Czy oświetlenie fluorescencyjne i czas otwarcia migawki powodują problemy z przebarwieniami kolorów?

81

Zrobiłem kilka zdjęć w klubie sztuk walki mojego syna, używając D90 z 50 mm F1.8. Klub jest oświetlony przez górne oświetlenie fluorescencyjne, a ja uzyskiwałem dziwne wyniki, w których niektóre ujęcia są „białe”, inne mają „pomarańczowy odlew”, a jeszcze inne są częściowo białe, a częściowo pomarańczowe w tym samym ujęciu.

Podejrzewam, że ma to związek z kombinacją częstotliwości migotania światła i szybkości migawki aparatu. Oto sekwencja 3 zdjęć, które pokazują problem. Zdjęcia zostały wykonane przy 1/500 przy F2 i ISO-800 oraz z Auto-WB.

Pierwsze zdjęcie („biały / normalny”): alternatywny tekst

Drugie ujęcie („pomarańczowa obsada” u góry): alternatywny tekst

Trzeci strzał („obsada pomarańczowa” u dołu): alternatywny tekst

Zostały one wykonane w trybie zdjęć seryjnych w ciągu sekundy.

Czy ktoś może mi powiedzieć, co się dzieje? Jak mogę tego uniknąć?

seanmc
źródło
właśnie dałeś mi pomysł na coś do wypróbowania.
msarchet,
Mam nadzieję, że dasz nam znać, jak się okazuje ...
seanmc
Ma to związek z migotaniem światła i przemiennym prądem przepływającym przez świetlówki, zmieniając w ten sposób kolor.
J. Walker

Odpowiedzi:

70

Światła fluorescencyjne mogą migotać z częstotliwością dwukrotnie większą niż prąd zasilający je, co oznacza, że ​​cały cykl migotania zajmie od 1/100 do 1/120 sekundy. Podczas każdego cyklu intensywność światła i jego temperatura barwowa mogą się zmieniać. Tak więc, jeśli używasz czasu otwarcia migawki wynoszącego 1/100 sekundy lub więcej, możesz dokładnie obserwować te zjawiska: twoje zdjęcia są ciekawym dokumentem, szczególnie zdjęcie na dole.

Szczegóły znajdują się głęboko w dobrym artykule Wikipedii na temat lamp fluorescencyjnych pod nagłówkiem „Problemy z migotaniem”. Artykuł odwołuje się do bloga „ Dziki fotograf ”, który zawiera krótkie (uproszczone) wyjaśnienie z perspektywy fotografa cyfrowego.

W przypadku zdjęć sportowych w pomieszczeniach potrzebujesz krótkiego czasu naświetlania, aby zamrozić akcję. Rozważ opcje flash, jeśli są one możliwe. Bardzo krótkie ekspozycje (zwykle do 1/4000 sekund) można uzyskać za pomocą błysków HSS. Do pewnego stopnia możesz wyregulować balans kolorów, szczególnie podczas robienia zdjęć RAW, ale będzie to trudne podczas przejścia kolorów.

whuber
źródło
9
+1, te zdjęcia to świetny sposób na zademonstrowanie tego problemu.
sebastien.b
dzięki za odpowiedź i linki. Flash nie wchodzi w grę, więc chyba muszę dużo strzelać, wybierać najlepsze i poprawiać balans bieli, jeśli to możliwe!
seanmc
26

Świetlówki są okropną wiadomością dla fotografii, a to tylko jeden z powodów! Dają światło, w którym brakuje dużego fragmentu czerwonego spektrum, co może sprawić, że odcienie skóry będą wyglądać zielonkawo i niezdrowo, zwykle różnią się od siebie kolorami, nawet jeśli lampy są tego samego typu, i zmieniają kolor podczas cyklu zasilania !

Masz możliwość zsynchronizowania czasu otwarcia migawki ze światłami, wykonując zdjęcia z szybkością 1 / 25s 1 / 50s (przy założeniu częstotliwości sieciowej 50 Hz), ale nie jest to dobre dla fotografii akcji. Inną opcją jest zmniejszenie migawki do 1 / 250s i użycie zewnętrznej lampy błyskowej przy pełnej mocy odbijanej od sufitu. Krótki czas trwania błysku pomoże zatrzymać akcję. HSS jest możliwy, ale możesz mieć trudności z obezwładnieniem światła otoczenia, ponieważ ta opcja kosztuje energię! Jeśli nadal chcesz korzystać z trybu zdjęć seryjnych, potrzebny będzie zewnętrzny zasilacz.

Matt Grum
źródło
1
Jak wspomina Whuber, światła migają z częstotliwością dwa razy większą niż częstotliwość sieciowa - raz na plusie, a raz na minusie. Dlatego możesz uciec z czasem otwarcia migawki 1/100 dla częstotliwości sieci 50 Hz.
Evan Krall
5
Dokładna częstotliwość zależy od tego, jaki typ statecznika jest zainstalowany, i istnieje możliwość, że dwie lampy będą niefazowe dla tego samego zasilacza, w zależności od tego, ile czasu zajmie ich zapłon, więc możesz być w stanie uciec od 1 / 100s, wolniejsze prędkości migawki często działają lepiej w praktyce.
Matt Grum
3
Niestety, użycie lampy błyskowej nie jest opcją (zbyt rozpraszające podczas zajęć). Myślę, że robienie wielu zdjęć i wybieranie / poprawianie dobrych to moja najlepsza opcja.
seanmc
4
Należy prawdopodobnie zauważyć, że fluorescencje zaprojektowane specjalnie do fotografii / filmowania (KinoFlo i podobne) są znacznie lepszymi wiadomościami: połączenie oparów łuku i luminoforów praktycznie eliminuje niedobory widma (możesz mieć problem z dokładnym dopasowaniem ułamka procentu Pantone ); stateczniki mają własne oscylatory, które działają dobrze w zakresie kiloherców; i są zwykle ściemnialne (z wykorzystaniem modulacji szerokości impulsu) bez znaczącego wpływu na równowagę kolorów. To powiedziawszy, te światła nie są tanie i nie są tym, co znajdziesz na miejscu.
@MattGrum To zakłada prąd dwufazowy. Przy prądzie trójfazowym często występującym w większych obiektach konieczne byłoby zwiększenie czasu migawki do 1/33 (50 Hz) lub 1/40 sekundy (60 Hz), aby uwzględnić wszystkie warianty.
Michael C
8

Odpowiedzi udzielone przez Whubera i Matta Gruma są poprawne, wskazując na problem migotania i niektóre obejścia. Moje uzupełnienie pojawia się 6 lat później, kiedy zaczynamy widzieć prawdziwe rozwiązania problemu migotania lampy:

  • Nowe aparaty, takie jak Canon EOS 7D Mark II i 80D, wprowadziły tryb fotografowania zapobiegający migotaniu. Aparat wykorzystuje czujnik pomiaru do ciągłego pomiaru zmieniającego się poziomu światła otoczenia i synchronizuje spust migawki z najjaśniejszą częścią cyklu - niezależnie od tego, kiedy naciśniesz przycisk. Zapewnia to doskonałą spójność ekspozycji i temperatury barwowej od zdjęcia do zdjęcia. Bryan Carnathan opisuje tę funkcję w swoich recenzjach w The Digital Picture.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

  • Istnieje kilka elitarnych obiektów sportowych, które ostrożnie ustawiają swoje światła, aby równomiernie rozłożyć je na 3 fazy zasilania prądem przemiennym. W ten sposób jasne i ciemne lampy z różnych faz nakładają się na siebie i dają znacznie bardziej równomierny efekt. Na przykład zostało to zrobione podczas igrzysk olimpijskich w Pekinie w 2008 r. (Wykorzystano lampy wyładowcze zamiast świetlówek, ale podobnie cierpią z powodu migotania częstotliwości linii energetycznej).
Nayuki
źródło
2
Jako ktoś, kto regularnie korzysta z tej funkcji 7D Mark II, mogę powiedzieć, że główne światła oświetlające scenę muszą znajdować się w tej samej fazie, aby to zadziałało. Jeśli na przykład masz wiele lampek znajdujących się w różnych fazach (bardzo często na arenach sportowych i siłowniach), kamera zsynchronizuje się tylko z jednym z nich. Strzelanie z kąta, w którym tylko jedno źródło światła zapewnia większość oświetlenia, przejdzie długą drogę podczas korzystania z takiego aparatu.
Michael C,
+1 Dziękujemy za aktualizację, szczególnie za opisanie metody rozwiązania.
whuber
1
Używam radzenia sobie z migoczącymi światłami podczas fotografowania sportu w dość obszernym studium przypadku, które obejmuje 7D Mark II i jego funkcję „zapobiegającą migotaniu” w mojej odpowiedzi na pytanie Kiedy powinienem zaktualizować korpus aparatu?
Michael C
5

Jak podkreślają inni, podczas ekspozycji światła zasadniczo migają w różnych kolorach. Co gorsza, różne lampy fluorescencyjne znajdują się w różnych obwodach, więc mogą być poza fazą o 180 stopni, i jeśli nie zainstalują żarówek o tej samej temperaturze we wszystkich oprawach (mało prawdopodobne), zmiany kolorów w cyklu będą jeszcze większe.

Aparat komplikuje to, stosując roletę powyżej określonej prędkości (zwykle około 1/200. Oznacza to, że tylko część czujnika obrazu jest wystawiona na scenę w danym momencie, więc jeśli światło zmieni się podczas ekspozycji, zmiana koloru wpłynie tylko na część czujnika obrazu.

Wreszcie, ponieważ zmienia się temperatura barwowa, aparat nie może dobrze uchwycić balansu bieli podczas ekspozycji.

Masz kilka opcji:

  • Zmniejsz prędkość, aby uzyskać co najmniej jeden pełny cykl światła (1/60 w USA, 1/50 w innym miejscu) na ekspozycję
  • Obezwładnij lokalne światła lampą błyskową (która ma również ograniczenia powyżej ekspozycji synchronizacji 1/200, ale wysokiej klasy lampy błyskowe mogą to załatwić)
  • Zrób wiele surowych zdjęć i zanotuj obszary, w których można użyć odniesień kolorów, aby zrównoważyć biel zdjęć podczas obróbki końcowej dla tych zdjęć, w których kolor nie zmienia się podczas ekspozycji
Adam Davis
źródło
6
Aby zobaczyć, co widzi migawka, zrób sobie stroboskop, wycinając kartonowe koło ze skrzynki na płatki o średnicy około 6 cali. Wytnij mały promieniowy otwór w pobliżu krawędzi dysku, przełóż wrzeciono przez środek i ustaw wirowanie dysk patrząc przez szczelinę. Pierwszy raz spojrzałem na fluorescencyjne światło, które było prawdziwym otwieraczem do oczu!
gbarry
2
Zakładam, że roleta jest odpowiedzialna za wygląd pół i pół z białym / pomarańczowym na tym samym zdjęciu? Podejrzewam, że trudno byłoby poprawić balans bieli dla pół i pół ujęć (czy możesz zastosować ustawienia balansu bieli z jednego zdjęcia do połowy drugiego?) Przypuszczalnie największym problemem będzie obszar graniczny.
seanmc
@seanmc - Tak, roleta w połączeniu ze zmieniającymi się warunkami oświetleniowymi daje zdjęcie pół i pół. Gdyby ważne było zapisanie tego jednego zdjęcia, wyobrażam sobie, że można zastosować własny balans bieli za pomocą Photoshopa i maskowania. Masz rację, że region graniczny wymagałby specjalnej uwagi.
Adam Davis
Okablowanie przeciwfazowe nie stanowi problemu, ponieważ zazwyczaj każda żarówka świeci dwa razy na cykl. Duże budynki komercyjne i latarnie uliczne zasilane prądem trójfazowym mogą być jednak bardziej problematyczne, ponieważ niektóre światła mogą być zasilane z każdej z trzech faz.
supercat
3

W ciągu minionego weekendu miałem dokładnie ten problem obejmujący krajowe mistrzostwa karate z 4 innymi strzelcami. Flash nie był opcją. W przypadku wielobarwnego obrazu, który nie zareaguje na jedną prostą korekcję temperatury kolorów, zamierzam użyć nowej funkcji Lightroom 4 polegającej na malowaniu za pomocą temperatury i odcienia, rodzaj pędzla żelowego. Robię to tylko dla zamówień drukowania, a nie dla 4300 teraz wysłanych do mojej galerii. Zostały wystarczająco blisko, wystarczająco dobre, z wyjaśnieniem na pierwszej stronie. Dodatkowym problemem w naszym przypadku był odlew z niebieskich mat podłogowych i otoczenia przez niektóre okna

David Magahy
źródło
2

Jeśli lampa błyskowa nie jest opcją, ale jesteś oficjalnie i rozsądnie blisko akcji, co z powodziami halogenowymi (oświetlenie studyjne biedaka, jeśli chcesz). Wiele lat temu miałem kilka tanich powodzi o mocy 500 W montowanych na statywie, o mocy 500 W, przeznaczonych do majsterkowania, każda zmodyfikowana do 3 x 500 W.

Może działać tutaj coś podobnego, przynajmniej w celu zmniejszenia kontrastu świetlówek do czegoś łatwiejszego w zarządzaniu. Potrzebne byłyby 2 lub więcej podstawek i praca między nimi, aby uniknąć zbyt ingerencji w cienie, a wiele lamp na stoisku znacznie zmiękcza krawędzie cieni.

Lampy fluorescencyjne oparte na diodach LED i wysokiej częstotliwości również by działały, ale uzyskanie intensywności wiązałoby się z dużymi kosztami.

Chris H.
źródło
0

Zastrzel go w 1/125, a twoje problemy z kolorem zostaną rozwiązane. Powolna migawka niweluje skutki rolety. Wierzę, że cykl światła przy 120 Hz. Strzelanie z dokładnością do 1/125 daje jedną falę sinusoidalną, a tym samym najlepsze rezultaty kolorystyczne. Nie ma znaczenia, czy światła są na osobnych obwodach i nie są ze sobą w fazie.

Fotografowanie w 1/60 daje 2 pełne sinusoidy i ten sam kolor, ale musisz martwić się rozmyciem w ruchu.

Drew Cason
źródło
4
Nawet 1/125 jest zbyt wolny, aby wykonać zdjęcia akcji. Próba zamrożenia kopnięcia lub rzutu wymaga krótszego czasu otwarcia migawki.
seanmc
0

Oprócz czasu otwarcia migawki musisz ustawić balans bieli, ale nie korzystaj z automatycznego balansu bieli. Ustaw swój balans bieli na fluorescencyjny, jeśli masz takie ustawienie, ale używając miernika koloru do pomiaru temperatury Kelvina świateł i ustawienie go jako niestandardowego balansu bieli byłoby lepsze.

Alaska Man
źródło
W przypadku wielu lamp fluorescencyjnych będziesz potrzebować bardziej wyrafinowanego pomiaru niż tylko K, ponieważ mają one również odcień na osi zielony / purpurowy.
mattdm,