Почему диапазон ручного баланса белого так ограничен снизу и сверху?

Я изучаю баланс белого и все, что с ним связано.

Минимальная настройка баланса белого в Lightroom ограничена 2000K (например, свет свечи может быть около 1600K). Я помню, как однажды у меня была проблема; это была ночная сцена на открытом воздухе с ярко-красными уличными фонарями, и в этом случае мне пришлось довести баланс белого до минимального значения (в Lightroom), равного 2000K, и этого все еще было недостаточно.

Вопрос: как разработчики камер, конвертеров и т. Д. Выбирают минимальное и максимальное значения для ползунка баланса белого? Есть ли какая-то наука за этим?

Цифровой цвет работает путем разделения света на три канала: красный, зеленый и синий. Это примерно имитирует способ, которым система человеческого зрения создает восприятие цвета. Наша система зрения по своей природе компенсирует источники света разного цвета, используя сигналы окружающей среды, но когда вы смотрите на цифровую или печатную фотографию, этих сигналов нет, поэтому мы видим цветовой оттенок.

«Баланс белого» компенсирует это, увеличивая или уменьшая значения в некоторых каналах, чтобы имитировать эффект более нейтрального источника света. Например, если сцена в действительности очень голубая, то в визуализированном изображении синий подавляется, а красный и зеленый (которые вместе образуют желтый / оранжевый) увеличиваются.

В крайних точках шкалы записанный свет будет почти весь в одном канале - в вашем случае, весь красный. Просто не будет много синих или зеленых данных . Увеличение этого значения для нормализации баланса белого в лучшем случае добавит огромное количество шума. (Вот что происходит, когда вы усиливаете небольшое количество сигнала.)

Точный предел данного приложения или камер, вероятно , несколько произвольно, но есть хорошая причина в предел, и доступный диапазон обычно представляет диапазон разумного регулирования.

В подобных случаях, если вы не можете принять цветовой оттенок, часто лучше просто преобразовать его в черно-белый.

Вопрос: как разработчики камер, конвертеров и т. Д. Выбирают минимальное и максимальное значения для ползунка баланса белого? Есть ли какая-то наука за этим?

Цветовая температура в селекторе баланса белого основана на физике, так называемом излучении черного тела . Излучение черного тела дает спектр электромагнитного излучения (в данном случае видимого света), которое черное тело при данной температуре излучает в окружающую среду. Вот почему он использует единицу температуры, Кельвин. Представьте себе кусок железа, нагретый в огне: сначала он черный, затем темно-красный, затем оранжевый, желтый и так далее.

Таким образом, используя теоретический спектр, мы можем сопоставить температуру, скажем, 2000 К, с цветом. С физической точки зрения нижняя и верхняя границы цветовой температуры составляют около 1000 и 20000 К, обозначая границы видимого света.

В программном обеспечении для редактирования фотографий выбор баланса белого означает только то, что мы хотим выбрать контрольную точку, для которой определены все цвета. Цветовая температура является хорошей отправной точкой, поскольку большинство источников света на самом деле (приблизительно) представляют собой черные тела, излучающие свет (например, вольфрамовые лампы и солнце).

Как уже отмечали другие, температура определяет только одну ось в двумерном цветовом пространстве, варьируясь от красного до синего цветов. Кроме того, большинство программ редактирования имеют другую переменную, которая перпендикулярна (то есть не зависит) от цветовой температуры, чтобы дополнительно настроить баланс белого. Эту ось часто называют оттенком , отображая от фиолетового до зеленого цвета. Обратите внимание, что, хотя цветовая температура четко определена, переменная оттенка - нет, и она может сильно различаться в зависимости от программного обеспечения.

Все камеры были откалиброваны для воспроизведения реалистичных цветов, то есть для воспроизведения цветов так, как их видит человеческий глаз. Это основано на обширных измерениях цветового зрения человека. Эмпирические цветовые пространства, такие как CIE 1931 RGB и CIE 1931 XYZ, отображают все возможные цвета, которые видны человеческому глазу. Камеры были откалиброваны для максимально точного воспроизведения цветов в этих цветовых пространствах, учитывая ограничения технологии (ни камера, ни дисплей не могут воспроизводить все видимые цвета).

Это означает, что если вы установите баланс белого в камере на 5780 К, вы должны получить реалистичные цвета, которые появляются под прямыми солнечными лучами. То же самое верно для вашего программного обеспечения постобработки. Однако вы никогда не знаете, насколько хорошо производитель откалибровал камеру / программное обеспечение. По моему опыту, особенно программное обеспечение для редактирования фотографий может быть несколько свободным в определении баланса белого. Производители фотоаппаратов могут ограничить диапазон цветовой температуры тем, что, по их мнению, их продукты могут разумно воспроизводить.

Википедия Ссылки:

• Цветовая температура
• Излучение черного тела
• Планковский локус
• Цветовое пространство CIE 1931
• Управление цветом