Kuvan syntyminen

Millä tavalla kuva muodostuu kennolle tai filmille? On olemassa joitakin periaatteita, jotka vaikuttavat tuohon seikkaan. Tässä artikkelissa pyritään ”valottamaan” hieman noita perusperiaatteita.

Valo ja värit

Kun katselemme ympäröivää maailmaa, kaikki esineet näyttävät tavallisesti sen värisiltä, miltä niiden kuuluukin. Oletamme, että ruoho on vihreää, lumi valkoista jne., joten kuva, jonka aivomme tallentavat myös välittyy ”oikean värisenä”. Valo ja sen luonne kuitenkin vaikuttaa siihen, millä tavalla värit eri esineistä toistuvat. Aivomme korjaavat nämä pienet virheet, mutta kameralla värit eivät välttämättä toistukaan oikein. Tämän ilmiön ymmärtämiseksi on tärkeää ymmärtää mistä värit tulevat – ja millä tavalla kamerat ne toistavat.

Valon päävärit ja RGB

Valolla on kolme pääväriä: punainen, vihreä ja sininen. Esimerkiksi valkoinen valo hajoaa prismassa spektriksi, jossa on näkyvissä värien koko kirjo, mutta päävärit eivät enää hajoakaan. Tähän periaatteeseen nojaavat sekä digitaaliset kamerat, että filmikamerat. Erona on ainoastaan se, millä tavalla missäkin kameratyypissä kukin pääväri tallentuu valoherkälle materiaalille (kennolle tai filmille).

Kun päävärit tiedetään, voidaan tietoa hyödyntää ja kaikki värit esittää vain noita kolmea pääväriä käyttäen. Additiivisuuden periaate tarkoittaa sitä, että uusia värejä tuotetaan käyttämällä vain valon päävärejä. Tätä periaatetta siis hyödynnetään esimerkiksi valon avulla kuvia esittävissä laitteissa, kuten televisioissa ja näytöissä, mutta myös digikameroissa. Paperille tulostavissa laitteissa ja painokoneissa sen sijaan käytetään yleensä hieman tästä poikkeavaa CMYK-tekniikkaa. Siinä kaikki värit esitetään neljän päävärin avulla jotka ovat syaani (Cyan), magenta (Magenta), keltainen (Yellow) ja musta (Key eli avainväri musta). Poikkeuksen tekevät ammattitason laitteet, joiden avulla tuotetaan aitoja valokuvia märkätekniikalla valokuvalaserin avulla.

Värilämpötila

Hehkulampun valossa huone saattaa näyttää hieman erilaiselta kuin keskipäivän kirkkaassa valossa. Tämä johtuu siitä, että valonlähteillä on erilainen värilämpotila. Jotakin tiettyä valon aallonpituutta on siis valossa enemmän kuin muita. Valkoinen valo sisältää kaikkia mahdollisia valon aallonpituuksia. Kun näiden aallonpituuksien suhde muuttuu, myös valon väri muuttuu. Tätä värilämpötilaa mitataan Kelvin-asteikolla. Ihmisen näköaisti osaa korjata tilannetta siten, että valkoinen näyttää valkoiselta värilämpötilasta riippumatta, mutta  kamera ei välttämättä aina ”arvaa” oikein. Tästä johtuu esimerkiksi joistakin kuvista tuttu keltainen sävy. (varmasti kaikille digikameralla kuvaaville tuttu) Valkotasapainon avulla voidaan kertoa kameralle, mikä kuvaushetkellä vallitsevan valaistuksen värilämpötila on. Tällä tavalla vältytään ikäviltä värivirheiltä, joita tosin voi halutessaan käyttää luovalla tavalla hyödykseen. Oheisessa taulukossa on esitelty eri valonlähteiden värilämpötiloja:

Esimerkki: Jos kamera tulkitsee valon lämpötilan esimerkiksi siten, että se luulee värilämpötilan hehkulampun valossa olevan lähellä 5000-6000 kelviniä, tulee kuvasta kellertävä. Vastaavasti, jos kamera luulee salamakuvaustilanteessa värilämötilan olevan ~3000 kelviniä, tulee kuvasta sinertävä. Sekavalotilanteet ovat sellaisia, joissa kuvan valaistus koostuu useista eri värilämpötilan omaavista valonlähteistä. Tällaisissa tilanteissa on vaikea saada sävyjä kuntoon ja valokuvaajan olisikin syytä pyrkiä välttämään sellaisia olosuhteita.

Digitaalinen kuva

Digitaalinen kuva muodostuu yksittäisistä erivärisistä pisteistä eli pikseleistä. Jos kuvaa suurennetaan niin paljon, että kukin yksittäinen piste näkyy, muuttuu kuva mosaiikkimaiseksi ja vaikeaksi hahmottaa. Digikameroiden markkinoinnissa kiinnitetään tähän seikkaan huomiota ehkä liiankin kanssa, kun jokaisen kameran mainoksessa suurimpana tietona on kuinka monta megapikseliä kamerassa on. Esimerkiksi 6 megapikselin kamerassa saattaa olla 2816 pikseliä yhteen ja 2112 toiseen suuntaan. Kuvakoko ilmoitetaan tällöin muodossa ”2816 x 2112”. Kuinka paljon pisteitä kuvassa on, vaikuttaa suoraan siihen, kuinka suuria valokuvavedoksia kuvasta voi suoraan tehdä. Pistemäärän voi jakaa 300:lla, jolloin saa luonnollisen kuvakoon maksimivalokuvalaadulla. Resoluutiolla tarkoitetaan juuri tuota pisteiden lukumäärää jollakin pituusyksiköllä, yleensä tuumalla. Tällöin lyhenteeksi tulee ppi (Pixels per inch).

Kuvan tallennusmuodot

Kuvien tallennusmuoto vaikuttaa siihen, millä tavalla digikameran tallentama informaatio tallentuu. Tavallisin tapa on tallentaa kuvat jpg-formaatissa, joka vie kohtuullisen vähän tilaa. Jpg-formaatin huono puoli kuitenkin on, että kuviin tallentuu ainoastaan 8 bittiä/kanava. Tämä tarkoittaa sitä, että kuvassa tallentuu noin 16,7 miljoonaa värisävyä. Monissa kameroissa on kuitenkin kenno, joka pystyy tallentamaan raakakuvia, joissa on väri-informaatiota 12 bittiä/kanava. Käännettynä: tällaisessa kuvassa on yli 67 miljardiä värisävyä. Ihmissilmä näitä kaikkia ei pysty erottamaan, mutta mikäli kuvia käsittelee jälkikäteen paljon, laajemmasta skaalasta on hyötyä. Jos kuvia haluaa hyödyntää 12-bittisinä, joutuu kuvat ottamaan ns. RAW-formaatissa, joka on jokaisen kameravalmistajan oma formaatti.