Se i farge hvordan våre øyne sans og kameraer registrere

Du hadde så mye moro på familiefesten i helgen. Du snappet et flott bilde av besteforeldrene dine, en du vil skrive ut og ramme for dem. Du har laget noen få små tweaks når du behandlet bildet, og deretter skrevet det ut på bildeskriveren hjemme. Resultatet var altfor mørkt; bildet så slitt ut. I stedet for å leke med det, lastet du opp bildet til din lokale fotoprintertjeneste, men når du tok opp utskriften, så så besteforeldrenes hud unaturlig gul og bestemorens fiolett-genser så blå. Hva pokker? Du setter hvitbalansen før du tar bildene, og bildet så bra ut på datamaskinen. Bildet syntes å poste til nettet uten endringer i farge eller tetthet. Men hver versjon av bildet ser litt annerledes ut, og ingen av dem er det du trodde du så i øyeblikket.

Velkommen til verden av fargestyring i fotografi og video. Det høres ut som om det skal være så perfekt teknisk og matematisk. Fargebalanse gjør hvite hvite. En ColorChecker Target hjelper deg med å oppnå fargens nøyaktighet mellom skyte og behandling. ICC (International Color Consortium) profiler standardiserer fargestyring. Og fremdeles er resultatene dine ikke det du husket eller forventet. Selv dine svarte og hvite bilder ser noen ganger ut '.

Sanity og pålitelige resultater er mulige. Det tar litt arbeid og litt prøving og feil, men åh, det er ingen som beskriver følelsen av tilfredshet med å skrive ut et bilde perfekt første gang, eller få fargene i et bilde akkurat til å uttrykke stemningen i øyeblikket..

Vi lanserer en serie artikler om å jobbe med farge, som vil hjelpe deg med å komme til gryten med tilfredsstillelse på slutten av en flerfarget regnbue. I denne artikkelen ser jeg på hvilken farge er og hvordan vi ser den. Hva gjør farge? Og hvorfor ser farge annerledes ut mot forskjellige mennesker og under forskjellige forhold?

Det du ser er ikke nødvendigvis hva du får

Da jeg var barn, pleide jeg å spille et spill med vennene mine: vi ville prøve å finne ut om vi alle så en bestemt farge på samme måte. Så de rødt som jeg gjorde, eller så de rødt da jeg så lilla, men vi kalte begge våre oppfatninger "rødt" fordi det var ordet vi ble lært å knytte til det vi så? Det var kanskje et barns spill, men det var ikke så langt fra virkeligheten.

Hva vi ser

Menneskesyn er komplisert: Vi har ikke bare en varierende evne til å se farge og lys, men også behandle det vi ser gjennom hjernene våre, som legger til tolkning av farger og lys.

"Vi ser ikke verden som den er, vi ser det som vi er." -Anaïs Nin

Våre øyne oppfatter farge og lys med to typer celler, kjent som "stenger" og "kegler." En samling av celler - keglene - er følsom for farge, men krever godt lys. Disse cellene har den høyeste synsstyrken. Den andre samlingen av celler - stavene - er følsom for luminans (hvor lyst eller mørk), men mindre følsom for farge. Resultatet er at farge, dybde og detaljer går tapt da lyset blir mørkere. Det vi ser i svakt lys, oppfatter vi som flat og desaturated. I kontrast ser vi ekstraordinære detaljer i sterkt lys.

Disse to celletyper finnes ikke i like store deler, heller ikke de fordeles jevnt i våre øyne. Cellene som ser farge og krever sterkt lys er færre i antall og er konsentrert i midten av vår visjon. Cellene som ser i svakt lys er flere tallrike og konsentreres primært rundt kantene i vår visjon. Hvis du er camper eller turgåer, vil du vite at den beste måten å komme seg rundt i mørket, er å fokusere mer på hva som ligger på hver side av deg, i stedet for det som er rett foran. Hvis du bruker en lommelykt, i stedet for å skinne den rett foran, vil du navigere gjennom mørket bedre hvis du svinger lyset fra side til side. Dette skyldes at cellene som ser detaljer i svakt og mørkt lys, er mest aktive i vårt perifere syn.

Illustrasjonskilde: iStock. Redigert av Dawn Oosterhoff.

Hvorvidt lyset blir mørkere eller lysere, er nedgangen i det vi ser svært gradvis. Vi kan se detaljer i sterkt lys, og vi vil se farger, om ikke fine detaljer, inn i det meget lyseste høydepunktet. Vår evne til å skille farger og detaljer avtar gradvis etter hvert som lyset faller, men vi kan oppdage bevegelse og se figurer inn i svært dyp skygge.

Når vi tar en visning, registrerer cellene i våre øyne farge, lysstyrke og detaljer, men våre hjerner forteller oss hva vi ser. Hjernene våre tolker informasjonen og fyller inn hull. Hjernene våre ringer også på våre minner og erfaringer for å tolke det vi ser. Vi merker ikke hvordan linjer konvergerer når de går ned i avstanden fordi hjernene våre korrigerer forvrengningen. På samme måte merker vi ikke hvor mye gult eller rosa eller grønt kan være i et romlys fordi hjernene våre ikke anser det som viktig som å merke seg at det røde kjøttet nå er noe grått.

Hva kameraet kommer

Hva et kamera ser "kan" bare beskrives: Et kameras sensor registrerer et smalt lys og fargeområde, og fotoreseptorene reagerer jevnt over synsfeltet. Fotoreseptorer desaturerer ikke farge i skygger, og registrerer heller ikke flere detaljer ettersom lyset blir lysere. På samme måte registrerer fotoreseptorer ikke mer farge i midten av synsfeltet. Hver fotorepresentator, uavhengig av plassering på sensoren, registrerer farge og lys som de eksisterer innenfor sensorens luminansområde. Videre ender en sensor evne til å registrere farge og detaljer bare ender i hver ende av en sensors rekkevidde av luminans. Høydepunkter klipp til hvitt og skygger klipp til svart.

Kameraer tolker hva bildesensorene registrerer, men tolkningen er begrenset og er basert på en fast algoritme. Tolkning innebærer å sammenligne og ekstrapolere eksisterende informasjon for å fylle ut små hull med logikk. Fortolkning er ikke flytende eller fleksibel. Konvergerende linjer vil fortsatt konvergere, og mengden gul i glødelampe vil vise forholdsmessig det samme som det finnes gul i en banan.

Spektrometre-enheter som brukes til å fargere kalibrere visningsenheter som monitorer-arbeid på samme måte som kamerasensorer. De registrerer farge jevnt og lineært. Det betyr at digital fargestyring vil være konsekvent i alle kalibrerte enheter, men kalibreringen skal ikke tilpasse seg hvordan vi ser farge og lys.

Levende versus digital visning

Det er et annet lag med visuell varians å vurdere når man ser på forskjellen mellom hvordan vi og digitale enheter ser farge og lys. Når vi ser på en scene, beveger våre øyne seg - selv om det bare er subtilitet - og tar mye informasjon utenfor vårt hovedfelt. Vi kan ikke være klar over farge, lys og former i vår perifere syn, men våre hjerner får den informasjonen uansett og bruker den til å tolke det vi ser umiddelbart før oss.

Kameraer kan hente lys og farge som stammer utenfor synsfeltet, men bare når de krysser inn i kameraets synsfelt.

For å legge til enda et lag av kompleksitet til denne variansen, vurder at det vi så på når vi tok bildet, inkluderte visuell informasjon som kameraet ikke ville ha tatt. Vi gjengir deretter fotografiet og ser bildet i midten av et annet synsfelt. Visuell informasjon som startet som en bred kant er tatt på en måte som er annerledes enn hvordan vi ville ha sett ting, så komprimeres og presenteres tilbake til oss i midten av et annet synsfelt som bidrar til annen informasjon til hjernen vår. Det er den fotografiske ekvivalenten av morsomme speil på et karneval.

Vårt kamera "ser" en inneholdt del av alt vi ser.Vi legger til et annet lag av kompleksitet til det vi opprinnelig så da vi ser på den fotograferte scenen i en ny visning. Base bildekilde: iStock. Bildeinnsatser og redigering av Dawn Oosterhoff.

Fargeteorier

Når det gjelder å forstå farge og rolle i fotografering, er det viktig å også vurdere hvordan farger kombinerer for å skape andre farger. Du har kanskje lært på et tidspunkt - sannsynlig i kunstklassen - at rød, gul og blå er primære farger, og blanding av dem gir sekundære farger av grønt, oransje og lilla. Ideen har eksistert siden det 17. århundre og er fortsatt den overordnede tilnærmingen som brukes i klassisk kunst. Men mens den teorien kan fungere når man blander maling, er det ikke slik vi ser fargen, og det er ikke hvordan fargen reproduseres i fotografering eller utskrift.

Trichromatic Theory

Det er to teorier som forklarer hvordan vi ser farge. I henhold til den trichromatiske teorien har vi forskjellige reseptorer for forskjellige farger i våre øyes kjegleceller (cellene som ser farge). De forskjellige reseptorene tar opp tre forskjellige bølgelengder av lys: lang, medium og kort, som vi ser som rød, blå og grønn. Disse tre fargene kombinerer for å gi oss alle andre synlige farger.

Det bør ikke være en overraskelse at alle farger i luminansutgangsenheter (kameraer, dataskjermer, projektorer og så videre) er sammensatt med varierende kombinasjoner av rød, blå og grønn. Fordi RGB er lysets farger, hvis du legger til alle tre farger sammen, blir du hvit. Trekk alle tre farger og du blir svart. Det er grunnlaget for RGB-fargemodellen.

Utskriftsfargemodellen-CMY-er den inverse av RGB-modellen og dermed også basert på den trichromatiske teorien. CMY er fargene på utskriften. Blekk absorberer visse bølgelengder av lys, og reflekterer andre, for å skape farge. Hvis du trekker hver av rød, grønn og blå fra hvitt, får du fargeposisjonene: cyan, magenta og gul eller CMY. Hvis du legger til alle tre fargene (CMY) sammen, får du (nesten) svart. (K-svart-legges til utskriftsfargemodellen for å gi en ekte svart, og for å spare bekostning av å bruke alle tre farger for å produsere svart blekk.)

En fargekollage opprettet av skinnende lys gjennom to lag rød, grønn og blå gelatin.

Opponentprosesseteori

Motstandens prosessteori antyder at keinselene i øynene våre er nevrale forbundet med å danne tre motstående fargepar: blå versus gul, rød versus grønn, og svart versus hvit. Når et av paret er aktivert, blir aktiviteten undertrykt i den andre. For eksempel, som rødt er aktivert, ser vi mindre grønt, og som grønt er aktivert, ser vi mindre rødt.

Hvis du stirrer på en rød røde i et øyeblikk, så bytt for å se på en jevn oppdatering av hvitt, ser du en etterkant av grønt i midten av det hvite. Dette er motstandsprosessen på jobb i din visjon. Grunnen til at vi ser grønt etter å ha stirret på rødt, er fordi vi ved å stirre har trettet den neurale responsen for rødt. Dette gjør at den neurale responsen for grønn kan øke.

Du har sett denne fargeteorien på jobb når fargebalansering av bilder. Når du reduserer rødt, blir bildet ditt mer grønt, og når du øker gul blir bildet ditt mindre blå. Opposisjon av svart og hvitt påvirker lysets lysstyrke.

Trichromatic Plus Opponentprosess er lik Color Vision

I utgangspunktet trodde forskere at fargesynet vårt kunne forklares med bare en av de to teoriene. Men selv om forskere ikke kan gi endelig bevis, er det nå allment akseptert at vi bruker begge metodene i kombinasjon for å se farge. Den trichromatiske teorien forklarer hvordan øynene våre får farge og motstandsprosessteorien forklarer nevrale forbindelser som hjelper hjernens prosessfarve.

Igjen ser vi disse teoriene, nå i kombinasjon, på jobb i fotografering. Bilder er opprettet med røde, grønne og blå kanaler. Det motsatte av rødt, grønt og blått er cyan, magenta og gul. Farge er balansert mellom rød og grønn, og gul og blå. Justering av svarte (skygger) og hvite (høydepunkter) balanse gir et bilde dens tetthet.

Lab Color

Når det brukes i fotografering, er både trikromatisk (RGB) og motstanderprosess (R / G, Y / B, B / W) fargesystemer flate. Det jeg mener er at justeringer i disse prosessene bare påvirker en variabel av gangen. Mer rød og mindre blå vil tippe en farge mot oransje. Reduser bare den grønne og du vil jobbe med en skygge av lilla. Skift mellom svart og hvitt vil gjøre fargen mørkere eller lettere.

Lab farge, derimot, forsøker å replikere kompleksiteten av menneskesyn ved å kombinere de to fargeprosessene i en tredimensjonal modell. Hver farge er et resultat av kombinert og samtidig balanse av rød og grønn ("a"), blå og gul ("b") og svart og hvit (luminans eller "L"). Resultatet er en fargemodell som representerer hele spekteret av farge det menneskelige øye kan se.

Illustrasjonskilde: International Color Consortium (ICC) [Public Domain] 

Fordi Lab farge er så stor og så presis, har hver farge i alle andre fargeproduksjonsmodeller en tilsvarende verdi i Lab. Faktisk brukes Lab som grunnmodell for å beregne hver farge i hver modell. Det er derfor også et pålitelig system for å oversette farger fra en modell til en annen.

Noen fotografer og digitale kunstnere foretrekker å jobbe i Lab, men for mange er systemet for stort og for komplekst til generell bruk. I kontrast er RGB og dets følgesvenn, CMYK, praktiske, konseptuelt enkle modeller som leverer mer enn nok farger.

Bølger, veier og objekter

Det er enda en eiendom å vurdere om vi ønsker å forstå farge og hvordan det fungerer i fotografering: farger er komponenter av lys som beveger seg i bølger. Hvis du skinner hvitt lys inn i et prisme, vil prisma bøye (bryte) lyset og en regnbue av farger kommer opp fra den andre siden.

Foto av Kelvinsong [CCO], via Wikimedia Commons

Farger hver reise i egen bølgelengde. Når fargene er alle sammen rett sammen, er resultatet hvitt lys. Men når lyset er tvunget til å endre retning, vil hver farge bøye annerledes, avhengig av dens bølgelengde. Violett, med korteste bølgelengde, vil bøye mest. Rød, med lengste bølgelengde, vil bøye minst. Og når det hvite lys slår på overflaten, er lyset brutt ned i komponentfarger.

Legg til denne kunnskapen hensynet til at noen materialer, for eksempel glass, overfører lys; andre materialer, som en flat stein, absorbere lys; og likevel reflekterer andre materialer, slik som tørket lakk. Og som vi har sett med et prisme, med mindre et objekt er helt flatt, vil lyset brytes ned i komponentfarger da det samhandler med objektet. Videre, selv om det er helt flatt, men ikke helt klart, vil materialer absorbere noen bølgelengder av lys og reflektere andre. Dermed absorberer en flat stein lys, men reflekterer også tilbake noen bølgelengder av lys, noe som gir fjellet en gråbrun farge, for eksempel.

Hvor lys overføres, absorberes og reflekteres påvirker ikke bare fargene vi ser, men påvirker også kvaliteten på fargene vi ser. Et objekt som absorberer mye lys - vår rock, for eksempel - vil reflektere tilbake en desaturert, flat farge. I motsetning til dette vil et materiale som reflekterer mye tørket lakk, for eksempel gi oss en lys, dyp følelse av farge.

Legg det hele opp

Nå kan du vel tenke at dette var alt veldig interessant, men hvilken forskjell gjør det for meg når jeg tar eller behandler et fotografi?

Digital fotografering har gitt oss mulighet til å manipulere farge på en måte vi ikke har opplevd før. Tradisjonelle artister skoles i fargeteori og bruker farge til stor fordel for å skape kontrast, formidle stemninger, og rette en seers oppmerksomhet. Fotografer har nå de samme mulighetene for utvidet kreativitet.

Digital fotografering har også introdusert tekniske variasjoner som påvirker og forandrer det vi ser og reproduserer. Ved å forstå fargeteorier og hvordan farge fungerer, kan vi forbedre vår tekniske tilnærming til farge nøyaktighet.

En dypere forståelse av farge- og fargestyring resulterer i bedre fotografering. Bilder vil bedre fange hva du oppfattet og følte da du tok bildet, og din evne til å bruke farge til din fordel vil forbedre følelsesmessige virkningen av og interessen for fotografiet.

Fotografi er lysets kunst, og lys er et sammensatt av farger. I denne serien tar vi et dypt dykk i fargen. Du lærer hvordan du bruker prinsippene og teorien vi lærte over for å ta bedre beslutninger og ta mer kontroll over fargen i fotografiet.