Beyaz dengesi tam olarak nedir?


10

Bir beyaz dengesi konfigürasyonu ayarlarken, sıcaklık ve yeşil-macenta kaymasını, sahnemizi aydınlatan ışık kaynağından yayılan ışığın gerçek dağılımı ile en yakın ilişki içinde olan bir dalga boyu-yoğunluk dağılımına ayarlarız.

Anlamadığım şey, kameranın RGB renk verilerini kaydetme şeklini değiştirmek için bu bilgileri ne şekilde kullandığıdır. Bu ideal dağılımın sensörümüzü eşit olarak aydınlattığını varsayarsak, beyaz / gri nesnelerin sensörün tamamı üzerinde belirli bir Kırmızı / Yeşil / Mavi yoğunluğunu sergilemesini bekleriz ve bu kalıbın işlemdeki eşit RGB değerlerine eşleneceğini varsayıyorum. beyaz dengesi düzeltmesi. Ben sadece burada tahmin ediyorum.

  • Nasıl tam olarak sensör üzerinde RGB photosites ham veriler ışık dağılımını modellenmiş beyaz dengesini kullanarak piksel RGB değerlerine dönüştürülür mı? Sensördeki küçük bir yamanın kırmızı, mavi ve yeşil kanallarının her biri aynı sayıda foton toplarsa, neden bu eşit RGB değerlerine sahip bir pikselle temsil edilmiyor? Bunu ışık kaynağına göre deforme ederek neden 'düzeltiyoruz'?

  • Beyaz dengesi doğru seçilirse, ışık kaynağı saf beyaz gibi görünmez mi? Işık kaynaklarının genel olarak saf beyaz görünmemesi gerçeği ile çelişmektedir.

  • Bir görüntünün nesnelerin renklerini doğru bir şekilde temsil etmemesini, ancak vizyonumun tabi olduğu renk dökümünü dahil etmesini istiyorsam, hangi beyaz dengesi yapılandırması bunu başaracak? Renk dökümünü değiştirmeyen bir tür küresel 'nötr' ayar var mı? Örneğin, kırmızı güvenlik ışığı açıkken karanlık bir odada beyaz nesneler beyaz görünmez. Fotoğraflarımda da beyaz görünmelerini istemiyorum.

Beyaz dengesi yapılandırmasının iki parametresi (sıcaklık ve macenta-yeşil kayma), kameranın düşündüğü şeyi sahnenin aydınlatmasının dalga boyu-genlik özelliği olarak değiştirir. RGB kanallarının parlaklığını değiştirmek için bu bilgiyi (formüller; prensipte amaçladığı şey) nasıl kullanır?


9
"Bunu neden 'düzeltiyoruz' <- çünkü gözlerimiz (veya daha doğrusu beyinler) de yapıyor. İnsanlar (ya da diğer canlılar) için önemli olan , nesnelerin yansıttığı ışığın rengi değil , öncelikle nesnelerin rengidir . Böylece beyin renkleri / nesneleri daha iyi tanıyabilmek için farklı renkteki ışık kaynaklarını düzeltir. Kameralarda beyaz dengesi düzeltmesinin amacı bunu taklit etmek ve "doğal" görünen fotoğraflar üretmektir. Bunun arkasında temel fizik yasaları yok, tamamen insan algımızı taklit etmekle ilgili.
Szabolcs

Ama beynim sarı bir odada beyaz nesneleri filtrelemiyor, böylece beyazlar. En azından tamamen değil. Beyin , kamera tarafından eşleştirilmesi gereken bir tür kısmi düzeltme yapıyor mu?
Myridium

Demek istediğim, sarı ışık kaynağı ile kırmızı ışık arasındaki farkı söyleyebilirim - beynin ayırt edilemeyecek şekilde renk tonunu tamamen düzeltmesi gibi değil. Ama sanki bir fotoğraf makinesindeki beyaz dengesinin yapmayı amaçladığı şey bu.
Myridium

1
Demek istediğim sarı ışık kaynağı ile kırmızı ışık arasındaki farkı söyleyebilirim Ama gün ışığında kırmızı bir nesne ile beyaz bir LED ışığı altında iç mekandaki kırmızı bir nesne arasındaki farkı söyleyebilir misiniz? Hayır - kepek düzeltiyor. Evet - Çok seçici davranıyorsun. ;) Bir kamera yapabilir ve değiştirebilir.
BBking

2
@Myridium Mesele şu ki - 3000K akkor ampulle aydınlatılan beyaz bir nesneye baktığınızda, beyniniz nesnenin beyaz olduğunu biliyor çünkü ortam sarımsı renk tonunu telafi ediyor (ve tungsten ışığı objektif olarak çok sarı-turuncu olmasına rağmen Bunu "beyaz" olarak düşünüyoruz.) Ancak, çok sıcak beyaz dengesi olan bir fotoğrafa baktığınızda yanlış görünecek çünkü bu durumda ortam ışığı değil kirli beyaz fotoğraf ortamda fotoğrafa bakıyorsunuz.
JohannesD

Yanıtlar:


12

Gözlerimiz ve beynimiz günlük olarak LSD'nin etkilerini nispeten evcilleştiren şeyler yapar.

Beynimizin yaptığı şeylerden biri, kendi renk dengeleme aktivitesidir. Kimse neden kesin olarak bilmiyor, ama bunu teorize ediyoruz, böylece avı gölgelerin içine ve dışına kaçarken izlemek daha kolay olacak (avlar gölgedeyken mavi gökyüzünü yansıtıyor, böylece daha mavileşiyorlar). Nedeni ne olursa olsun, beynimiz bunu yapar.

Bir dalgıç olursanız bu oldukça açıktır. Kırmızılar su sütunu tarafından oldukça hızlı bir şekilde kesilir. Aslında, 30 metrede kırmızı bir kamuflaj rengidir. Ancak dalış yaparken bunu algılamıyoruz. Mükemmel renkler gördüğümüzü düşünüyoruz. 30m suda beyaz bir kart tutun ve size "beyaz" görünür.

Şimdi o kartın fotoğrafını çekin. Fotoğraf makinesi ham foton sayısını görür. Buna olduğu gibi diyecektir. Çok daha az sayıda kırmızı foton kameraya çarpacak, bu yüzden resimde daha az kırmızı kaydedilecek. Sorun değil!

Renk dengeleme ihtiyacı, su altında 30m olmadığınızda bu fotoğrafları görüntülemeye çalıştığınızda gelir. Beyniniz renk dengeleme işini, su altında olduğu gibi yapacak, ama şimdi odadaki algılanan aydınlatma ile yapıyor. Makul bir şekilde aydınlatılmış bir odadaysanız, beyniniz beyaz bir nesneyi (fotoğrafın etrafındaki basılmamış beyaz jant gibi) "beyaz" olarak algılaması için kendini ayarlayacaktır. Şimdi resim korkunç mavi görünüyor. Bu, derinlemedeyken kaç kırmızı fotonun gözünüze çarptığının doğru bir modelidir, ancak şimdi beyniniz artık renk düzeltmesi yapmamaktadır.

Çözelti beyaz dengeleyicidir. Resimdeki "beyaz" bir nesneyi (aslında bir grup mavimsi piksel) seçiyor ve "İnsanların bunun beyaz olduğunu düşünmesini istiyorum." Yazılım, beyninizin daha önce yaptığı şeyi etkili bir şekilde yapmak için bazı renk haritalaması yapar. Bir kez basıldığında, bu piksel bölgesi odadaki ışığın rengini alır (genellikle oldukça sarımsı), ancak şimdi beyniniz düzeltmelerini düzgün bir şekilde yapar ve beyazı algılarsınız!

Bu neredeyse hikayenin sonu. Bu, yazdırma için oldukça iyi çalışır. Ekranda, beyin renk düzeltmelerinde iyi tahminler yapmakta biraz daha zorlanıyor çünkü ekranın parlaklığı çevrenizdeki odadaki ışıkla ölçeklenmiyor. Bir fotoğrafı profesyonel olarak düzenliyorsanız, çok sabit aydınlatmalı bir oda seçmek yaygındır ve monitörü "renk dengesi" yaparak "beyaz" olarak gösterilen şeylerin basıldığında "beyaz" olarak görünmesini sağlayın!


Monitördeki bir görüntüye baktığımızda, bu görüntünün beyaz dengesinin doğru bir şekilde dengelenmesi için, gözlerimizin bu monitörde ne tür bir düzeltme yaptığını da bilmeliyiz, değil mi? Örneğin, bizimle birlikte karada doğru beyaz dengede olan okyanusa fiziksel, su korumalı bir fotoğraf çektiysek, artık okyanusun altına bakmayacak, değil mi? Kırmızı ve yeşil abartılı olurdu. Peki bir fotoğrafı beyaz olarak 'doğru' dengelediğimizde, fotoğrafın düzgün görünmesi için hangi standart ışıklandırma koşullarını hedeflemeliyiz?
Myridium

@Myridium: Fotoğraf fiziksel bir ortamdır. Gösterdiği gerçek renk (fotonlarda) ışığın düşmesine bağlı olduğundan, resminizi "kağıdın beyazı" beyaz noktanız olarak dengelerseniz, okyanus ışığında kırmızıların olmaması kağıt beyazına neden olur Resmin bazı kısımları (foton) mavi olacak, gözünüz beyaza dönecektir. LCD monitörünüzü düşürdüyseniz ve aynı deneyi yaptıysanız, garip bir şekilde kırmızı görünecektir.
Cort Ammon

Mükemmel cevap. Görüntüyü bir monitörde ve kağıda görüntüleme arasındaki farktan bahsettiğiniz için, kağıt seçiminin de rol oynadığına dikkat çekeceğim. Fotoğraf baskı kağıdını "beyaz" olarak düşünüyoruz, ancak farklı kağıtları yan yana karşılaştırırsanız, renklerinin biraz değiştiğini göreceksiniz. Bazıları "parlak beyaz", bazıları ise sarımsı bir renk alır.
Caleb

3

Bunu ışık kaynağına göre deforme ederek neden 'düzeltiyoruz'].

Çünkü görsel sisteminiz farklı renklerin yoğunluklarındaki göreli değişikliklere yanıt verirken, kamera sensörü mutlak yoğunlukları kaydeder. Bir süre sodyum sokak lambasının altında durursanız, güneş ışığından oldukça farklı bir renk olmasına rağmen bu ışığın "beyaz" olmasına alışırsınız. Ve güneş ışığının kendisi günün saatine, atmosfer koşullarına vb. Bağlı olarak renk değiştirir, ancak çoğu zaman güneş ışığını da "beyaz" olarak düşünürüz.

Beyaz dengesi doğru seçilirse, ışık kaynağı saf beyaz gibi görünmez mi?

Korelasyonun bu kadar doğrudan olduğunu düşünmüyorum. Bir odayı aydınlatan bir akkor lamba düşünün - odadaki nesneleri aydınlatan ışığın çoğu, baktığınız nesnelere çarpmadan ve gözünüze sıçramadan önce muhtemelen duvarları ve diğer nesneleri yansıtır. Bu yüzden duvar rengini vb. Dikkate almanız gerekir. Fotoğraftaki bir kağıdın fotoğrafta beyaz görünmesini sağlamak için kameradaki beyaz dengesini ayarlarsanız, odanın geri kalanı bir rol oynadığı için ışık kaynağının bir resmi yine de biraz beyaz görünebilir. (Genellikle, çıplak bir ampulün fotoğrafını çekerseniz, sadece aşırı pozlanmış olduğu için çok beyaz bir şey alırsınız.)

Bir görüntünün nesnelerin renklerini doğru bir şekilde temsil etmemesini, ancak vizyonumun tabi olduğu renk dökümünü dahil etmesini istiyorsam, hangi beyaz dengesi yapılandırması bunu başaracak?

RAW bunu yapar - sensörün ayarlamadan tam olarak ne gördüğünü kaydeder. Bununla birlikte, beyaz dengesi ayarını da kaydeder, böylece yazılımınız görüntüyü oluştururken uygun bir ayarlama yapabilir.


Bu ham renk verilerini görmemizi sağlayan beyaz dengesi yapılandırması var mı? RAW'da bulunduğunu kabul ediyorum, ancak nasıl ayıklayabilirim? Ayrıca: ortam 'sıçrayan' ışık hakkında büyük nokta! Bunu düşünmemiştim.
Myridium

2
RAW verilerinin rengi yoktur, sadece her piksel için tek renkli parlaklık değerlerine sahiptir. Veriler toplandığında, Kırmızı, Yeşil veya Mavi ışık için filtrelenen pikseller arasındaki değerler arasındaki farklar dikkate alınır. Seçilen beyaz nokta, RGB mozaik filtresinin her bir rengi için kesin sapmayı belirler. Daha sonra her piksel için bir RGB değeri, her pikselin değerine ve çevresindeki piksellerin değerlerine göre enterpolasyonlanır.
Michael C

1
Orta bölüm için +1. Çoğu zaman yansıtılan ışığın diğer nesnelerden gelen etkisi yok sayılır. Salıncakta havada yüksek bir çocuğun dışarıda fotoğrafını çekin. Ardından, aynı çocuğun bir dakika sonra aynı güneş ışığının altında, çok yeşil çimlere yatan zemin seviyesinden bir fotoğraf çekin ve çimlerinden yansıyan güneş ışığından dolayı cilt tonu ve giysi renkleri arasındaki farkı kritik bir şekilde inceleyin.
Michael C

3

Merak ettiğiniz şeyin genel cevabı, gözlerimiz veya bir kamera tarafından kaydedilen basit fotometrik sahne ile bu ham verileri insan algılama süreçleri aracılığıyla filtrelemenin sonuçları arasında büyük bir fark olması. Yakından olabilir yaklaşık soruyorsun ile ilgili olabilecek bir insan algısal fenomen bu bir dahi sayede, miktar ışık onun "warmness" veya "serinlik" bizim sübjektif izlenim etkileyebilir.

Umarım daha iyi cevaplar olacaktır, ancak durumun ne kadar karmaşık olduğunu düşünmeye başlamak için bir yer. :)

Bu arada, ışık kaynaklarındaki varyasyonların bilinçli olarak farkında olma yeteneğinin insanlar arasında biraz değiştiğinden ve buna dikkat etmeye başladığınızda muhtemelen bir dereceye kadar “öğrenilebildiğinden” şüpheleniyorum ... en azından, biliyorum daha önce olduğumdan çok daha fazla farkındayım.

EK DÜŞÜNCE: Son noktanıza cevap olarak, bir sahnede açık renk izlenimi yakalamak istediğimizde bile, kameranın gerçek, "nesnel" izlenimi hala çok güçlü, çünkü izlenimlerimiz açık renkten haberdar olsak bile muhtemelen en azından bir dereceye kadar "düzeltiliyor". En iyi sübjektif sonuç, muhtemelen, farkın bölünmesiyle elde edilir.


Yorum-cevap için teşekkürler. Düşüncelerim bu çizgide ilerliyordu. Belki de gözlerimiz azalır, ancak renk dökümünü ortadan kaldırmaz. Daha sonra beyaz dengesi, gözlerimizle aynı mutlu ortamı bulmaya ayarlanacaktır.
Myridium

2

Beyaz dengesi tam olarak nedir ?

'Beyaz'ın renk dengesi / beyaz dengesi yoktur. Işık kaynaklarının renk dengesi vardır. Bir şeyin beyaz görünmesi veya çoğaltılması için gereken bir kamera sensörü tarafından toplanan ışığın amplifikasyonu bir renk dengesine sahiptir. Herhangi bir renk sıcaklığı / beyaz dengesinin ışığı, yeterince tam spektrumlu bir fotoğrafta beyaz görünmek için yapılabilir. Ayrıca, o ışık altında çektiğimiz görüntüdeki kırmızı, yeşil ve mavi kanalların amplifikasyonunu ayarlayarak turuncu, mavi, kırmızı veya görünmesini istediğimiz herhangi bir renge bakmak için yapılabilir. Fotoğraflarda üç renk kanalı için beyaz dengesini toplam kanal amplifikasyonu olarak adlandırıyoruz .

Farklı ışık kaynakları, farklı renk sıcaklıklarında ve renk tonlarında ışık yayar. Görünür spektrumun çoğunu veya tamamını içeren ışık yayan "beyaz ışık" kaynakları bile ışıklarının çoğunu genellikle çeşitli renk sıcaklıklarında ortalar. Eğer bu ışık kaynakları 'kara cisim radyatörleri' olarak bilinirse, yaydıkları ışık Kelvin derecesinde ölçülen sıcaklıklarına göre belirlenir. Örneğin, yıldızların yüzeylerindeki parlayan gazlar siyah gövdeli radyatörlerdir. Çoğu metaller parlamaya başlayana kadar ısıtılır, daha sonra erir ve yeterince sıcak ısıtıldığında buhar haline gelir. Siyah gövde radyatörlerinden belirli renkler üreten sıcaklık ölçeği Kelvin derece olarak ifade edilir ve renk tekerleğinin bir tarafındaki maviden diğer taraftaki sarıya hareket eden bir ekseni. Biz bunu kastediyoruzRenk Sıcaklığı .

Ancak renk sıcaklığı 360 ° renk tekerleğinde sadece tek bir eksendir. Beyaz dengesi dediğimiz rengin tamamını içerir. Siyah gövde radyatörü olmayan ışık kaynakları, renk sıcaklığı ekseni boyunca bulunmayan bir renk olan ışık yayabilir. Bu tür ışık, kırmızı renkte olabilir veya renk sıcaklığı ekseni boyunca düşen en yakın renkten daha yeşil olabilir. Bazen buna yeşil diyoruz ← → kırmızı eksen tonu veya renk tonu. Bir ışık kaynağının baskın rengini tam olarak ifade edebilmek için, sadece mavi renkteki → ← sarı renk sıcaklığı ekseni boyunca konumunu tanımlamamız gerekmiyor, aynı zamanda yeşil renkli dikey → mavi ← → kehribar ekseni. (Bir ışık kaynağını doğru bir şekilde tanımlamak için sadece bir renk sıcaklığı kullandığımızda, bunun nedeni o ışık kaynağının renk tonunun nötr olmasıdır - yani, yeşil veya macentaya karşı önyargı olmadan renk sıcaklığı eksenine düşer.) Çoğu doğal ışık kaynağı Renk sıcaklığı ekseni boyunca düşen ışık yayar.

Yine de, o ışığın en baskın bileşeni olan mavi ← → kehribar ve yeşil ← → eflatun miktarını tanımladığımız zaman, ışığın doğasını bir ışık kaynağından tam olarak açıklamıyoruz.

Işık kaynakları sadece belirli bir dalga boyunda (gözlerimizin / beynimizin belirli renkler olarak yorumladığı) ışık yaymakla kalmaz, aynı zamanda bazı kaynaklar diğerlerinden daha geniş dalga boyu / renk aralığına sahip ışık yayar. Örneğin, tungsten ampuller yaklaşık 3000K merkezli ışık yayar. Ancak, görünür ışığın neredeyse tüm dalga boyu aralığının bir miktarı, bir tungsten ampulünden gelen ışığa dahil edilir. Sadece bir tungsten ampulün verdiği ışığa yaklaşık 3000K aralığında hakimdir. Sodyum buhar ışıkları ise 2500K civarında çok dar bir ışık yayar. Ancak yüksek basınçlı sodyum buharı ışıkları, görünür spektrumun bazı çok geniş segmentlerinde hiç ışık yaymaz. Yaydıkları ışığın neredeyse tamamı 2500K'ya çok yakın. Görünür ışık dediğimiz dalga boyu aralığının daha sınırlı bir spektrumunu yayan kaynaklar, aydınladıkları nesnelerin doğru rengini elde etmek için beyaz dengesi düzeltmesi yapmaya çalıştığımızda daha da sorunludur. Bir ışık kaynağı hiç mavi ışık yaymıyorsa, mavi nesnelerin yansıtması için hiç ışık olmayacaktır. Yükseltilecek mavi sinyal yoksa, mavi kanalı ne kadar güçlendirdiğimiz önemli değildir, mavi görmeyiz (kameranın mavi kanaldaki okuma gürültüsünün neden olduğu sahte mavi dışında).

Fotoğraf makinesi tarafından toplanan ham bilgiler ile sonuçlandırmak istediğimiz fotoğraf arasında beyaz görünen bir şey yaptığımız ayarlamalar kendi başına bir renk sıcaklığı değil, kırmızı, yeşil ve göreceli güçlerini ayarlayan dengeleyici bir filtredir . kırmızı, yeşil ve mavi değerlerinin beyaz veya nötr gri görünmesini istediğimiz nesnelere eşit olması için resimdeki mavi bileşenleri Belirli bir çarpan setine bir renk sıcaklığı numarası (5500K) veya beyaz dengesi adı (soğuk floresan) atarız, çünkü o renk sıcaklığı üzerinde ortalanmış ışık altında çekilen bir fotoğrafı telafi etmek için gereken uygun olanı ve bununla renk tonu.Kullanılan ışık çok mavi ise, ışığın mavi tonunu düzeltmek için çok turuncu bir filtre uygulamalıyız. Bu nedenle, ham işleme uygulamamızdaki kaydırıcıyı 10000K'ya kadar hareket ettirdiğimizde 10000K ışık çok mavi olmasına rağmen, daha fazla sarı ışık altında çekilen şeylerin turuncu görünmesini sağlar. Bu nedenle, ham işleme uygulamamızdaki kaydırıcıyı 2500K'ya kadar hareket ettirdiğimizde 2500K ışık çok sıcak olsa da, daha sarı ışıkta çekilen şeylerin çok havalı görünmesini sağlar.

Yine, belirli bir renk sıcaklığı ayarında, belirli bir nesnenin beyaz görünmesini sağlamak için renk tekerleği üzerinde kabaca mavi dikey → sarı eksene doğru çalışan yeşil ← → kırmızı eksen ayarını da değiştirmemiz gerekebilir. Bunun nedeni, tüm ışık kaynaklarının tam olarak bir siyah gövde radyatörünün Kelvin cinsinden sıcaklığı tarafından tanımlanan renk sıcaklığı sürekliliği boyunca düşen ışık yaymamasıdır. Örneğin, şu anda birçok küçük gece kulübünde sahne aydınlatması için kullanılan LED aydınlatma, siyah vücut radyatörünün herhangi bir sıcaklıkta yaydığından çok daha fazla macenta renk tonuna sahip olabilir. Öte yandan, tipik eski stil floresan ışıklar, siyah bir cismin yayılacağından çok daha yeşil bir renk yayar.

Çektiğimiz bir fotoğrafın renk sıcaklığı ayarını değiştirdiğimizde, fotoğraf çekilirken mevcut olan ışığın rengini değiştirmeyiz. Bunun yerine, diğer iki RGB kanalına kıyasla RGB kanallarının her birinin ne kadar amplifiye edildiğini değiştiriyoruz.

Bir beyaz dengesi ayarı belirli bir renk sıcaklığı ve renk tonu ışığında çekilen bir fotoğrafa uygulamak için uygundur, kırmızı, yeşil ve mavi kanallar için çarpanları kümesidir. Bu, fotoğraftaki çeşitli nesnelerin hangi renkte görüneceğini etkiler, ancak "beyaz dengesini" değiştirmez, çünkü bu nesnelerin beyaz dengesi yoktur - onları aydınlatan ışığın beyaz dengesi vardır.

Işık altında beyaz bir nesneyi 2700K olan fotoğraflıyorsak, o nesnenin fotoğrafımızda beyaz görünmesi için 2700K renk sıcaklığı ayarı uygulamamız gerekir . Aynı nesneyi 8000K üzerinde ortalanmış ışık altında fotoğraflarsak, nesnenin fotoğrafımızda beyaz görünmesi için 8000K renk sıcaklığı ayarını uygulamalıyız . 2700K aydınlatma altında çekilen ilk görüntüye 5000K ışık için uygun RGB çarpanları (yani bir renk sıcaklığı ayarı ) uygularsak , beyaz nesne sarı / turuncu görünür, 8000K altında çekilen ikinci görüntüye 5000K için uygun RGB çarpanları uygularsak beyaz nesnenin aydınlatılması mavi görünecektir.

Terimi beyaz dengesi de biz doğru girişiminde yolu tanımlamak için kullanılan renk atmaları ışık kaynaklarının bu türleri altında çekilen fotoğraflarda.

Farklı ışık kaynaklarının farklı renk sıcaklıklarında ve beyaz dengesinde ışık yaydığını söylediğimiz zamanı hatırlıyor musunuz? Bu, aydınlatılan şeylerin hangi renklerin göründüğünü etkiler. Gözlerimizin ve beyinlerimizin onları gördüğü rengi etkiler. Kameralarımızın onları gördüğü rengi de etkiler. Kameralarımız gözlerimizin ve beyinlerimizin renk yaratma şeklini taklit edecek şekilde tasarlanmış olsa da, tam olarak aynı şeyi yapmıyorlar.

Göz / beyin sistemlerimiz, çeşitli ışık kaynaklarına, özellikle doğanın şafağından beri doğada bulunanlara uyum sağlamada inanılmaz derecede iyi (bu siyah vücut radyatörlerini hatırlıyor musunuz?). Ayrıca, bu doğal ışık kaynaklarını yakından taklit eden icat ettiğimiz yapay kaynaklarla da oldukça başarılılar. Beynimiz ışık kaynaklarındaki farklılıkları telafi edebilir ve çoğu nesnenin farklı ışık kaynağı türleri altında aynı renk olduğunu algılıyoruz.

Ancak kameralar, yakaladıkları görüntülerdeki kırmızı, yeşil ve mavi kanallara verdikleri yanlılığı ayarlamalıdır. Kameraya, 'gün ışığı' veya 'gölge' veya 'floresan' veya 'tungsten' gibi bir ayar aracılığıyla söylemedikçe, ışık kaynağının renginin, faliyet alani, sahne. Sahneler, sahnenin en parlak kısımlarının nötr / beyaz renk olmadığı gibi beklenen ipuçlarını vermediğinde, kamera çoğu zaman yanlış anlayabilir. Genellikle kameraları farklı bir şekilde kandırabilen bir başka senaryo, çerçevenin çoğunun, kameranın saf beyaz ve saf siyah arasında orta bir parlaklık olarak açığa çıkarmaya çalışacağı tek tip bir parlaklık olmasıdır.


Peki bu nasıl oluyor?

Penceresiz, tamamen karanlık bir odanız olduğunu düşünün. O odada üç ayrı ışık kaynağı var. Biri saf mavi ışık yayar, biri saf yeşil ışık yayar ve biri saf kırmızı ışık yayar. Şimdi elinizde dört kart bulunan o odaya gidin: saf mavi, saf yeşil, saf kırmızı ve saf beyaz.

  • Sadece mavi ışık yandığında, kırmızı ve yeşil kartların yansıtması için doğru renk ışık olmayacak ve böylece siyah görünecektir. Mavi kart ve beyaz kart sadece mavi ışığı yansıtacak ve aynı mavi görünecektir. Böyle bir ışık altında fotoğraf çektirsek, ortaya çıkan fotoğrafta mavi kart ve beyaz kart arasında ayrım yapmanın bir yolu olmazdı.
  • Sadece yeşil ışık yandığında, kırmızı ve mavi kartların yansıtması için doğru renk ışık olmayacak ve böylece siyah görüneceklerdir. Yeşil kart ve beyaz kart sadece yeşil ışığı yansıtır ve aynı şekilde yeşil görünür. Böyle bir ışık altında fotoğraf çektirsek ortaya çıkan fotoğrafta yeşil kart ve beyaz kart arasında ayrım yapmanın bir yolu olmazdı.
  • Sadece kırmızı ışık yandığında, mavi ve yeşil kartların yansıtması için doğru renk ışık olmayacak ve böylece siyah görüneceklerdir. Kırmızı kart ve beyaz kart sadece kırmızı ışığı yansıtır ve aynı şekilde kırmızı görünür. Böyle bir ışık altında fotoğraf çektirsek ortaya çıkan fotoğrafta kırmızı kart ve beyaz kart arasında ayrım yapmanın bir yolu olmazdı.
  • Kırmızı ve yeşil ışıkların her ikisi de açık olduğunda, mavi kartın yansıtması için doğru rengin ışığı olmayacak ve böylece siyah görünecektir. Kırmızı kart kırmızı renkte görünür. Yeşil kart yeşil renkte görünür. Ancak beyaz kart, yansıttığı kırmızı ve yeşil ışığın bir kombinasyonu olacak ve sarı görünecektir. Böyle bir ışık altında fotoğraf çektirsek, kırmızı, yeşil ve beyaz kartlar arasında ayrım yapabilirdik, ancak toplam mavi ışığın yokluğunda, beyaz kartın sadece kırmızıların amplifikasyonlarını değiştirerek beyaz görünmesini sağlamanın hiçbir yolu olmazdı. fotoğrafımızda kırmızı, yeşil ve mavi kanallar.
  • Kırmızı ve mavi ışıkların her ikisi de açık olduğunda, yeşil kartın yansıtması için doğru rengin ışığı olmayacak ve böylece siyah görünecektir. Kırmızı kart kırmızı renkte görünür. Mavi kart mavi renkte görünür. Ancak beyaz kart, yansıttığı kırmızı ve mavi ışığın bir kombinasyonu olacak ve mor / macenta gibi görünecektir. Böyle bir ışık altında bir fotoğraf çektiysek, kırmızı, mavi ve beyaz kartlar arasında ayrım yapabilirdik, ancak toplam yeşil ışığın yokluğunda, sadece kırmızı, yeşilin amplifikasyonlarını değiştirerek beyaz üretmenin hiçbir yolu olmazdı. fotoğrafımızdaki mavi kanallar.
  • Yeşil ve mavi ışıkların her ikisi de açık olduğunda, kırmızı kartın yansıtması için doğru renkte ışık olmayacak ve böylece siyah görünecektir. Yeşil kart yeşil renkte görünür. Mavi kart mavi renkte görünür. Ancak beyaz kart, yansıttığı yeşil ve mavi ışığın bir kombinasyonu olacak ve aqua gibi görünecek. Böyle bir ışık altında bir fotoğraf çektiysek, yeşil, mavi ve beyaz kartlar arasında ayrım yapabilirdik, ancak tamamen kırmızı ışığın yokluğunda, sadece kırmızı, yeşil ve fotoğrafımızdaki mavi kanallar.

Şimdi üç ışık kaynağımızın her birinin bir reostada olduğunu ve bağımsız olarak parlaklık içinde değişebileceğini hayal edin. Mavi ışığı% 20'de, yeşil ışığı% 60'ta ve kırmızı ışığı% 100'de açarsak, çok sıcak bir renk tonuna sahip bir tungsten ampulünden çok benzeyen bir ışığa sahip oluruz. Dört kartımızın fotoğrafını böyle bir ışık altında çekersek, hepsi farklı renkler gibi görünür, ancak renkler kırmızıya doğru kaydırılır. Bununla birlikte, öncekinden en önemli fark, şimdi çalışacağımız her rengin en azından biraz ışığına sahip olmamızdır. Kameranın her bir renk kanalının amplifikasyonunu, kırmızı ışık sadece% 20, yeşil ışık% 33 ve mavi ışık% 100 olarak yükseltilecek şekilde ayarlarsak, her renk beyazımız için aynı parlaklığa sahip olacak şekilde sarılırız ve beyaz görünür.

BÜYÜK bu şekilde yapmaya dezavantaj renklerin artık hiçbiri üç ışıklar% 100 olarak ayarlandı olmuştu ve her üç renk kanalları% 100 güçlendirilmiş olsaydı biz kazanılmış olabilir ne% 20'den herhangi parlaktır olduğunu! % 100 RGB ışığının% 100 RGB amplifikasyonu gibi görünmesi için fotoğrafımızı işlem sonrası% 500 daha yükseltmeye karar verirsek, kameranın okuma sesini de% 500 artıracağız! Bu yüzden , fotoğrafı açığa çıkarmadan önce aydınlatmayı istediğimiz kadar yaklaştırmak her zaman tercih edilir .


Beyaz dengesi modellenmiş ışık dağılımı kullanılarak sensördeki RGB foto sitelerinin ham verileri tam olarak piksel RGB değerlerine nasıl dönüştürülür?

Akılda tutulması gereken şey, bir Bayer maskesindeki filtrelerin mutlak olmadığıdır . İnsan retinasındaki üç tip koni de değildir!

Biraz kırmızı ışık yeşil ve mavi filtrelerden geçer! Bazı yeşil ışıklar kırmızı ve mavi filtrelerden geçer! Bazı mavi ışıklar yeşil ve kırmızı filtrelerden geçer! Sadece işte daha yeşil veya mavi kırmızı filtrelerden alır daha kırmızı ışık. Yeşil filtrelerden kırmızı veya maviden daha fazla yeşil ışık geçer. Kırmızı veya yeşilden daha fazla mavi ışık mavi filtrelerden geçer. Ancak , Bayer filtresini geçip her piksel kuyucuğuna geçiren her bir foton (hangi dalga boyunda dalgalandığından bağımsız olarak), onu bu piksel kuyusunu aşağı çeken diğer tüm fotonlarla aynı şekilde sayılır. Sensörden gelen ham veriler, tek renkli bir parlaklık değeridir her piksel kuyusu için (daha uygun olarak sensel olarak adlandırılır).

resim açıklamasını buraya girin

Aynı şekilde, retinalarımızdaki tüm konilerin görünür ışığın tüm dalga boylarına bazı tepkileri vardır. Sadece yeşil ve kırmızı arasındaki örtüşmenin gözlerimizde kameralarımıza göre çok daha yakın olması.

resim açıklamasını buraya girin

Sensördeki küçük bir yamanın kırmızı, mavi ve yeşil kanallarının her biri aynı sayıda foton toplarsa, neden bu eşit RGB değerlerine sahip bir piksel ile temsil edilmiyor?

Bir kameranın her zaman aynı ağırlığı kullanamamasının nedeni, çeşitli ışık kaynaklarının renginin farklı olmasıdır. Gözlerimiz ve beyinlerimiz genellikle farklı ışık kaynaklarının renk sıcaklığı ve beyaz dengesindeki bu farklılıkları telafi eder. Kameralarımızın biraz daha yönlendirmeye ihtiyacı var. Kamera 'Otomatik WB' olarak ayarlanmışsa, doğru ayarı tahmin etmek için sahnede topladığı bilgileri kullanır. En temel kameralar bunu genellikle resimdeki en parlak şeyin beyaz olduğunu varsayarak yaparlar. Modern kameralar çoğu zaman doğru tahmin edebilmek için çok sofistike hale geldi. Ancak bazı senaryoların düzgün yorumlanmaları hala zordur. Böylece, kameralar kullanıcıya renk sıcaklığını ve beyaz dengesini manuel olarak ayarlama olanağı da verir.

Bunu ışık kaynağına göre deforme ederek neden 'düzeltiyoruz'?

Çünkü çeşitli ışık kaynaklarından gelen ışık beyaz nesnelerden yansıdığında, yansıyan ışık aynı beyaz nesnelerden yansıyan diğer çeşitli ışık kaynaklarından gelen ışığa kıyasla aynı miktarda kırmızı, yeşil ve mavi içermez. Fotoğrafımızdaki nesnelerin renkleri, fotoğraf çektiğimiz sahneyi aydınlatan ışık kaynağının rengine bağlı olarak, ışık sensöre çarptığında zaten 'bozuluyor'. Kusurlu ışık kaynağının neden olduğu 'bozuk' renklere karşı koymak için beyaz dengesi düzeltmesi yapıyoruz .

Beyaz dengesi doğru seçilirse, ışık kaynağı saf beyaz gibi görünmez mi? Işık kaynaklarının genel olarak saf beyaz görünmemesi gerçeği ile çelişmektedir.

Belirli bir ışık kaynağı için "doğru" WB, ışık kaynağındaki her birinin gücüne az çok karşılıklı olan R, G ve B kanallarının bir amplifikasyonudur. Işık kaynağında daha fazla kırmızı varsa, mavi kanalı daha fazla güçlendiririz. Işık kaynağı daha maviyse, kırmızı kanalı daha fazla güçlendiririz.

Bir görüntünün nesnelerin renklerini doğru bir şekilde temsil etmemesini, ancak vizyonumun tabi olduğu renk dökümünü dahil etmesini istiyorsam, hangi beyaz dengesi yapılandırması bunu başaracak?

Işık kaynağına ve ışık kaynağının yandığı nesnelerin renklerine bağlı olacaktır. Başlamak için iyi bir yer, ışık kaynağının sıcaklığı ile yaklaşık 5200K ("gün ışığı") arasındaki renk sıcaklığı ekseni boyunca yolun yaklaşık 1 / 3'ü olabilir.

Renk dökümünü değiştirmeyen bir tür küresel 'nötr' ayar var mı?

Hayır. Gözleriniz ve beyniniz her zaman şu ya da bu şekilde farklı ışık kaynaklarına uyum sağlar. Beyaz dengesi değiştirilmedikçe fotoğraf makineniz ayarlanmaz. Kamerayı Otomatik Beyaz Dengesi olarak ayarladıysanız , fotoğrafçı yerine kamera nasıl ayarlanacağını 'seçer'.

Örneğin, kırmızı güvenlik ışığı açıkken karanlık bir odada beyaz nesneler beyaz görünmez. Fotoğraflarımda da beyaz görünmelerini istemiyorum.

Aydınlatmanın spektrumunda çok sınırlı olduğu bir durumda, doygunluğu ayarlamak genellikle algılanan renk üzerinde beyaz dengesini ayarlamaktan daha büyük bir etkiye sahip olacaktır . Görüntüde sadece kırmızı ışık varsa, yeşil ve maviyi çoğaltmak hiç bir şeyi değiştirmez.


Daha fazla okuma

Özellikle kırmızı yeşil eksen boyunca beyaz dengesinin nasıl bir fotoğrafın rengini (ve daha fazlasını) nasıl etkileyebileceğine dair aşırı bir örnek için, fotoğrafların odak dışında görünmesini sağlayan Mavi / kırmızı ışığın üflenmesi için lütfen bu cevaba bakın (Birkaç örnek resim cevaba dahil)

Beyaz dengesini düzeltmek ve çiğden dönüştürürken seçici renk ayarlamalarını kullanmak için, kameranın bunu yapmasına izin vermenin sonucunu büyük ölçüde artırabilir lütfen bakınız: Hokey resimlerimde çok fazla gürültü. Neyi yanlış yapıyorum? (ham dosyayı işlemek için kullanılan ayarların ekran görüntülerini içeren bir örnek dahildir)

Beyaz dengesinin ince ayarlarının fotoğraf makinesindeki renk sıcaklığının ötesinde nasıl ayarlanacağı hakkında daha fazla bilgi için (veya AWB kullanırken bile birçok kamerada) lütfen bakınız: Nesnelerdeki mor sahne aydınlatması nasıl iptal edilir? (cevaba birkaç örnek resim dahil edilmiştir)

Beyaz dengesinin hedef aydınlatmasının renk sıcaklığı nedir?
Bir kamerada beyaz dengesi nedir? WB'yi ne zaman ve nerede kullanmalıyım?
"Beyaz dengesi" nin anlamı nedir?
Daha sıcak nesneler daha maviyse, yüksek beyaz dengesi sıcaklıkları neden daha kırmızı?
RAW dosyaları piksel başına 3 renk mi yoksa yalnızca bir tane mi?
Beyaz resmimin neden mavi bir tonu var?
Otomatik beyaz dengesi ile özel beyaz dengesi arasındaki fark nedir?
Dijital kameralarda renk filtreleri kullanmak için nedenler var mı?
Bir gece manzarası için doğru beyaz dengeyi nasıl bulurum?


Işık kaynaklarının renk dengesi yoktur.

@MichaelClark - Sanırım anlıyorum: gözlerimizde 3 tip koni var, bu yüzden üç farklı fotosite (RGB) görebildiğimiz her şeyi çoğaltmak için yeterince iyi. Başka bir şey gereksiz olurdu. Şimdi üç farklı kanalla ve görüntünün genel parlaklığını hesaba katarak, kanalların nispi amplifikasyonu ile oynamak için 2 serbestlik derecesine sahibiz. Sıcaklık bunlardan biri, yeşil / macenta kayması diğeri. Işık kaynaklarımızı genellikle beyaz olarak algılamamamız hala garip görünüyor. Belki ortamdaki ışık sıçramasından dolayı.
Myridium

-3

Elektronik ve insan zihni farklı şeylerdir. Daha önce de belirtildiği gibi, gözlerimiz aydınlatmayı / sahneyi bizim için ayarlar.

Fizikte ışık, dalga boylarıdır. Dalga boylarında farklı frekanslar vardır. Bu farklı frekanslar rengi belirler. Aşağıda renkler ve dalga boyları arasındaki ilişkinin çok basitleştirilmiş bir örneği verilmiştir:

resim açıklamasını buraya girin

Gönderen: http://science.hq.nasa.gov/kids/imagers/ems/visible.html

Bundan, farklı ışık kaynaklarının farklı frekanslar yaydığını anlayabilirsiniz. Lütfen başka bir basitleştirilmiş grafiğe bakın:

resim açıklamasını buraya girin

Gönderen: http://micro.magnet.fsu.edu/primer/lightandcolor/lightsourcesintro.html

Kameralar aslında gözlerimizden daha fazlasını yakalayabilir . Burası beyaz dengesinin devreye girdiği yerdir. Bir kameranın gözlerimizin ne gördüğünü göstermesi için beyaz dengesini ayarlar.

Bir görüntünün nesnelerin renklerini doğru bir şekilde temsil etmemesini, ancak vizyonumun tabi olduğu renk dökümünü dahil etmesini istiyorsam , hangi beyaz dengesi yapılandırması bunu başaracak?

Otomatik beyaz dengesi. Kameranızın sonuçları tatmin edici değilse, beyaz dengesini değiştirin. Bir şeyler öğrenebilirsiniz!

Unutma, bugünlerde kameralar çok sofistike. Ama insan vücudu kadar sofistike değil.


2
"Kameralar aslında gözümüzden daha fazlasını yakalayabilir" - eğer yanlış olmazsam, dijital kameralar prensipte insan gözünün konilerine çok benzer şekilde davranan kırmızı, yeşil ve mavi 'fotositlere' sahiptir. Gözümüzdeki koniler, frekansların dağılımının hücreleri nasıl uyardığına göre kısmen ancak tamamen duyarsızlaşır. Sanırım kamera, RGB kanallarının parlaklığını değiştirerek bu duyarsızlaştırmayı taklit ediyor. Fakat ışık dağılımı göz önüne alındığında tam olarak nasıl değişiyor?
Myridium

Ayrıca: Fizikte bir geçmişim var, bu yüzden cesur detayları yedeklemeye gerek yok!
Myridium

1
Renk sıcaklığını ölçer. Genellikle kırmızı ve mavi kanalları değiştirir.
BBking

1
@ myridium Gözünüzdeki koniler retinanın küçük bir bölümünde (fovea olarak adlandırılır) konsantre edilir, bu nedenle gözünüz görüntünün bir kısmında renk görür. Beyniniz geri kalanını doldurur. Bir kamera, OTOH, tüm görüntünün üzerinde renk algılar.
Caleb
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.