Văzând în Culoare Cum se înregistrează senzația noastră de ochi și camerele foto

Te-ai distrat atât de mult la petrecerea de familie în weekend. Ai tras o mare fotografie a bunicilor tăi - una pe care ai vrea să o imprimați și să le încadrați. Ați făcut câteva modificări minore când ați procesat fotografia și apoi ați imprimat-o pe imprimanta foto acasă. Rezultatul a fost prea întunecat; fotografia părea noroasă. Mai degrabă decât să vă jucați cu ea, ați încărcat imaginea la serviciul de imprimare foto local, dar când ați luat amprenta, pielea bunicilor dvs. părea neatentiv galben și puloverul bunicii voastre de culoare violet arăta albastru. Ce naiba? Ați stabilit balansul de alb înainte de a face fotografiile și imaginea arăta bine în computer. Imaginea părea să se afișeze pe web fără modificări de culoare sau densitate. Dar fiecare versiune a imaginii pare puțin diferită și nici una dintre ele nu este ceea ce credeați că ați văzut în acest moment.

Bine ați venit în lumea gestionării culorilor în fotografie și video. Se pare că ar trebui să fie atât de perfect tehnic și matematic. Echilibrarea culorilor devine albul alb. Un obiectiv ColorChecker vă ajută să atingeți precizia culorii dintre fotografiere și procesare. Profilurile ICC (International Color Consortium) standardizează gestionarea culorilor. Și totuși, rezultatele dvs. nu sunt cele pe care le-ați amintit sau le-ați așteptat. Chiar și fotografiile dvs. alb-negru par uneori "oprite".

Sanitatea și rezultatele fiabile sunt posibile. Este nevoie de un pic de muncă și de o încercare și de o eroare, dar nu există nici o descriere a sentimentului de satisfacere a tipăririi unei fotografii perfect prima dată, sau obținerea de culori într-o imagine doar pentru a exprima starea de spirit a momentului.

Lansăm o serie de articole despre lucrul cu culoarea, care vă va ajuta să ajungeți la oală de satisfacție la sfârșitul unui curcubeu colorat. În acest articol, mă uit la ce culoare este și cum o vedem. Ce face culoarea? Și de ce culoarea arată diferit față de diferite persoane și în circumstanțe diferite?

Ceea ce vedeți nu este în mod necesar ceea ce obțineți

Când eram copil, jucam un joc cu prietenii mei: încercam să determinăm dacă am văzut cu toții o anumită culoare în același mod. Au văzut roșu ca mine, sau au văzut roșu când am văzut purpuriu, dar amândoi am sunat percepțiile noastre "roșii", pentru că acesta este cuvântul pe care ni l-au învățat să ne asociem cu ceea ce vedem noi? Era probabil jocul unui copil, dar minunea nu era atât de departe de realitate.

Ce vedem

Viziunea umană este complexă: nu numai că avem o capacitate diferită de a vedea culoarea și lumina, dar procesăm și ceea ce vedem prin creierul nostru, care adaugă straturi de interpretare culorii și luminii.

"Nu vedem lumea așa cum este, noi o vedem așa cum suntem." -Anaïs Nin

Ochii noștri percep culoarea și lumina cu două tipuri de celule, cunoscute sub numele de "tije" și "conuri". O colecție de celule - conurile - este sensibilă la culoare, dar necesită lumină bună. Aceste celule au cea mai mare acuitate vizuala. Cealaltă colecție de celule - tijele - este sensibilă la luminanță (cât de strălucitoare sau întunecată), dar mai puțin sensibilă la culoare. Rezultatul este că culoarea, adâncimea și detaliile sunt pierdute pe măsură ce lumina devine mai întunecată. Ceea ce vedem în lumină slabă, percepem ca fiind plat și desaturat. În schimb, vedem detalii extraordinare în lumină puternică.

Aceste două tipuri de celule nu există în porțiuni egale și nici nu sunt distribuite uniform în ochii noștri. Celulele care văd culoarea și necesită lumină puternică sunt mai puține și sunt concentrate în centrul vederii noastre. Celulele care văd în lumină slabă sunt mai numeroase și se concentrează în primul rând în jurul marginilor viziunii noastre. Dacă sunteți un camper sau un excursionist, veți ști că cel mai bun mod de a vă deplasa în întuneric este să vă concentrați mai mult asupra a ceea ce este de o parte și de alta a dvs. decât a ceea ce este direct în față. Dacă folosiți o lanternă, în loc să o strălucească direct în față, veți naviga prin întuneric mai bine dacă rotiți lumina dintr-o parte în alta. Acest lucru se datorează faptului că celulele care văd detalii în lumină slabă și întunecată sunt cele mai active în viziunea noastră periferică.

Sursă de ilustrare: iStock. Editat de Dawn Oosterhoff.

Dacă lumina devine mai întunecată sau mai strălucitoare, declinul a ceea ce vedem este foarte gradual. Putem vedea detalii în lumină strălucitoare și vom vedea culoarea, dacă nu detaliile minuscule, în cele mai strălucite luminoase. Abilitatea noastră de a distinge culorile și detaliile scade treptat, pe măsură ce lumina dispare, dar suntem capabili să detectăm mișcarea și să vedem forme în umbra foarte profundă.

Când luăm o privire, celulele ochilor noștri înregistrează culoarea, luminozitatea și detaliile, dar creierii noștri ne spun ceea ce vedem. Creierul nostru interpretează informațiile și completează lacune. Creierul nostru ne cheamă, de asemenea, amintirile și experiențele pentru a interpreta ceea ce vedem. Nu observăm cum se converg liniile în timp ce acestea se retrag în depărtare, deoarece creierul nostru corectează distorsiunea. În mod similar, nu observăm cât de mult galben, roz sau verde ar putea fi într-o lumină în cameră, deoarece creierul nostru nu consideră că este la fel de importantă cum observă că carnea roșie este acum oarecum gri.

Ce face aparatul foto

Ceea ce un aparat foto "vede" poate fi descris pur și simplu: senzorul unei camere înregistrează o gamă restrânsă de lumină și culoare, iar receptorii foto răspund uniform în câmpul vizual. Receptoarele foto nu desaturază culoarea în umbre și nici nu înregistrează mai multe detalii, pe măsură ce lumina devine mai luminoasă. În mod similar, receptorii foto nu înregistrează mai multă culoare în centrul câmpului vizual. Fiecare receptor foto, indiferent de locația senzorului, va înregistra culoarea și lumina așa cum acestea există în limitele luminozității senzorului. În plus, capacitatea senzorului de a înregistra culoarea și detaliile se termină pur și simplu la fiecare capăt al luminozității unui senzor. Evidențiază clipul alb și umbrele clipului până la negru.

Camerele interpretează ceea ce se înregistrează senzorii foto, dar interpretarea este limitată și se bazează pe un algoritm fix. Interpretarea implică compararea și extrapolarea informațiilor existente pentru a umple golurile cu logică. Interpretarea nu este fluidă sau flexibilă. Căile de convergență se vor converti în continuare, iar cantitatea de galben în lumină incandescentă va arăta proporțional cu cea galbenă într-o banană.

Spectrometrele - dispozitivele utilizate pentru a colora dispozitivele de afișare calibrate, cum ar fi monitoarele, funcționează în același mod ca senzorii camerei. Ei înregistrează culoarea uniform și liniar. Aceasta înseamnă că gestionarea digitală a culorilor va fi consecventă în toate dispozitivele calibrate, dar calibrarea nu se va adapta la modul în care vedem culoarea și lumina.

Condiții de viață față de vizualizare digitală

Există un alt strat de varianță vizuală de luat în considerare atunci când analizăm diferența dintre modul în care noi și dispozitivele digitale văd culoarea și lumina. Când ne uităm la o scenă, ochii se mișcă - chiar dacă numai subtilitate - și iau o mulțime de informații în afara câmpului nostru principal de vedere. S-ar putea să nu conștientizăm culoarea, lumina și formele din viziunea noastră periferică, dar creierul nostru obține această informație indiferent și o folosește pentru a interpreta ceea ce vedem imediat.

Aparatele foto pot ridica lumina și culoarea care provin din afara câmpului vizual, dar numai atunci când trec în câmpul de vedere al camerei.

Pentru a adăuga un alt nivel de complexitate la această varianță, considerați că ceea ce am privit când am luat fotografia a inclus informații vizuale pe care camera nu le-ar fi captat. Apoi reproducem fotografia și vedem fotografia în centrul unui alt câmp vizual. Informațiile vizuale care au început ca o întindere largă sunt captate într-un mod diferit de modul în care am fi văzut lucrurile, apoi ne sunt comprimate și prezentate în centrul unui alt câmp vizual care contribuie la informații diferite pentru creierul nostru. E echivalentul fotografic al oglinzilor amuzante la un carnaval.

Camera noastră "vede" o porțiune limitată din tot ceea ce vedem.Adăugăm un alt strat de complexitate la ceea ce am văzut inițial când privim scena fotografiată într-o nouă viziune. Sursa imaginii de bază: iStock. Introducerea imaginilor și editarea de către Dawn Oosterhoff.

Culori teorii

Când vine vorba de înțelegerea culorii și a rolului său în fotografie, este important să revedeți și cum se combină culorile pentru a crea alte culori. Este posibil să fi învățat într-un anumit moment - probabil în clasa de artă - că roșu, galben și albastru sunt culori primare, iar amestecarea lor produce culorile secundare de verde, portocaliu și violet. Ideea a fost înconjurată încă din secolul al XVII-lea și este încă abordarea predominantă folosită în arta clasică. Cu toate acestea, în timp ce această teorie poate funcționa atunci când se amestecă vopseaua, nu este așa cum vedem culoarea și nu este modul în care culoarea este reprodusă în fotografie sau imprimată.

Teoria trichromatică

Există două teorii care explică modul în care vedem culoarea. Conform teoriei tricromatice, avem receptori diferiți pentru diferite culori în celulele conului din ochii noștri (celulele care văd culoarea). Diferitele receptori captează trei lungimi de undă diferite: lungi, medii și scurte, pe care le vedem ca roșu, albastru și verde. Aceste trei culori se combină pentru a ne furniza toate celelalte culori vizibile.

Nu trebuie să fie o surpriză faptul că toate culorile dispozitivelor de ieșire a luminozității (camerele, monitoarele de calculator, proiectorii și așa mai departe) sunt compuse din diferite combinații de roșu, albastru și verde. Deoarece RGB sunt culorile luminii, dacă adăugați toate cele trei culori împreună, devii alb. Scădeți toate cele trei culori și obțineți negru. Aceasta este baza modelului de culoare RGB.

Modelul de culoare tipărit - CMY - este inversul modelului RGB și, prin urmare, se bazează și pe teoria trichromatică. CMY sunt culorile imprimării. Cerneala absoarbe anumite lungimi de undă ale luminii și reflectă altele, pentru a crea culori. Dacă scădeți fiecare dintre roșu, verde și albastru din alb, obțineți opusul de culoare: cyan, magenta și galben sau CMY. Dacă adăugați toate cele trei culori (CMY) împreună, veți obține (aproape) negru. (K-negru-este adăugat modelului color pentru imprimare pentru a furniza un negru adevărat și pentru a economisi costurile utilizării celor trei culori pentru a produce cerneală neagră.)

Un colaj de culoare creat de lumina strălucitoare prin două straturi de gelatină roșie, verde și albastră.

Teoria procesului oponent

Teoria procesului adversarului sugerează că celulele conului din ochii noștri sunt legate neural, pentru a forma trei perechi opuse de culoare: albastru versus galben, roșu versus verde și negru față de alb. Când una dintre perechi este activată, activitatea este suprimată în cealaltă. De exemplu, pe măsură ce este activată roșu, vedem mai puțin verde, iar pe măsură ce se activează verde, vedem mai puțin roșu.

Dacă te uiți la un patch de roșu pentru un minut, apoi comută să te uiți la un pat uniform de alb, vei vedea un afterimage de verde în mijlocul albului. Acesta este procesul adversar la lucru în viziunea voastră. Motivul pentru care vedem verde după ce ne uităm la roșu se datorează faptului că, uitându-ne, am obosit răspunsul neural pentru roșu. Aceasta permite creșterea răspunsului neural pentru verde.

Ați văzut această teorie a culorii la locul de muncă atunci când imaginile de echilibrare a culorilor. Pe măsură ce scădeți roșu, imaginea dvs. devine mai verde, iar pe măsură ce creșteți galben, imaginea devine mai puțin albastră. Opoziția alb-negru afectează luminanța unei imagini.

Procesul Tricromatic Plus Oponent este egal cu Visionul de culoare

Inițial, cercetătorii au crezut că viziunea noastră asupra culorii ar putea fi explicată doar prin una dintre cele două teorii. Cu toate acestea, deși cercetătorii nu sunt în măsură să ofere dovada definitivă, acum este pe larg acceptat faptul că folosim ambele metode în combinație pentru a vedea culoarea. Teoria trichromatică explică modul în care ochii noștri primesc culoare și teoria procesului adversar explică conexiunile neuronale care ne ajută procesul de creiere a culorii.

Din nou, vedem aceste teorii, acum în combinație, la locul de muncă în fotografie. Imaginile sunt create cu canale roșii, verzi și albastre. Opusul roșu, verde și albastru este cyan, magenta și galben. Culoarea este echilibrată între roșu și verde, galben și albastru. Ajustarea balanței negre (umbre) și alb (evidențiază) oferă o imagine densitate.

Culoarea Lab

Atunci când se utilizează în fotografie, atât sistemele de culoare tricromatice (RGB), cât și cele de procesare adversă (R / G, Y / B, B / W) sunt plane. Ceea ce vreau sa spun este ca ajustarile in acele procese afecteaza doar o variabila la un moment dat. Mai mult roșu și mai puțin albastru vor sfârși o culoare spre portocaliu. Reduceți doar verdele și veți lucra cu o nuanță de violet. Schimbarea între alb-negru va face culoarea mai întunecată sau mai deschisă.

Culorile laboratorului, în schimb, încearcă să reproducă complexitatea viziunii umane prin combinarea celor două procese de culoare într-un model tridimensional. Fiecare culoare este rezultatul balanțelor combinate și simultane de roșu și verde ("a"), albastru și galben ("b") și alb-negru (luminanță sau "L"). Rezultatul este un model de culoare care reprezintă întreaga gamă de culori pe care ochiul uman le poate vedea.

Sursă de ilustrație: Consorțiul Internațional de Culori (ICC) [Domeniul public] 

Deoarece culoarea Lab este atât de vastă și de precisă, fiecare culoare din toate celelalte modele de producție de culoare are o valoare corespunzătoare în Lab. De fapt, Lab este folosit ca model de bază pentru calcularea fiecărei culori în fiecare model. Este, prin urmare, un sistem de încredere pentru traducerea culorilor de la un model la altul.

Unii fotografi și artiștii digitali preferă să lucreze în laborator, dar pentru mulți, sistemul este prea mare și prea complex pentru uz general. În contrast, RGB și companionul său, CMYK, sunt modele convenabile, conceptual simple, care oferă mai mult decât suficiente culori.

Valuri, căi și obiecte

Există încă o proprietate care trebuie luată în considerare dacă vrem să înțelegem complet culoarea și cum funcționează în fotografie: culorile sunt componente ale luminii, care călătorește în valuri. Dacă străluciți lumina albă într-o prismă, prisma va îndoi (refracția) lumina și un curcubeu de culori va ieși din cealaltă parte.

Fotografie de Kelvinsong [CCO], prin intermediul Wikimedia Commons

Culorile fiecare călătorește în propria lor lungime de undă. Atunci când culorile se deplasează împreună, rezultatul este o lumină albă. Dar când lumina este forțată să schimbe direcția, fiecare culoare se va îndoi diferit, în funcție de lungimea de undă. Violetul, cu cea mai scurtă lungime de undă, se va înclina cel mai mult. Roșul, cu cea mai lungă lungime de undă, va îndoi cel mai puțin. Și atunci când lumina albă lovește orice suprafață, lumina este împărțită în culorile sale componente.

Adăugați la aceste cunoștințe atenția că unele materiale, cum ar fi sticla, transmit lumină; alte materiale, cum ar fi o rocă plată, absorb lumina; și totuși alte materiale, cum ar fi lacul uscat, reflectă lumina. Și așa cum am văzut cu o prismă, dacă un obiect nu este perfect plat, lumina se va descompune în culorile componentelor pe măsură ce interacționează cu obiectul. În plus, chiar dacă sunt perfect plate, dar nu foarte clare, materialele vor absorbi unele lungimi de undă de lumină și vor reflecta altele. Astfel, o rocă plată absoarbe lumina, dar reflectă, de asemenea, înapoi câteva lungimi de undă de lumină, dând rocii o culoare gri-brună, de exemplu.

Cum lumina este transmisă, absorbită și reflectată nu afectează doar culorile pe care le vedem, ci afectează și calitatea culorilor pe care le vedem. Un obiect care absoarbe o mare cantitate de lumină - de exemplu, piatra noastră - va reflecta înapoi o culoare desaturată, plată. Dimpotrivă, un material care reflectă o mare parte a lacului uscat la lumină, de exemplu - ne va oferi un sentiment profund de culoare.

Adăugați-l pe toate

Până acum, ați putea să vă gândiți că acest lucru a fost foarte interesant, dar ce diferență are pentru mine atunci când iau sau am procesat o fotografie?

Fotografia digitală ne-a oferit o oportunitate de a manipula culoarea într-un mod pe care nu l-am mai experimentat până acum. Artiștii tradiționali sunt învățați în teoria culorilor și folosesc culoarea pentru a avantaja avantajele pentru a crea contrast, a transmite stări și a îndrepta atenția spectatorului. Fotografii au acum aceleași oportunități pentru creativitatea extinsă.

Fotografia digitală a introdus, de asemenea, variații tehnice care influențează și schimbă ceea ce vedem și reproducem. Prin înțelegerea teoriilor de culoare și a modului în care funcționează culoarea, putem îmbunătăți abordarea noastră tehnică pentru acuratețea culorii.

O înțelegere mai profundă a culorilor și a culorilor conduce la o fotografie mai bună. Imaginile vor capta mai bine ceea ce ați perceput și ați simțit atunci când ați făcut fotografia și abilitatea dvs. de a utiliza culoarea în avantajul dvs. va îmbunătăți impactul emoțional și interesul pentru fotografie.

Fotografia este arta luminii, iar lumina este un amestec de culori. În această serie vom face o scufundare adâncă în culoare. Veți învăța cum să aplicați principiile și teoria pe care am învățat-o mai sus pentru a lua decizii mai bune și pentru a lua mai mult control asupra culorii în fotografia dvs..