Błędne ustawienie balansu bieli niesie za sobą przykre konsekwencje. Może się bowiem okazać, że wszystkie zdjęcia ze spaceru po zabytkowych dzielnicach miasta mają niebieską dominantę, a fotografie z urodzin przyszłej teściowej są paskudnie zaczerwienione (najbardziej zaś twarz solenizantki, co z pewnością nie przysporzy nam jej sympatii). Niekiedy różnice są bardziej subtelne, choć równie ciekawe – np. po sesji w plenerze okazuje się, że na wszystkich kadrach trawa jest niebieskawa. Pojawiają się wówczas pytania: dlaczego tak się stało i jak tego uniknąć w przyszłości?
O pewnej właściwości światła
Postrzegane przez nas kolory różnych przedmiotów nie są niezmienne w każdych warunkach. Zależą one od padającego na te obiekty światła, gdyż to właśnie ono – odbijane bądź przechodzące przez nie – po dotarciu do naszych oczu staje się rzeczywistym źródłem obrazu powstającego w mózgu (pomijam tu sytuację, w której oglądany przedmiot świeci własnym światłem). Światło tzw. białe jest w rzeczywistości mieszaniną różnych barw należących do jego spektrum (czasem możemy je zobaczyć na niebie w pełnej okazałości jako tęczę). Jednak nie wszystkie te barwy są wymieszane ze sobą w równych proporcjach. W praktyce zawsze pewna grupa ma większy udział – jest to jedna z przyczyn, dla których światło zawsze ma tzw. dominantę.
Szczególnym rodzajem dominany jest ta, którą opisujemy za pomocą temperatury barwowej. Parametr ten określa wrażenie barwy światła, uznawanego powszechnie za „ciepłe” lub „zimne”. Mamy tu zatem do czynienia z dominantą przechodzącą od koloru pomarańczowego, przez niemal biały, do bladoniebieskiego. Jest w tym jednak pewna pułapka słowna: światło określane potocznie jako ciepłe ma niską temperaturę barwową, a zimne – wysoką (kwestię tę wyjaśniamy dokładniej na ostatniej stronie tego artykułu).
Jak przystało na parametr wywodzący się z nauk ścisłych, temperatura barwowa wyrażana jest w kelwinach, czyli jednostce temperatury zdefiniowanej w układzie SI, tożsamej ze skalą Celsjusza, przy czym pozbawionej wartości ujemnych (0 kelwinów to -273,15 stopni Celsjusza). Istnieje szereg określonych wartości temperatur barwowych różnych źródeł światła takich, jak świeca (1850 K), żarówka (2800 K) czy światło słoneczne (5000–6500 K, w zależności od pory dnia i pogody). Istnieją też źródła światła, których temperatura nie ma wiele wspólnego z dominantą barwną. Przyjmuje się dla nich pewne uproszczenie i określa, jaka temperatura najbardziej odpowiada jego barwie, np. dla świetlówki jest to 5000 K.

Zmiana dominanty światła w zależności od jego temperatury barwowej. Jak widać najbardziej zbliżone do bieli jest światło o temperaturze około 6500 kelwinów. Odpowiada to światłu Słońca filtrowanemu przez warstwę chmur.

Jak aparat rozpoznaje barwy?
Dzięki ogromnej pracy, jaką wykonuje nasz mózg, potrafimy w dużym stopniu prawidłowo rozpoznawać te same kolory różnych obiektów w świetle słonecznym, żarowym czy pochodzącym z lampy jarzeniowej. Przedmiot oświetlony przez światło świecy lub znajdujący się w blasku dnia wygląda dla nas tak samo i ma takie same kolory – przynajmniej do tego stopnia, że jesteśmy je w stanie rozpoznać i nazwać. Udaje nam się to, ponieważ umiemy bardzo szybko i precyzyjnie określić rodzaj światła, który nas otacza, a ponadto po prostu pamiętamy, jakie kolory mają przedmioty wokół nas. Na podstawie tych danych w błyskawicznym tempie rozpoznajemy kolory wszystkiego, co znajduje się w naszym polu widzenia. Niestety aparaty fotograficzne nie potrafią tego tak dobrze, jak my.
W artykule Typy matryc aparatów cyfrowych Marcin Pawlak przedstawił podstawowe zasady działania przetwornika obrazu w aparacie cyfrowym. Komórki światłoczułe reagujące na barwy składowe (zazwyczaj czerwoną, zieloną i niebieską) przetwarzają natężenie światła na impulsy elektryczne, a te z kolei są tłumaczone na wartości liczbowe, na podstawie których później obraz odtwarzany jest ponownie z jego barw składowych. Podobny proces zachodzi w fotografii analogowej, z tym że w tym wypadku mamy do czynienia z substancjami fotochemicznymi reagującymi na fale światła o różnej długości. Jednak mechanizm taki dawałby prawidłowe rezultaty tylko przy założeniu, że fotografowany obiekt oświetla światło wyłącznie idealnie białe, co w naturze się po prostu nie zdarza. Aby kolory na zdjęciu odwzorowane były poprawnie, tzn. tak, jak my byśmy je postrzegali, aparat musi jeszcze dysponować informacjami o oświetleniu sceny i na ich podstawie wprowadzić do kolorystyki odpowiednią korektę.

Automatyka aparatu zazwyczaj całkiem nieźle radzi sobie z ustawianiem balansu barw. Jednak czasami możemy chcieć otrzymać obraz nieco cieplejszy lub chłodniejszy. Na tym przykładzie sfotografowano kaczą parę w świetle dziennym, przy lekkim zachmurzeniu, z wykorzystaniem automatycznego balansu bieli. Następnie trzykrotnie zbalansowano biel na inne światło niż było w rzeczywistości: na światło żarowe, jarzeniowe oraz naturalne w głębokim cieniu. Efekty widać na zdjęciu.

Proces kompensacji barw w aparacie cyfrowym nosi nazwę balansowania bieli (ang. white balance). Może być on dokonywany automatycznie lub manualnie. W tym pierwszym wariancie zdjęcie jest analizowane pod kątem odnalezienia najjaśniejszego (ale nie wypalonego) fragmentu zdjęcia. Punkt ten jest przyjmowany za wzorzec bieli lub neutralnej szarości i w oparciu o niego dokonywana jest korekta całego obrazu. Jak można się domyślić, mechanizm ten nie zawsze zdaje egzamin i wówczas może się pojawić konieczność manualnego dopasowania kolorystyki zdjęcia.