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Photography

Hot Pictures: Besserer Weißabgleich mit dem Kelvin-System

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This post is part of a series called Everything Colour.
Use Color Theory for More Creative Control in Your Photos

German (Deutsch) translation by Władysław Łucyszyn (you can also view the original English article)

Wenn Sie sich mit Fotografie noch nicht auskennen, besteht eine gute Chance, dass das Wort "Kelvin" Ihnen nichts bedeutet. Selbst viele fortgeschrittene Fotografen kennen das Kelvin-System nur als willkürliche Zahl, die zur Steuerung des Weißabgleichs verwendet wird.  In diesem Artikel erfahren Sie alles über das Kelvin-System, woher es kommt und wie es verwendet werden kann, um bessere Fotos zu machen.

Bereit, erleuchtet zu werden? (Keine Wortspiele mehr, das verspreche ich.)

Die tiefere Wissenschaft

Geschichte von Kelvin

Die erste Definition von Kelvin korreliert tatsächlich mit Wärme, nicht mit Licht. "Aber", sagen Sie, "ich bin Fotograf, kein Wissenschaftler (wenn Sie beide sind), warum muss ich etwas über Wärme wissen?"  Die Temperatur eines Objekts (Wärme) in Kelvin definiert die Farbe des Objekts in Kelvin (Farbe).

Kelvin ist eine Messskala, die von einem Physiker und Ingenieur an der Universität von Glasgow namens William Thomson, Lord Kelvin, erstellt wurde.  Lord Kelvin wurde erstmals im Jahr 1848 eingeführt und schrieb über eine absolute thermometrische Skala, ein Papier, das einen kalten "Nullpunkt" verlangte.  Zu diesem Zeitpunkt haben wir die Fahrenheit-Skala, die darauf basiert, eine Flasche willkürlich zu markieren und zu sehen, wo eine Salzlösung einfriert und siedet (32 ° F bzw. 212 ° F).  Wir hatten auch die Celsius-Skala, basierend auf den Gefrier- und Siedepunkten von Wasser: 0 ° C und 100 ° C. Keine dieser Skalen hatte jedoch einen "Nullpunkt", was bedeutet, dass es möglich war, einen negativen Grad an Wärme zu haben, theoretisch für immer.

Lord Kelvin verwendete die gleiche Skalierdistanz wie Celsius, setzte jedoch die Werte zurück, um einen theoretischen Nullpunkt zu erhalten. Im Kelvin-System entspricht die Wärmemenge eines Dings tatsächlich der Bewegungsmenge der Teilchen auf atomarer Ebene. Also bedeutet 0 K absolut keine Bewegung atomar. Dies ist technisch unmöglich, aber Wissenschaftler konnten die Partikel bis auf unter 1 K abkühlen.

Die Schaffung dieses Systems mit einem Nullpunkt verankert jede Messung in der Wissenschaft. Seitdem wurden viele verschiedene Dinge in Kelvin gemessen, darunter Hitze, Druck und Lärm, aber für diesen Artikel vor allem die Farbe.  Die Farbtemperatur beschreibt das Spektrum von Licht, das von einem "schwarzen Körper" bei einer bestimmten Temperatur abgestrahlt wird. Ein perfekter schwarzer Körper absorbiert alles einfallende Licht, dh es reflektiert kein Licht und lässt kein Licht durch.  Worüber wir reden, wenn wir etwas in Kelvin messen, ist die Farbe, die der schwarze Körper ändert, wenn er extrem heiße Temperaturen erreicht. Haben Sie jemals einen Film gesehen, in dem ein Schmied ein Schwert hämmert und wenn er es erhitzt, leuchtet das Schwert? Davon rede ich.

A blacksmith hammering iron
Die Wärme dieses Metalls liegt bei etwa 1500ºF (knapp 1100 K). Dies ist so ziemlich die niedrigste Wärme, die Sie haben können, und misst immer noch die Farbe. Foto von Jeff Kubina.

Schwarze Körper beginnen nicht wirklich, Licht auf ein Spektrum zu zeigen, das wir sehen können, bis sie 2000 K erreichen. Wenn sie 7500 K erreichen, ändern sie sich von rötlich zu bläulich. Je heißer es wird, desto tiefer das Blau.

Plancian Locus Chart
Dies ist eine Nahaufnahme eines Teils eines Planckschen Ortsdiagramms. Dieses Diagramm zeigt Ihnen die in Kelvin beschriftete Wärme und zeigt Ihnen dann, wie die Farbe dieser Wärme mit dem Schnittpunkt entlang der gekrümmten Linie aussieht.

Farbtemperaturen definieren

Beginnen wir mit den coolsten Dingen, die Sie tatsächlich sehen können. Lassen Sie uns einige reale Objekte auflisten, um die Änderungen in Wärme, Wellenlänge und Farbe zu verstehen. Bitte beachten Sie, dass hier alle Temperaturen ungefähr sind.

  • 1800 K - Kerzenflamme
  • 3200 K - Glühlampen (Glühlampen)
  • 4200 K - Xenonbogenlampen
  • 5000 K - Leuchtstofflampen
  • 5778 K - Die Sonne*

* Warum habe ich früher gesagt, dass das Tageslicht entweder 5500 K oder 5600 K beträgt, wenn ich gerade gesagt habe, dass die Sonne 5778 K ist? Die Sonne brennt bei 5778 K. Wenn die Zeit uns erreicht und durch die Atmosphäre gefiltert wird, wird das gebrochene Licht, abhängig vom Winkel (geändert durch Tageszeit, Ort und Jahreszeit), meistens nur die rote Wellenlänge, was senkt die Farbtemperatur, die wir tatsächlich sehen können.

Es gibt viele andere Dinge mit Farben, die Sie mit Licht in Verbindung bringen (wie in der Tabelle oben dargestellt), aber diejenigen, die ich aufgelistet habe, waren diejenigen, die tatsächlich brennen und diese Farbtemperatur erzeugen. Die übrigen Elemente haben eine "korrelierte Farbtemperatur", d. H. Die Farbe eines Objekts, das bei dieser Temperatur brennen würde.

Kamera vs. Gehirn

Um all das zu verstehen, muss man mit der Kamera schauen, nicht mit dem Auge. Nimm einen roten Apfel. Halten Sie es neben der Lampe auf Ihrem Schreibtisch. Ist es rot? Natürlich ist es das. Take ist draußen. Ist es immer noch rot? Sie wetten Wenn Sie also nur die Farbe Ihrer Lichtquelle um über 2000 K geändert haben, wie kann es dann sein, dass sie dieselbe Farbe hat?  Ihr Gehirn hat einen zusätzlichen Mechanismus, den Ihre Kamera nicht als chromatische Anpassung bezeichnet hat. Sie schauen auf den roten Apfel, wissen, dass es sich um Rot handeln sollte, und Ihr Gehirn ordnet die Farben, die Ihre Augen tatsächlich sahen, neu zu und interpretiert sie in die Farben, von denen Sie glauben, dass Sie sie sehen sollen.  Wenn dieses Signal tatsächlich Ihr Gehirn trifft und Sie erkennen, dass Sie den roten Apfel sehen, wurde der Weißabgleich bereits ohne Ihr Wissen geändert, und Sie sehen nur einen roten Apfel.

Two versions of an image with different colour balances
Sie haben eine genaue Darstellung, wie der Raum tatsächlich aussah. Auf der rechten Seite werden die Informationen dargestellt, die Ihr Gehirn erzeugt, um die Tasse zu korrigieren und rot zu machen.

Wenn Sie einen Kamerasensor anstelle eines Gehirns haben, haben Sie zwei Möglichkeiten. Sie können Ihre Kamera auf automatischen Weißabgleich einstellen, aber was wäre das für ein Spaß? Im Ernst ist nichts an Auto, aber es ist auch nicht wirklich toll.  Es gibt keine Szenen, wie Sie sie sehen, sondern technisch neutrale Szenen. Wann haben Sie das letzte Mal Ehrfurcht vor etwas technisch Neutralem gefunden?  Abgesehen davon, dass das Abgleichen vieler Fotos zum Problem wird, ist Ihre zweite Option, wenn Ihre Kamera Ihnen nicht das gibt, was Sie automatisch wünschen, der Chef über Ihre Fotos und teilt der Kamera mit, welche Farbtemperatur sie sehen soll.

Heiß und kalt

Nein, ich meine das Lied nicht. Aber "heiß" und "kalt" auf der Kelvin-Skala können schnell zum Thema Verwirrung werden. Warum nennen wir Blau eine kühle Farbe, wenn es heiß ist? Und warum nennen wir Rot eine warme Farbe, wenn die Temperatur tatsächlich kühler ist als Blau?  Diesmal geht es um die Psychologie. Im 18. Jahrhundert bezeichneten Maler Rot, Gelb, Braun und Bräune als "warme" Farben, weil sie mit "warmen" Dingen wie Sommernachmittagen, Kaminen und Sonnenuntergängen assoziiert wurden. Sie bezeichneten Blau, Grün, Veilchen und die meisten Grautöne (obwohl wir bald erfahren werden, dass auch Grautöne warme oder kühle Farbverschiebungen haben) als "kühle" Farben, da diese mit bedeckten Himmeln, düsteren Landschaften und dunklen, schmuddeligen Räumen verbunden sind.  "Warm" stimuliert den Betrachter, während "cool" ihn entspannt oder beruhigt. Ohne jegliche Logik und Wissenschaft zu kennen, wissen wir jetzt Rot als "warm" und Blau als "cool". Vielen Dank, Maler!

So ordnet die Kamera Farben zu

Da Ihre Kamera nicht die gleichen chromatischen Anpassungsfähigkeiten aufweist wie wir, behandelt sie Farben: Sie weiß, dass ein bestimmter Kelvin einen bestimmten Farbstich hat, sei es rot oder blau. Ihre Kamera fügt die gleiche Menge der entgegengesetzten Farbe hinzu, um ein neutrales oder "Weißabgleich" -Bild zu erzeugen, damit Weiß so weiß wie möglich aussieht.  Nun, da wir wissen, dass Wolfram 3200 K hat und sehr orange ist, fügt Ihre Kamera viel Blau hinzu, um sie auszugleichen. Wenn Sie bei schattiger Sonne im Schatten fotografieren, wissen wir bereits, dass die Sonne sehr heiß ist, was blau ist. Daher wird die Kamera Rot (oder Orange / Gelb) hinzufügen, um sie auszugleichen.  Wenn Sie Ihre eigenen Kelvin-Einstellungen festlegen, fügt die niedrigere Anzahl der Einstellungen Ihren Fotos mehr Blau hinzu, "kühlt" sie, und die höheren Zahlen setzen Ihren Fotos mehr Rot hinzu und "erwärmen" sie. Ein weiterer Grund, warum wir verwirren, wie die Kelvin-Skala wirklich funktioniert.

Warum ist fluoreszierendes Grün?

Ich kann dir nicht sagen, wie oft ich ein grünes Bild gesehen habe und dachte: "Was zum Teufel? Es sah persönlich weiß aus?" Sie haben vielleicht bemerkt, ich habe überhaupt nicht über Grün gesprochen.  Das liegt daran, dass Leuchtstofflampen nicht ihre Farbe bekommen, wenn sie ein schwarzes Körperobjekt wie alle anderen erwähnten Lichtquellen erwärmen, sondern stattdessen Gase und Leuchtstoffe verwenden.

Portrait made under flourescent light
Aufnahme im Neonlicht mit Blitzlicht (Tageslicht simuliert), Weißabgleich.

Wenn Sie nur bei nicht Tageslicht ausgeglichenem Fluoreszenzlicht (oh mein Schatz) schießen müssen, gebe ich Ihnen eine "Holen Sie sich dieses Tutorial frei", da Sie die Grün / Magenta-Verschiebung benötigen, die Kelvin nicht berücksichtigt . Kelvin ist nicht nur in furchtbaren alten Bürogebäuden, sondern auch für alles andere unglaublich nützlich. Lesen Sie also weiter.

Warum Sie sich interessieren sollten

Ich verwende jedoch den automatischen Weißabgleich

Der automatische Weißabgleich ist ideal für gelegentliche Aufnahmen, wenn Sie nur wenige Fotos in vielen verschiedenen Umgebungen aufnehmen.

Der linke ist der automatische Weißabgleich. Aufgrund des Sperrholzes und der orangefarbenen Wand überkompensiert die Kamera zusätzlich zum Wolfram-Raum die ganze Sättigung und Wärme aus der Szene. Rechts habe ich 3600 K eingestellt.

Der automatische Weißabgleich ist schlecht, wenn Sie versuchen, die gleiche Farbe für viele verschiedene Fotos zu erhalten. Es kühlt häufig auch zu viel Hauttöne ab und lässt die Menschen tot aussehen.  Oder wenn Sie mit Wolframlicht fotografieren und Neonorange verdreht oder, schlimmer noch, überkompensiert und die gesamte Farbe aus dem Raum gezogen wird.  Wenn Sie eines dieser Probleme haben oder nur viel Zeit beim Bearbeiten Ihrer Bilder sparen möchten, wählen Sie selbst eine Farbtemperatur aus.

Aber ich verwende Wolfram oder Tageslicht-Weißabgleich

Die voreingestellten Farbtemperaturen (oder Weißabgleicheinstellungen) Ihrer Kamera sind sicherlich ein guter Anfang. Das Problem tritt auf, wenn Sie einen Blick mögen und keine der angegebenen Einstellungen Ihnen den gewünschten Look gibt.  Schauen wir uns ein Beispiel an. Es ist eine typische Situation: Bild einer Person mit Tageslicht und Wolframlicht.

Auto white balance
Auto? Nicht einmal annähernd.
Daylight white balance
Tageslicht-Weißabgleich, genauso schlecht wie automatisch. Siehst du, wie es ihn orange macht? Da Sie wissen, dass Schatten und Bewölkung das Bild nur wärmer machen, sind auch diese aus.
Flourescent white balance
Die nächste Option auf meiner Kamera ist Fluoreszenz. Denken Sie jedoch daran, dass bei dieser Art von Licht keine schwarzen Körper verwendet werden. Da die Kamera grünes Licht ausgleicht, das nicht vorhanden ist, wirkt das Foto magenta oder violett.
Tungsten white balance
Wolfram hat in diesem Raum viel überkompensiert, da es mehr Tageslicht als Wolframlicht gibt und blau wird.
Kelvin white balance
Wir haben einen Sieger. Dieser wurde auf Kelvin umgestellt und dann auf 3300 K eingestellt. Natürliche Hauttöne, wärmer als Wolfram, kühler als Tageslicht und einfach perfekt für diese Szene.

Aber ich schieße RAW, damit spielt es keine Rolle

Denk nochmal. Ja, das Fotografieren von RAW bietet eine erstaunliche Flexibilität, aber haben Sie nicht nur gedacht, dass Ihre Fotos vor Ort gut aussehen, sondern auch, dass Ihre Wahl des Weißabgleichs Ihre Belichtung beeinflussen kann?  Schauen wir uns ein Beispiel an. Hier ist ein offenes Foto meiner Schwester während ihrer Verlobungssitzung.

Portrait of woman at a window
Schwester des Autors

Dies ist ein einfaches Foto mit einer neutralen Farbtemperatur. Lassen Sie uns dasselbe Foto machen und Ihnen zeigen, was passiert, wenn Sie den Weißabgleich ändern. Wenn Sie die Belichtungsverschiebung auf der linken Seite nicht sehen können, befinden sich auf der rechten Seite genau dieselben Fotos in Schwarzweiß. Drücken Sie dazu STRG + UMSCHALT + U in Photoshop (CMD + UMSCHALT + U auf einem Mac).

Black and white conversion from different color balances

Nicht genug, um dich zu beeinflussen? Vertrauen Sie mir, dieser ist wichtig. Das Aufnehmen von RAW sollte keine Krücke sein, um schlechte Fotos zu vermeiden. RAW sollte ein Werkzeug sein, das gute Fotos aufnehmen und verbessern kann.

Kreative Anwendung

Still from a music video

Schauen wir uns ein Standbild aus einem Musikvideo an, das ich gemacht habe. Denken Sie daran, dies ist ein Musikvideo. Sie haben mit Ihrem Filmmaterial nur die gleiche Flexibilität, die Sie mit einem jpeg hätten. Wir haben nicht die Flexibilität, es im Post zu ändern, wie Sie es mit RAW können.  Es gibt eine Leidenschaft und Intensität, und alles kommt vom leuchtenden orangefarbenen Licht. Wie haben wir das gemacht? Die einfache Erklärung könnte lauten "Wir haben viele Lichter mit orangen Gelen aufgestellt", aber das wäre zu einfach gewesen.  Wir hatten nicht genug orange Gele, um alle Lichter am Set abzudecken. Ich wollte nicht die Kopfschmerzen von Filmmaterial mit mehreren Farbtemperaturen einführen, also ließ ich alle Lichter frei.  Unsere Lichter waren Ihre grundlegenden Bühnenlichter, die bei 3200 K gemessen wurden. Der Rest des Musikvideos bietet zerrissene Muskeln, ein sexy rotes Auto und einen Feuertänzer.  Die Instrumentalszenen mussten die gleiche Intensität und den gleichen Look haben. Wenn ich "neutral" wollte, hätte ich meine Kamera auf 3200 K eingestellt. Stattdessen habe ich sie so hoch wie möglich eingestellt, was 10.000 K entspricht.

Hier ist eine Einstellung mit einer "richtigen" Farbtemperatur.

Proper color
Automatischer Weißabgleich

Hier ist eine Einstellung mit einer der Standardfarbeinstellungen der Kamera:

Shade White Balance

Hier ist die gleiche Einstellung auf eine Farbtemperatur von 10.000 K eingestellt:

10000 K color balance

Wie verrückt ist das ?! Ich habe keine anderen Einstellungen in Photoshop außer der Farbtemperatur geändert. Ich sagte dir, die Belichtungsverschiebung wäre wichtig.

Fazit

Vielen Dank, dass Sie auf dieser Reise alles erforscht haben, was Sie jemals über Kelvin und die Farbtemperatur wissen mussten. Es gibt eine Million Artikel, die Ihnen dabei helfen können, wie Sie diese Informationen verwenden, um Ihre Fotos zu verbessern, und viele davon hier auf tuts+.  Wenn Sie kreativere Möglichkeiten zur Verwendung der Farbtemperatur oder etwas, das ich vermisst habe, vorstellen können, lassen Sie es mich in den Kommentaren wissen.

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