Che colore ha la notte: il bilanciamento del bianco col telefono

Due serie sulla stessa costellazione, la stessa notte, lo stesso treppiede. La prima esce con un fondo cielo bruno, che tira all’arancione. La seconda, un’ora dopo, è azzurrina. Nel frattempo non è cambiato niente di visibile: stesso posto, stessi lampioni, stesse impostazioni salvate nell’app. È cambiato quello che il telefono ha deciso fosse bianco. Lo ha deciso da solo, e continua a decidere, fotogramma per fotogramma, mentre voi guardate il cielo.

Il bianco è un’ipotesi

Il bilanciamento del bianco non misura la luce che illumina la scena. La indovina. L’algoritmo guarda l’immagine, formula un’ipotesi su che tipo di sorgente abbia acceso quel che sta inquadrando, e applica i guadagni necessari perché una superficie neutra torni neutra. La documentazione di Android lo dice senza giri di parole quando descrive le aree di misurazione dedicate al bianco automatico: servono alla «stima dell’illuminante». Stima, appunto.

Il catalogo delle alternative è la parte che interessa a noi. Quando il bianco automatico viene spento, il dispositivo offre una lista di illuminanti presunti: luce diurna, diurna nuvolosa, incandescenza, fluorescenza, crepuscolo, ombra. Sei situazioni, tutte diurne o domestiche. Nessuna somiglia a un cielo notturno a duemila metri, e nessuna somiglia alla periferia di una città con i lampioni accesi.

Due lampadine di riferimento, e nessun cielo

Il problema comincia più a monte, in fabbrica. La caratterizzazione cromatica di un sensore si ancora a due illuminanti standard di riferimento, i valori intorno ai quali vengono calcolate le matrici di conversione dal colore nativo del sensore allo spazio di uscita. L’elenco ammesso da Android è quello classico della colorimetria: D50, D55, D65, D75, la sorgente standard A, il tungsteno, le varie fluorescenze con le rispettive fascette di temperatura, il flash, l’ombra. Sono lampade e giornate. Tutto il resto è interpolazione fra quei due punti.

Una foto notturna cade fuori dalla mappa. La luce che arriva al sensore è una miscela senza precedenti in un salotto: la componente artificiale che l’atmosfera diffonde sopra le città, oggi quasi tutta LED a spettro largo dove un tempo c’era il sodio con la sua riga stretta nell’arancione, l’emissione propria dell’alta atmosfera, che lavora per righe strette invece che su un continuo, e infine le stelle, che hanno colori diversi le une dalle altre. Nell’inquadratura non esiste una sola superficie neutra da cui partire. Chiedere a un estimatore addestrato a trovare il grigio dentro una stanza di trovarlo lì dentro è una richiesta che non ha una risposta giusta.

Quello che il bilanciamento fa davvero

Sotto il nome elegante c’è una moltiplicazione. Il bianco viene applicato come un vettore di guadagni sui canali del mosaico Bayer, seguito da una matrice tre per tre dopo l’interpolazione cromatica: la documentazione parla di «guadagni applicati ai canali colore del raw Bayer per il bilanciamento del bianco». Due dettagli di quella pagina valgono la serata. Il primo: l’intervallo garantito senza tagli va da 1,0 a 3,0. Il secondo: guadagni sotto 1,0, dove pure il dispositivo li consenta, «di solito sono sconsigliati, perché possono creare artefatti di colore». Apple descrive la stessa geometria con altre parole, dicendo che ciascun canale accetta valori compresi fra 1,0 e il guadagno massimo del dispositivo.

Si moltiplica verso l’alto, insomma. Non si divide. Il canale che spingete si porta dietro il proprio rumore nella stessa proporzione, e in una foto di cielo il canale blu è quasi sempre il più sporco della compagnia: un guadagno di 2,4 sul blu vi restituisce un cielo con la dominante giusta e la grana raddoppiata.

C’è una seconda conseguenza, più subdola, e riguarda la geometria della correzione. I guadagni sono tre numeri validi per l’intero fotogramma. Una dominante che cambia da un angolo all’altro dell’inquadratura, il caso normale quando il paese illuminato sta a sinistra e lo zenit pulito in alto a destra, non ha nessun bilanciamento del bianco capace di sistemarla. Potete neutralizzare il centro e rovinare i bordi, oppure il contrario. Quel lavoro appartiene alla sottrazione del gradiente in elaborazione, e confonderlo col bilanciamento costa ore.

Trecento fotogrammi, trecento bianchi diversi

Sui telefoni la modalità predefinita è la peggiore possibile per noi. Apple la chiama bilanciamento automatico continuo e la descrive per quello che è: una modalità che «monitora continuamente il bilanciamento del bianco e lo regola quando necessario». Per un video di un bambino che passa dal sole all’ombra è esattamente la cosa giusta. Su trecento scatti dello stesso campo stellare significa che i guadagni scivolano mentre il cielo ruota, mentre passa un velo di cirri, mentre i fari di un’auto illuminano la siepe per due secondi.

Poi si somma. Lo stack media fotogrammi che non sono d’accordo sul colore, e il risultato lo riconoscete al volo: chiazze cromatiche lente sul fondo, saturazione slavata, stelle tutte dello stesso bianco sporco. L’allineamento non c’entra e il rigetto degli outlier nemmeno, perché nessun fotogramma è anomalo: sono anomali tutti, un pochino, ciascuno a modo suo.

Bloccarlo come si deve

Android documenta una procedura, e conviene seguirla alla lettera. Si blocca il bianco automatico, si aspetta il primo risultato che torna indietro con il blocco già attivo, si copiano quei valori dentro una richiesta impostata in manuale, e solo allora si comincia a raccogliere. L’attesa in mezzo ha una ragione precisa, che la stessa pagina spiega: la fotocamera tiene una coda di richieste in volo, quindi le impostazioni che finiscono bloccate «non corrispondono necessariamente» a quelle dell’ultimo risultato che avete visto. Tradotto in gesti: dopo aver bloccato, i primi scatti si buttano.

Sull’altro versante il meccanismo è gemello. Apple espone un metodo che porta il dispositivo in stato bloccato con guadagni espliciti, e una conversione che trasforma i guadagni specifici del dispositivo in valori «indipendenti dal dispositivo» di temperatura e tinta. La differenza è pratica: la coppia temperatura più tinta la potete annotare sul telefono e ritrovare la settimana dopo, i guadagni grezzi no. Dalla parte Android, l’API 36 ha aggiunto una modalità che accetta direttamente i kelvin e una tinta, con i valori fuori scala riportati dentro l’intervallo dichiarato dal dispositivo, sempre che il dispositivo la supporti.

Il valore che scegliete conta meno della sua immobilità. Fissatelo, annotatelo, non toccatelo più fino a fine serata. E se scattate in RAW la decisione resta aperta in sviluppo, come abbiamo già raccontato, con un avvertimento: se ogni file arriva con un bianco diverso registrato allo scatto e il programma di somma applica a ciascuno il suo, il formato grezzo non vi ha salvato da niente. Il blocco resta obbligatorio.

Il colore si giudica alla fine

Il verdetto sul colore non si dà davanti al singolo scatto. Si dà dopo la somma e dopo l’allungamento dell’istogramma, che amplifica anche la dominante insieme a tutto il resto. A quel punto il gesto standard è portare il fondo cielo a un grigio neutro, con i tre canali allineati sullo stesso livello. Il fondo funziona da riferimento per l’occhio, che legge ogni altro colore dell’immagine in rapporto a quello: se resta tinto, sposta la percezione di tutto ciò che ci sta sopra.

La verifica arriva dalle stelle, che sono l’unico riferimento onesto in una foto notturna. Un campo largo ne contiene di aranciate e di bianco azzurre, e la differenza non è un artefatto: dipende dalla temperatura della loro superficie. Se dopo lo stretching le vostre sono tutte bianche, avete saturato i nuclei, e quello che state guardando è fondo scala. Se sono tutte della stessa sfumatura, il bilanciamento è da rifare.

Il bianco di una foto del cielo è una convenzione, e la scegliete voi. L’unico errore grosso è lasciarla scegliere trecento volte in tre ore a un algoritmo che sta cercando una tovaglia bianca in mezzo alle stelle.