Исторически получилось так, что цветные негативные киноплёнки балансируются по светочувствительности слоёв либо под лампы накаливания (цветовая температура 3200 Кельвин), либо под дневной свет (5500 Кельвин). Такое разделение возникло из-за того, что съёмки кинофильмов производились либо на натуре, при солнечном свете (пасмурный день – тот же солнечный свет, только рассеянный слоем облаков толщиной до полутора километров), либо в павильоне с искусственным светом - это были, как правило, лампы накаливания.
Строго говоря, лампы накаливания никогда не давали цветовую температуру 3200 К. Например, бытовые лампы накаливания мощностью 100 Вт, имели цветовую температуру около 2800 К, а часто используемые, особенно в документальной съёмке, галогенные лампы накаливания (в виде длинной стеклянной трубки со спиралью внутри) выдавали примерно 3050 К.
Только в режиме перекаливания, при повышении реостатом напряжения, галогенная лампа выдавала 3200 К, но при этом срок её службы резко сокращался. Поэтому таким режимом мало кто-то из операторов пользовался.
В своё время как-то был разговор, что закреплённая в качестве стандарта цветовая температура 3200 К, выбрана не совсем удачно, логичнее было бы предложить 3050 К, но «Кодак», основной производитель цветных материалов, отказался что-либо менять. И выпускал цветные киноплёнки как для профессионалов, так и для кинолюбителей, сбалансированные только под лампы накаливания, и только под 3200 К. Такая киноплёнка не требовала при искусственном свете никакой коррекции. Если же предстояла съёмка днём на натуре, то перед объективом устанавливался оранжевый (янтарный) компенсационный фильтр типа W-85 из каталога Реттен (Wratten), который делал дневной свет похожим по спектральному излучению на лампу накаливания.
Чтобы не путать с плотными оранжевыми фильтрами, предназначенными для чёрно-белой фотографии, этот фильтр иногда называли янтарным (amber). На коробке с киноплёнкой, например, Кодак 5247, в верхней части этикетки, была подсказка, что при лампе накаливания (3200 K) светофильтр не требуется и чувствительность при этом составляет 125 ASA (или 22° в немецкой системе DIN, Deutsches Institut fur Normung - Немецкий институт по стандартизации).
А при дневном свете (пиктограмма "солнце") требуется фильтр W-85, и, поскольку он забирает часть света, светочувствительность из-за этого снижается до экспозиционного индекса 80 ASA. Экспозиционный индекс (EI, exposure index) - это число, округлённое до стандартного ряда светочувствительностей.
В некоторых кинокамерах для кинолюбителей фильтр был вмонтирован прямо внутрь 8-мм кинокамеры. Поскольку цветные обращаемые киноплёнки Кодак для кинолюбителей были сбалансированы под лампы накаливания, то при таком свете фильтр не требовался, а когда предстояло снимать на улице при дневном свете, то под объективом поворачивали ручку или передвигали полозок сбоку - и внутрь объектива вводился светло-оранжевый фолиевый фильтр - тонкая полоска окрашенной полимерной плёнки.
Долгие годы профессиональный кинематограф за рубежом снимал на киноплёнки, сбалансированные только под лампы накаливания, пока, наконец, фирма "Фуджи" не выпустила киноплёнку, сбалансированную под дневной свет.
За стандарт дневного света 5500 К принята цветовая температура в полдень, которая образуется за счет смешения желтоватого света солнца, голубого неба и света, отраженного от белых облаков, которые покрывают примерно 50% небосвода.
Чтобы в солнечную погоду работать на средних значения диафрагм, кинопленка была невысокой чувствительности, 64 единицы ISO. На этикете около значения светочувствительности появилась буква "D" - Daylight, в то время как плёнка Fuji, сбалансированная под лампы накаливания, дополнительного обозначения не имела.
Через несколько лет после Фуджи, кинопленки, сбалансированные под дневной свет, появились и у "Кодака", это были уже 80-е годы ХХ века. На этикетке также появилась буква "D". А плёнки, сбалансированные под лампы накаливания, маркировались у "Кодака" буквой "Т" - Tungsten, что переводится как "вольфрам", т.е. спираль осветительной лампы сделана из вольфрамовой проволоки.
В СССР всё время выпускались два типа киноплёнок, обозначаемых соответственно "ДС" и "ЛН".
Давайте разберём вначале, что означает фраза "плёнка сбалансирована под дневной свет"? С практической точки зрения это означает, что дневным светом все три слоя (синечувствительный, зелёночувствительный и красночувствительный) будут одинаково проэкспонированы и, соответственно, эти три светочувствительности будут иметь равные численные значения.
Теперь от дневного света перейдём к лампе накаливания. В лампе накаливания доля синих лучей заметно снижена, если сравнивать с излучением в красной зоной - то примерно в 4 раза.
И чтобы три слоя были одинаково проэкспонированы лампой накаливания, чувствительность к синим лучам у кинопленки должна быть в 4 раза выше. Тогда и в "синем", и "красном" слое выйдут одинаковые плотности.
На следующем рисунке синей линией изображена спектральная чувствительность киноплёнки типа "ДС" - все три слоя примерно равны по высоте и имеют значение чувствительности около 80 единиц. А коричневая линия - чувствительность киноплёнки "ЛН": красночувствительный слой - 60 единиц, а синечувствительный - выше 240 единиц, т.е. в 4 раза больше. Зелёночувствительный слой при этом выше "красного", но ниже "синего".
Если мы проэкспонировали киноплёнку при Тцв = 5500 К и получили три одинаковые светочувствительности, например 80-80-80 (син-зел-кр), то это означает, что киноплёнка идеально сбалансирована под дневной свет.
Если же в результате экспонирования некой кинопленки белым светом с Тцв = 5500К получились светочувствительности 240-100-60 (син-зел-кр) и разница между крайними зонами по чувствительности в 4 раза, то можно смело утверждать, что эта киноплёнка сбалансирована на 3200 К.
Несложно понять, что если же чувствительность по синему слою и по красному будут отличаться в 2 раза, то эта кинопленка окажется сбалансированной на 4100 К, среднее значение между 5500 и 3200 К. Ведь соотношение излучений при 4100 К в синей зоне спектра и в красной отличаются именно в 2 раза.
Как показывает многолетний опыт сенситометрических испытаний, крайне редко три слоя цветной киноплёнки оказываются одинаковыми по светочувствительности. А это означает, что кинопленка не совсем точно сбалансирована под стандартную цветовую температуру.
Какое отклонение цветовой температуры считается допустимым? Обратимся к практике коррекции цветовой температуры.
Производители фильтров выпускают компенсационные фильтры разной градации. Вот, например, полная компенсация (FULL BLUE), меняет цветовую температуру с 3200К до 5500К (daylight), он даёт сдвиг на 131 майред (со знаком минус).
Напомню, что помимо значений в Кельвинах, цветовая температура может выражаться в майредах - величинах, обратных Кельвинам.
Дело в том, что цветовая температура в Кельвинах - величина неравнопорожная (неравноступенчатая) и при расчётах ею пользоваться неудобно. Одному и тому же визуальному изменению цветности на разных участках шкалы соответствует разное численное значение в Кельвинах. Так, разница в 1000 К в теплых тонах очень сильно заметна, а 1000 К в холодных тонах почти не ощутима (см. рисунок).
В расчётах используют величину обратную цветовой температуре, майреды (от английского термина micro reciprocal degree), что означает «обратный микроградус». Майред — единица измерения, равная одному миллиону, делённому на величину цветовой температуры, выраженную в Кельвинах. И эта шкала майредов визуально воспринимается равномерной (линия в середине рисунка).
Если 1 миллион разделить на 5500 К, то получится (с округлением) 182 майреда. Цветовой температуре 3200 К соответствует 312 майред. Разница между ними 130 майред. Поэтому "полная компенсация" от одной стандартной цветовой температуры до другой стандартной (от "ЛН" до "ДС" или обратно) всегда подразумевает сдвиг на 130 майред.
Половина компенсации (HALF BLUE) сдвигает цветовую температуру на "-68" майред (мрд), на фотографии он в середине. Крайний правый фильтр, это 1/8 компенсации, там написано, что он даёт сдвиг на "-12" майред, хотя с математической точки зрения 1/8 от полной компенсации - это 16 майред.
Многолетней практикой было установлено, что отклонение цветовой температуры на 16-17 майред практически не ощутимо киноплёнкой или видеокамерой и почти не заметно для глаза. Поэтому на шкале цветовых температур вокруг стандартных значений 3200 К и 5500 К рисуют кружок радиусом 17 майред - область, которая соответствует понятию стандартной цветовой температуры. Для стандартного дневного света нижней границей будет 5000 К, верхней границей - 6000 К.
В цветовом круге шкала цветовых температур представляет собой вертикальную линию, которая поднимается снизу от оранжевых тонов (низкая цветовая температура), проходит через точку "белого" и уходит вверх, в синюю тональность (к высоким значениям цветовой температуры). Белый круг в центре графика - это допуск на отклонение от стандартной цветовой температуры, который практически не различим кино-фотоматериалом или видеокамерой.
Как мы уже говорили, на фабрике, производящей кинопленки, не всегда удаётся сделать три слоя с равной светочувствительностью. Технические условия допускают разбаланс до 1,5, т.е. один слой может отличаться от другого в полтора раза по светочувствительности, и это не будет считаться браком или некондицией. Разница в чувствительности слоёв, как вы уже поняли, приводит к сдвигу баланса цветовой температуры. "Точка белого" для киноплёнки оказывается в другом месте.
В связи с этим на шкале цветовых температур возникает ещё одна область, внутри которой допустимо отклонение точки баланса киноплёнки - эта область обозначена на рисунке пунктирным шестиугольником. Она по площади заметно больше того кружочка вокруг стандартного значения и охватывает изменение цветовой температуры от 4500 К до 7000 К. Это отклонение от центра соответствует примерно 40 майредам. Такие отклонения легко корректируются при цветоустановке и не вызывают никаких последствий.
Необходимо отметить, что смещение "точки белого" из-за разбаланса светочувствительных слоёв происходит не только в оранжевую или в синюю сторону - по линии цветовых температур; отклонения могут происходить как в жёлтую, зелёную, так и в пурпурную сторону от вертикальной оси. Об этих отклонениях мы подробно поговорим в следующей статье и расскажем, как в лаборатории Госфильмофонда определяется та самая реальная точка "баланса белого" цветной негативной киноплёнки.
А сейчас подведём итог.
Под понятием "стандартная цветовая температура" подразумевается не точка на линии, а кружок радиусом 17 майред на оси цветовых температур. Когда же говорят о балансе цветной киноплёнки под стандартную цветовую температуру, то подразумевают, что она (точка баланса белого данной киноплёнки) находится внутри области с радиусом примерно в 40 майред относительно 5500 К или 3200 К.
*
Л.Коновалов, начальник отдела исследований Департамента развития технологий, методологии и сервисного обслуживания