Işığı boyamak: jeller ve RGB paneller

Kısa cevap

Işığın rengini değiştirmenin iki yolu vardır: var olan bir ışığın önüne bir jel koyup bazı dalga boylarını süzmek ya da ışığı baştan istenen renkte üretmek. Jeller sıcaklık ekseninde turuncu ve mavi, öbür eksende yeşil ve macenta yönünde çalışır ve etkileri mired denen bir birimle toplanabilir. RGB LED paneller ise istenen beyazı kırmızı, yeşil ve mavi dar tepelerin karışımıyla üretebilir; bu beyaz bir beyaz karta doğru görünse bile tayfında boşluklar vardır ve ten gibi yumuşak eğrili yüzeylerin yansıttığı ışık, o boşluklar yüzünden gün ışığındakinden farklı bir renge düşer.

İki eksen: sıcaklık ve yeşil–macenta

Bir beyaz ışığın rengi iki eksende tarif edilir. Birinci eksen, kara cismin ısındıkça izlediği turuncudan maviye uzanan yoldur; ilişkili renk sıcaklığı (BI-07) bu eksendeki yeri verir. İkinci eksen bu yola diktir: bir ışık aynı renk sıcaklığında olup kara cisim yolunun biraz üstünde (yeşil yanında) ya da biraz altında (macenta yanında) durabilir. İki ışık aynı kelvin değerini taşıyıp biri yeşilimsi, öbürü pembemsi görünebilir.

Işık ekibinin elindeki jeller bu iki eksene göre ayrılır. FS-01'de renk jelini, ışığın rengini değiştiren ince filtre olarak tanımlamıştık; burada onları sayılarla kullanmayı öğreneceğiz.

Mired: jellerin toplanabilir birimi

Kelvin cinsinden farklar yanıltıcıdır: 3200 K'den 3700 K'ye çıkmak ile 6000 K'den 6500 K'ye çıkmak aynı 500 kelvinlik farktır, ama gözün ve kameranın gördüğü değişim çok farklıdır. Işık ekipleri bu yüzden mired kullanır.

Bu sayıları sınamak kolaydır. 6500 K, 153,8 mired eder; +159 eklenince 312,8 mired çıkar, bu da yaklaşık 3197 K'dir. 3200 K, 312,5 mired eder; −137 eklenince 175,5 mired çıkar, bu da yaklaşık 5698 K'dir. Üreticinin iki değeri, mired aritmetiğiyle birbirini tutar. LEE'nin sayfalarında yayımlanan geçirgenlik eğrilerini colour-science ile CIE D65 ışığına ve 3200 K'lik kara cisme uyguladığımızda da benzer sonuç çıkar: D65 ile tam CTO yaklaşık 3264 K, 3200 K ile tam CTB yaklaşık 5688 K verir. Aynı hesap Minus Green jelinin D65'i kara cisim yolunun yaklaşık 0,031 Duv altına, macentaya; Plus Green jelinin aynı miktarda üstüne, yeşile taşıdığını gösterir.

Geçirgenlik sayısı da bir karar verisidir: tam CTB, akkor ışığın üçte ikisini yutar. Akkor bir kaynağı gün ışığına dönüştürmenin bedeli yaklaşık bir buçuk stoplık ışık kaybıdır; bu yüzden setlerde sık sık tersine gidilir, kamera gün ışığına göre ayarlanır ve akkor kaynaklara değil pencerelere turuncu jel takılır.

Yeşil–macenta düzeltmesi

Deşarj lambaları ve bazı LED'ler, kelvin değeri doğru olsa bile yeşile kayan bir ışık verebilir. İki yol vardır. Birincisi, o kaynağın önüne macenta jel takmak ve ışığı kara cisim yoluna geri çekmektir. İkincisi, sahnedeki öbür kaynaklara yeşil jel takıp hepsini aynı yeşile getirmek, sonra kalan ortak kaymayı kamerada ya da derecelendirmede tek seferde gidermektir. LEE'nin Plus Green jeli için verdiği kullanım tarifi tam da budur: deşarj ışığıyla birlikte kullanılan gün ışığı ve akkor kaynaklara yeşil vermek.

Hangi yolun seçileceği bir pratik karardır; ama ölçülebilir hedef aynıdır: aynı karedeki kaynaklar aynı eksende aynı yerde olmalıdır. Aksi hâlde bir yüzün bir yanı yeşil, öbür yanı macenta olur ve bunu derecelendirmede tek bir düzeltmeyle gidermek olanaksızdır. Vektörskoptaki yüz kümeleri (FS-11) tam burada işe yarar: bir yüzün kümesi ikiye ayrılıyorsa, iki farklı renkte ışık o yüze düşüyordur.

RGB LED: aynı beyaz, farklı tayf

Akkor bir lamba ya da gün ışığı, görünür tayfın her yerinde kesintisiz ışık verir; jeller bu sürekli tayfın bir bölümünü azaltır ama boşluk açmaz. RGB LED panel ise ışığı baştan üç dar tepeyle üretir.

İki ışık, bir beyaz karta aynı rengi verebilir ama bu, her yüzeye aynı rengi verecekleri anlamına gelmez; BI-15'in konusu olan aydınlatma metamerizmi budur. Bir beyaz kart her dalga boyunu eşit yansıttığı için yalnız ışığın toplam rengini gösterir. Ten ise her dalga boyunu farklı oranda yansıtır: kısa dalga boylarında düşük, uzun dalga boylarında yüksek, arada yumuşak bir yükselişle. Üç dar tepeden oluşan bir ışıkta, tenin yansıtma eğrisinin yalnız üç noktası "okunur"; tepeler arasındaki bölgelerde teni aydınlatacak ışık yoktur.

Işık kaynaklarının renkleri ne kadar iyi gösterdiğini ölçen indeksler bu yüzden vardır. Genel aydınlatma için kullanılan renksel geriverim indeksi (CRI) bir insan gözlemciye göre hesaplanır. Televizyon ve sinema için bu yetmez, çünkü kameranın duyarlılık eğrileri gözünkinden farklıdır.

Kartın sorusuna buradan cevap verebiliriz. RGB bir LED panelle üretilen beyaz neden cildi farklı gösterebilir? Çünkü o beyaz, beyaz karta göre ayarlanmıştır: üç dar tepenin karışımı, beyaz kartın yansıttığı toplam rengi doğru tutturur ama tayfın tepeler arasındaki bölgelerinde ışık yoktur. Ten, yansıtmasının dalga boyuna göre yumuşakça değiştiği bir yüzeydir; üç dar tepede okunan ten rengi, sürekli bir tayfta okunandan farklı bir noktaya düşer. Kameranın duyarlılık eğrileri gözünkinden farklı olduğu için fark kamerada ayrıca değişebilir.

Renkli ışık ve ten

Işığı bilerek renklendirdiğimizde, yani beyaz yerine mavi bir gece ışığı ya da kırmızı bir neon etkisi istediğimizde, ten yeni bir soru sorar: o renkte ışıkta ne kadar parlak görünecek? Ten kısa dalga boylarında az, uzun dalga boylarında çok yansıttığı için, doygun mavi bir ışıkta beyaz bir karta göre koyulaşır, doygun kırmızı bir ışıkta açılır. Pozlamayı mavi ışıkta bir beyaz ya da gri karta göre yaparsanız, ten o karttan çok daha karanlık düşebilir. Bu fark tenden tene değişir; aşağıdaki örnek, bir modelde ne kadar değiştiğini gösteriyor.

Adım adım: bir sette jel ve panel kararları

1. Sahnedeki bütün ışık kaynaklarını listeleyin: pencere, pratik lambalar, set ışıkları, ekranlar. Her birinin renk sıcaklığını ve mümkünse yeşil–macenta sapmasını bir renk ölçerle ölçün.
2. Kameranın beyaz dengesini hangi kaynağa göre kuracağınıza karar verin; öbür kaynakları mired hesabıyla ona yaklaştırın. Gerekli kaydırmayı hedef ve kaynak mired değerlerinin farkı olarak hesaplayın ve en yakın jeli ya da jellerin toplamını seçin.
3. Jelin ışık kaybını hesaba katın; tam CTB gibi yoğun bir jel kaynağı bir buçuk stop kadar zayıflatabilir.
4. Yeşil–macenta sapmalarını ayrı bir adım olarak düzeltin; bir yüze düşen bütün kaynakların aynı eksende aynı yerde olduğunu vektörskopta, yüzün kümesinin tek parça durduğuna bakarak kontrol edin.
5. RGB LED panel kullanacaksanız, beyaz ışık gerektiren yüz ışıkları için panelin tayf verisine ve SSI ya da TLCI gibi kameraya dönük bir indeksine bakın; mümkünse aynı yüzü bir referans kaynakla ve panelle çekip karşılaştırın.
6. Renkli ışık kullanıyorsanız, pozlamayı kartla değil yüzle kontrol edin ve bunu karedeki her ten için ayrı ayrı yapın.
7. Çekimden sonra jelleri ve panel ayarlarını kaydedin; aynı sahnenin başka bir gün tekrar çekilmesi bu kayda bağlıdır.

Örnek — aynı 5600 K, iki farklı ışık

Bir modelde, 455, 525 ve 625 nanometrede tepeleri olan üç dar bantlı bir LED karışımını, 5600 kelvinlik CIE gün ışığı dağılımıyla aynı beyaz noktaya ayarladık. Dört ten örneğinin yansıtma eğrilerini, sRGB kodlarından yola çıkıp Mallett–Yuksel tayfsal ayrıştırmasıyla kestirdik; bu kestirimler gerçek ten ölçümü değil, yumuşak eğrili makul yaklaşımlardır. Her iki ışıkta tenlerin CIE 1931 gözlemcisine göre rengini hesapladık ve iki ışığı aynı beyaza uyarlayarak karşılaştırdık. Hesaplar colour-science kitaplığıyla yapıldı.

Modeldeki üç tepeli ışık, beyaz kartı gün ışığıyla aynı renkte gösterirken CRI Ra değeri yaklaşık 32, TM-30 Rf değeri yaklaşık 60, gün ışığına göre SSI değeri yaklaşık 8 çıkar.

Beyaz kart iki ışıkta aynıdır; ama dört ten de üç tepeli ışıkta yaklaşık 10–12 derece kırmızıya döner ve doygunluğu artar. Göze belirgin bir farktır: dört örnekte de ΔE00 5 ile 7 arasındadır.

Aynı modelde tek tepeli, doygun renkli ışıklarda tenlerin, aynı ışıktaki bir beyaz karta göre ne kadar parlak düştüğünü gün ışığıyla karşılaştırdık:

Mavi ışıkta, kartla yapılmış bir pozlama bütün tenleri gün ışığındakinden karanlık gösterir, ama bu kayıp eşit değildir: en açık örnekte yarım stop kadarken orta-koyu örnekte iki buçuk stopa yaklaşır, çünkü kestirilen yansıtma eğrisinde bu tenin kısa dalga boylarındaki yansıtması özellikle düşüktür. Kırmızı ışıkta ise tenler karta göre açılır. Sayılar kestirilmiş eğrilere bağlıdır ve gerçek bir yüzde farklı çıkabilir; ama yön ve eşitsizlik, tenin yansıtma eğrisinin biçiminden gelir. Renkli ışık altında her tenin pozlamasını ayrı kontrol etmenin gerekçesi budur.

Sık yapılan yanlış

Özet

1. Işığın rengi iki eksende ayarlanır: CTO ve CTB jelleri sıcaklık ekseninde mired cinsinden toplanabilir kaydırmalar yapar, yeşil ve macenta jeller öbür eksende çalışır.
2. RGB LED paneller beyazı üç dar tepeden kurar; beyaz kart doğru görünse bile tepeler arasındaki boşluklar teni farklı bir renge düşürebilir, bu yüzden tayfsal benzerlik gibi kameraya dönük indeksler kullanılır.
3. Renkli ışıkta ten, bir kartla aynı parlaklıkta düşmez ve kayıp tenden tene değişir; pozlama her yüz için ayrı kontrol edilir.

Kendini sına

1. (Kolay) Mired nasıl hesaplanır ve ışık ekipleri neden kelvin yerine onu kullanır?
2. (Kolay) Minus Green jeli hangi sorun için kullanılır?
3. (Orta) RGB bir LED panelle üretilen beyaz neden cildi farklı gösterebilir?
4. (Orta) 3200 K'lik bir kaynağa −137 miredlik bir jel takıldığında yaklaşık hangi renk sıcaklığı elde edilir ve bunun bedeli nedir?
5. (Zor) CRI ile SSI birbirinden neyle ayrılır ve sinema için hangisi daha güvenilir bir öngörü verir?
6. (Zor) Modelde mavi ışıkta en büyük parlaklık kaybı en koyu örnekte değil de orta-koyu örnekte görülüyor; bu neden böyledir ve bu, pozlama pratiği için ne anlama gelir?

Cevaplar

1. Bir milyon renk sıcaklığına bölünerek hesaplanır. Kelvin farkları eksenin farklı yerlerinde farklı büyüklükte değişimlere karşılık gelirken, bir jelin mired kaydırması farklı kaynaklarda yaklaşık aynı kalır ve jellerin etkileri toplanabilir («Mired: jellerin toplanabilir birimi»).
2. Deşarj lambalarının yarattığı istenmeyen yeşil etkiyi gidermek için; ışığı macentaya doğru kaydırarak kara cisim yoluna geri çeker («Yeşil–macenta düzeltmesi»).
3. Çünkü o beyaz, beyaz kartın yansıttığı toplam rengi tutturacak biçimde üç dar tepeden kurulur ve tepeler arasında ışık yoktur. Ten, yansıtmasının dalga boyuna göre yumuşakça değiştiği bir yüzeydir; üç dar tepede okunan ten rengi sürekli bir tayfta okunandan farklıdır. Modelde aynı 5600 K beyazda tenler 10–12 derece kırmızıya döner ve doygunlukları artar («RGB LED: aynı beyaz, farklı tayf»).
4. 3200 K yaklaşık 312,5 mired eder; −137 ile 175,5 mired, yani yaklaşık 5700 K çıkar. Bedeli ışık kaybıdır: bu jel akkor ışığın yalnız yaklaşık yüzde 35'ini geçirir, bu da bir buçuk stop kadardır («Mired: jellerin toplanabilir birimi»).
5. CRI bir insan gözlemcisine göre hesaplanır ve kameralar için renk farklarını öngörmeyi amaçlamaz; SSI ise tayfın bir referans tayfa benzerliğini ölçer ve bir gözlemci ya da kamera varsaymaz. Kameraların duyarlılık eğrileri gözünkinden farklı olduğu için sinemada tayfın kendisini karşılaştırmak daha güvenilir bir öngörüdür («RGB LED: aynı beyaz, farklı tayf»).
6. Kayıp tenin koyuluğuyla değil, yansıtma eğrisinin biçimiyle belirlenir: kısa dalga boylarında yansıtması özellikle düşük olan bir ten, mavi ışıkta en çok kaybeder. Bu yüzden renkli ışıkta kartla yapılan bir pozlama tenlerin her birini farklı ölçüde yanıltır; pozlama her yüz için ayrı kontrol edilmelidir («Örnek — aynı 5600 K, iki farklı ışık»).

Kaynaklar

• LEE Filters, «204 Full C.T. Orange», «201 Full C.T. Blue», «247 LEE Minus Green», «244 LEE Plus Green», leefilters.com.
• Holm, J., Maier, T., Debevec, P., LeGendre, C., Pines, J., Erland, J., Joblove, G., Dyer, S., Sloan, B., di Gennaro, J. ve Sherlock, D., «A Cinematographic Spectral Similarity Index», SMPTE 2016 Annual Technical Conference and Exhibition, 2016, s. 1–36.
• EBU, «Tech 3355: Method for the Assessment of the Colorimetric Properties of Luminaires», 2014, son sürüm 2017.
• Mallett, I. ve Yuksel, C., «Spectral Primary Decomposition for Rendering with sRGB Reflectance», Eurographics Symposium on Rendering, 2019, doi:10.2312/SR.20191216.

Sonraki adım

Işıkta tayfın biçimini okumak, bir sayının arkasındaki eğriyi görmeyi gerektiriyordu. VG-03 bu soruyu veri görselleştirmeye taşır: bir sayı dizisini renklere döken bir renk haritası, verideki eşit adımları gözde de eşit adımlar olarak gösteriyor mu, yani algısal olarak düzgün mü? Viridis ailesini ve renk körü dostu paletleri orada ele alıyoruz. Ten ve ışık arasındaki öbür kararlar için FS-11'e dön.