In che modo una fotocamera implementa diverse modalità di bilanciamento del bianco?

La mia fotocamera (Nikon D7100) ha diverse modalità per il bilanciamento del bianco. Mi chiedo cosa succede quando ho scelto diverse opzioni. Cosa fa internamente? Cambia l'intensità dei componenti del colore dopo aver fatto uno scatto. O cambia la sensibilità dei canali di colore del sensore di immagine? Cosa succede quando scelgo il bilanciamento automatico del bianco? Come decide quali impostazioni utilizzare?

La fotocamera non può alterare le sensibilità spettrali del sensore, quelle inserite nel chip.

Ciò che effettivamente accade dipende dal formato in cui vengono salvati i file. Se si tratta di un formato di file Raw, ciò che accade è che l'impostazione del bilanciamento del bianco delle telecamere viene registrata nel file raw per essere utilizzata da un elaboratore di file raw per creare quel bilanciamento del bianco.

Se stai scrivendo file JPEG è un po 'diverso. La fotocamera conosce la sensibilità al colore del sensore e, armata di tali informazioni, può calcolare la quantità di cambiamento necessaria per ciascun pixel e in quale direzione in base al bilanciamento del bianco scelto nella fotocamera.

Ricorda che nessuna di queste operazioni matematiche viene eseguita in valori RGB ma prima di quel calcolo usando lo spazio colore CIEXYZ. Quindi, in base allo spazio contenitore del profilo ICC scelto nella telecamera, i valori XYZ per ciascun pixel vengono calcolati con il nuovo punto bianco. Quindi i valori XYZ per lo stesso colore potrebbero comportare valori RGB diversi a seconda della scelta di Adobe RGB o sRGB.

Altri calcoli vengono eseguiti per rimuovere il rumore del sensore ( sottrazione della cornice scura ) e la modifica al punto bianco si verifica dopo l'esecuzione di numerosi algoritmi di resa cromatica per modificare i valori RGB lineari in scena riferita a RGB, quindi in uscita riferita come sono scritti nella spazio colore corretto.

Il bilanciamento automatico del bianco esamina il colore predominante nelle aree più luminose della scena e lo utilizza come base per ciò che deve essere il bianco. Proprio come il nostro sistema visivo utilizza l'adattamento cromatico, ma in un modo molto più semplice. C'è una sezione dello spazio colore XYZ chiamata locus spettrale. Vedi sotto

Quindi il punto bianco viene regolato lungo questa linea nota in base a ciò che il sensore rileva come il valore di bianco più forte. In molte immagini non esiste un punto bianco chiaro, quindi la fotocamera utilizza questa linea per decidere dove posizionare il punto bianco in base a quale parte del locus spettrale è più vicina ai pixel più luminosi.

Nessuna modalità cambia il modo in cui il sensore reagisce alla luce né il modo in cui viene letto . Ecco perché le impostazioni WB non hanno alcun impatto sui file RAW con due eccezioni: la miniatura incorporata che di solito è un JPEG e i parametri WB registrati in EXIF.

Le modalità di bilanciamento del bianco rientrano in 3 categorie:

• Automatico: la fotocamera legge la scena in più punti e utilizza una formula per indovinare la temperatura di colore della luce.
• Preimpostazione (incluso Kelvin): una temperatura di colore è codificata.
• Personalizzato: la fotocamera misura la luce riflessa da un oggetto che dovrebbe essere bianco per conoscere la temperatura del colore.

In tutti questi casi, i dati RAW vengono letti dal sensore allo stesso modo e, durante la conversione nello spazio colore impostato (di solito sRBG ma a volte AdobeRGB), il processore applica una trasformazione colore per produrre colori dell'immagine che annullano il bilanciamento del bianco misurato.

Il bilanciamento del bianco funziona regolando il rapporto di sensibilità tra i colori. Non vi è alcun impatto reale sul sensore (motivo per cui il bilanciamento del bianco non è particolarmente importante quando si scatta RAW).

Su un'immagine perfettamente neutra, se avessi la stessa quantità di luce rossa, verde e blu, otterrai qualcosa come .8, .8, .8 per rosso, verde e blu se avessi l'80% di grigio. Se, d'altra parte, hai regolato il bilanciamento del bianco in modo che fosse un po 'più sensibile al blu, ora che .8 per il blu sarebbe invece moltiplicato e finirai con forse .8, .8, .9 per rosso, verde e blu , anche se il sensore in realtà dice .8, .8, .8.

Preimpostazioni diverse corrispondono a moltiplicatori diversi per la sensibilità dei vari componenti di colore e i valori che il sensore cattura effettivamente vengono moltiplicati per queste preimpostazioni al fine di ottenere il colore finale dell'immagine JPEG bilanciata del bianco.