יותר מדוכים הרגישים לצבע הירוק.

הקנים (Rods) הם חיישני אור הפעילים גם בעוצמה חלשה ביחס לתאים קולטי אור אחרים. הם פעילים בעיקר בתנאי אור חלש (ראיית לילה) ואין להם תפקיד בתחום פענוח הצבע. הקנים רגישים מאוד לאור, ותפקידם למדוד את עוצמתו: חזק או חלש.

איור 3

איור 4

איור 5

איור 6

ט3. טמפרטורת צבע (סולם קלווין)

אור הנראה לבן מורכב מצבעי הקשת שהיחס ביניהם אינו קבוע (למשל, אור טבעי עשיר בכחול, אור נורת בית עשיר באדום). טמפרטורת צבע של אור נמדדת במעלות קלווין (Kelvin) ומסומנת באות K קטנה.

את טבלת מעלות קלווין המציא הפיזיקאי ויליאם תומפסון קלווין. התיאוריה מתבססת על ניסוי שבו הוא לקח מוט פחמן (Carbon – חומר שחור שממנו עשוי פחם) וחימם אותו עד שהוא שינה את צבעו לאדום. הוא המשיך לחמם את הפחמן והעלה את הטמפרטורה אף יותר, והחומר שינה את צבעו מאדום לכתום, צהוב, לבן ולבסוף כחול. מכיוון ששחור הוא היעדר צבע, זהו ערך האפס לפי תיאוריה זו. גופים שמתחממים מתחילים להפיץ קרינה תרמית, וככל שהטמפרטורה של הגוף שמפיץ את האור עולה כך האור משנה את צבעו.

אובייקט מתחיל להפיץ אור מטמפרטורה של 300k (צבע אדום חזק). ככל שטמפרטורת הצבע נמוכה יותר, הצבעים הדומיננטיים הם אדום וצהוב, ולפיכך הם נקראים צבעים חמים. ככל שטמפרטורת הצבע גבוהה יותר הצבעים מקבלים גוונים של תכלת וכחול, וצבעים אלו מכונים צבעים קרים.

ערכים של 5500K-5600K (במצלמות מסוימות גם 6500K) נחשבים לערכי ממוצע טמפרטורת צבע של אור יום, וערכים של 3200K ומטה נחשבים לצבעים חמים או לתאורה שהגוון שלה צהוב-כתום (נורות בית, נרות). יום מעונן ושמיים כחולים יופיעו כערכים מספריים גבוהים.

בטבלה המצורפת ניתן לראות ערכי טמפרטורת צבע למקורות תאורה שונים.

איור 7

ט4. איזון לבן במצלמה (White Balance)

תפקיד מנגנון האיזון ללבן במצלמה הוא לאזן את טמפרטורת הצבע של התאורה כך שהאור הלבן בסצנה ייראה בגוון המקורי בהתאם לתאורה הסביבתית וללא סטיות צבע. בניגוד לעין האנושית, המצלמה מסוגלת להבחין בצבעים שונים של מקורות אור ולפיכך ליצור סטיות צבע, כלומר גוונים בתמונה שאינם תואמים את המציאות כפי שהעין רואה אותה.

חיישן המצלמה אינו יכול לתקן אוטומטית סטיות צבע כפי שהמוח האנושי מסוגל, ולכן במצלמה קיים מנגנון שתפקידו לתקן ולאזן את צבע מקור האור ללבן כך שלא תהיה לו השפעה צבעונית על הנושא המצולם. חיישן המצלמה "לוכד" את האור והצבע כפי שהם בסצנה המצולמת, עם סטיות צבע ולא כפי שעין האדם רואה אותם. ללא איזון ללבן של התמונה תופיע בתמונה סטיית צבע.

מנגנון האיזון ללבן קל לתפעול וניתן לעשותו במצלמה או בשלב הפוסט-פרודקשן. עקרון הפעולה של המנגנון הוא באמצעות הוספת צבע מנוגד לצבע המצוי בתמונה (למשל, בסצנה בעלת צבעים צהובים התיקון הנדרש יהיה הוספת כחול לקבלת גוון טבעי).

ט5. מצבי WB מובנים במצלמה

תפריט המצלמה במצב זה מכיל סמלים של מקורות אור נפוצים ושונים:

• מצב אוטומט (AWB) - המצלמה מתאימה את הצבע בצילום בהתאם לסוג מקור האור.
• מצב אור יום (Daylight) - אור שמש ישיר, המצלמה מתקנת את הסטייה על ידי הוספת גוונים צהובים לתמונה.
• מצב יום מעונן (Cloudy) – יום מעונן, תמונה עשירה בגוון כחול, המצלמה מתקנת את הסטייה על ידי הוספת גוונים צהובים לתמונה.
• מצב צל (Shade) – זהה להגדרת יום מעונן, תמונה עשירה בגוון כחול, המצלמה מתקנת את הסטייה על ידי הוספת גוונים צהובים לתמונה.
• מצב טונגסטן (Tungsten) – תמונה עשירה בגוני צהוב-כתום. המצלמה מתקנת את הסטייה על ידי הוספת גוונים כחולים לתמונה.
• מצב פלורסנט (Fluorescent) – נורת פלורסנט מפיקה גוון ירקרק, המצלמה מתקנת את הסטייה על ידי הוספת גוונים אדומים לתמונה.
• מצב פלאש (Flash) – מצב זהה למצב אור יום. המצלמה מתקנת את הסטייה על ידי הוספת גוונים צהובים לתמונה.
• מצב מותאם אישית (Custom) – מצב שבו הצלם מכייל את המצלמה על ידי שימוש בדף לבן בהתאם לגוון של מקור אור מסוים. שינוי בגוון של מקור האור מצריך כיול מחדש.

איור 8

איור 9

איור 10

תרגיל סיכום חובה

1. התלמידים יתרגלו את כיול המצלמה בעזרת דף לבן.
2. התלמידים יציגו שימוש בצבעים מנוגדים בסצנות קולנועיות.
3. התלמידים יתרגלו כיול מצלמה (WB) על צבעי היסוד (לא לבן). WB על הצבעים ירוק, כחול ואדום ובדיקת ההשפעה על הגוון של התמונה.
4. התלמידים יצלמו סצנה במצבי WB שונים ויבדקו את השפעתם על הגוון בתמונה.

ביבליוגרפיה

• Color temperature - Wikipedia
• Cinematography Theory and Practice, Blain Brown, Third Edition, Focal Press 2016, p.97-116
• What is White Balance in Photography? (photographylife.com)

פילמוגרפיה

• (897) White Balance & Kelvin Color temp explained 💡 - YouTube
• (897) EP04: White Balance - Back to Basics by Learning DSLR - YouTube

מקורות תמונה

• טבלת טמפרטורות צבע (Fstoppers)
• איזון לבן במצלמה (DPMag)