Длина световых волн и чувствительность

Одна из главных задач обычной цветной фотографии - запечатлеть сюжет таким, каким мы его видим. Может показаться, что это слишком очевидное положение, о котором не­зачем и упоминать, и большинство фотокамер обеспечивают предельно реалистичные результаты, но все становится интереснее при создании монохромных изображений.

Наше зрение чувствительно к очень узкому отрезку электромагнитного спектра с длиной волн от 400 до 700 нанометров, который называется видимым спектром. При достаточном освещении глаза способны распознать миллионы оттенков благодаря тому, что колбочки сетчатки делятся на три типа: одни из них чувствительны к красному цвету, другие к зеленому, а остальные к синему, - и в результате их совокупного функционирования может сформироваться любой оттенок. Однако наше зрение чувствительнее всего к желтым и зеленым оттенкам и наименее чувствительно к синим; мы не способны увидеть ультра­фиолет, потому что глаз имеет два желтых фильтра - на хрусталике и в центральной ямке сетчатки, которые служат для того, чтобы уменьшить хроматическую аберрацию, сильнее всего проявляющуюся при фиолетовом и ультрафиолетовом свете.

Реакция на свет матриц фото­камеры отличается от реакции человеческого зрения, и потому для соответствия оттенков изображе­ния реальным цветам применяются светофильтры и особая обработка изображения. Матрицы фиксируют монохромное изображение, и чтобы получить цветную картинку, большая часть матриц покрыта так называемым фильтром Байера. Он представляет собой мозаику красных, зеленых и синих фильтров, по одному на каждый фотоэлемент матрицы. Для большего соответствия чувствительности на­ших глаз к зеленому цвету в фильтре Байера зеленых фильтров вдвое больше, чем красных или синих. Наше зрение наиболее восприимчиво к желто-зеленому оттенку света с длиной волны 555 нанометров и слабее реаги­рует на длины волн короче фиолетовых и длиннее красных. Матрицы отлича­ются от человеческого зрения также и своей чувствительностью к инфракрас­ным лучам, и поэтому обычно камеры снабжены блокирующим их фильтром.

В нашем представлении определен­ные оттенки ярче других: например, желтый цвет для нас ярче синего. Если тона черно-белого изображения со­ответствуют этой особенности нашего восприятия, то изображение выглядит реалистично. Из-за чувствительности черно-белой пленки к синему ясное не­бо может выглядеть слишком бледным, но желтый светофильтр, поглощающий синие лучи, восстановит реалистич­ность снимка. Принцип прост: цветной светофильтр, помещенный поверх объ­ектива, пропустит лучи одного с ним цвета и будет блокировать свет других оттенков. Например, контраст между красным помидором и зеленью в сала­те очевиден на изображении в цвете, но не на черно-белом снимке.

Простое обесцвечивание, при котором зна­чение яркости одинаково для всех цветовых каналов.

УМЕНЬШЕННЫЙ КРАСНЫЙ. Уменьшение значения канала красного и увеличение значения канала зеленого дает высокую контрастность, противоположную варианту с увеличенным красным.

УВЕЛИЧЕННЫЙ КРАСНЫЙ. Увеличение яркости красных оттенков и уменьшение яркости зеленых дает высокую контраст­ность, при которой крыша свет­лая, а трава более темная.

УМЕРЕННЫЙ КРАСНЫЙ. На этом более реалистичном вари­анте снимка красная крыша остает­ся светлой (поскольку теплые цвета воспринимаются нами как более яркие), а трава - умеренно темной.