Cosa * esattamente * è il bilanciamento del bianco?

Quando impostiamo una configurazione di bilanciamento del bianco, regoliamo la temperatura e lo spostamento del verde-magenta su una distribuzione di intensità della lunghezza d'onda della luce che è strettamente correlata alla distribuzione effettiva della luce emessa dalla sorgente luminosa che illumina la nostra scena.

Quello che non capisco è in che modo la nostra fotocamera utilizza queste informazioni per cambiare il modo in cui registra i dati di colore RGB. Supponendo che questa distribuzione ideale illumini il nostro sensore in modo uniforme, ci aspetteremmo che gli oggetti bianchi / grigi espongano una particolare intensità di rosso / verde / blu su tutto il sensore e suppongo che questo modello sarebbe mappato su valori RGB uguali nel processo di correzione del bilanciamento del bianco. Sto solo indovinando qui però.

• In che modo esattamente i dati grezzi dei fotositi RGB sul sensore vengono convertiti in valori RGB pixel usando la distribuzione della luce modellata con bilanciamento del bianco? Se i canali rosso, blu e verde di una piccola patch sul sensore raccolgono ciascuno lo stesso numero di fotoni, allora perché questo non è rappresentato da un pixel con uguali valori RGB? Perché lo "correggiamo" distorcendo i valori in base alla sorgente luminosa?

• Se il bilanciamento del bianco viene scelto correttamente, la sorgente luminosa non sembrerà bianca pura? Ciò è in contrasto con il fatto che le fonti luminose chiaramente non sembrano bianche pure in generale.

• Se voglio che un'immagine non rappresenti accuratamente i colori degli oggetti, ma includa la fusione dei colori a cui è soggetta la mia visione, quale configurazione di bilanciamento del bianco riuscirà a raggiungere questo obiettivo? Esiste una sorta di impostazione 'neutra' globale che non altera la dominante di colore? Ad esempio, gli oggetti bianchi non appaiono bianchi in una stanza buia con la luce rossa di sicurezza accesa. Non voglio che appaiano bianchi nelle mie foto.

I due parametri della configurazione del bilanciamento del bianco (temperatura e spostamento magenta-verde) modificano ciò che la telecamera pensa sia la caratteristica della lunghezza d'onda e dell'ampiezza dell'illuminazione della scena. In che modo utilizza queste informazioni (le formule; a cosa mira in linea di principio) per alterare la luminanza dei canali RGB?

I nostri occhi e il cervello fanno cose su base giornaliera che rendono gli effetti dell'LSD relativamente mansueti.

Una delle cose che fanno il nostro cervello è un'attività di bilanciamento del colore per conto proprio. Nessuno sa perché, ma teorizzato lo facciamo in modo che sia più facile rintracciare le prede mentre schivano dentro e fuori dall'ombra (le prede riflettono il cielo blu mentre sono nell'ombra, quindi diventano più blu). Indipendentemente dal motivo, il nostro cervello lo fa.

Questo è straordinariamente ovvio se sei un subacqueo. I rossi vengono tagliati piuttosto rapidamente dalla colonna d'acqua. In effetti, a 30m, il rosso è un colore mimetico. Tuttavia, non lo percepiamo quando ci immergiamo. Pensiamo di vedere colori perfetti. Tieni una carta bianca in 30 metri d'acqua e ti sembra "bianca".

Ora scatta una foto di quella carta. La fotocamera vede il conteggio dei fotoni grezzi. Lo chiamerà come è. Molti meno fotoni rossi colpiranno la fotocamera, quindi registrerà meno rosso nell'immagine. Nessun problema!

La necessità di bilanciamento del colore viene quando si tenta di visualizzare quelle foto quando non si è a 30 m sott'acqua. Il tuo cervello farà il suo bilanciamento del colore, come ha fatto sott'acqua, ma ora lo fa rispetto all'illuminazione percepita nella stanza. Se ti trovi in ​​una stanza ragionevolmente illuminata, il tuo cervello si sintonizzerà per percepire un oggetto bianco (come il bordo bianco non stampato attorno a una foto) come "bianco". Ora l'immagine appare orribilmente blu. Questo è un modello accurato di quanti fotoni rossi colpiscono il tuo occhio quando eri in profondità, ma ora il tuo cervello non corregge più il colore per questo.

La soluzione è il bilanciamento del bianco. Scegli un oggetto "bianco" nell'immagine (che in realtà è un mucchio di pixel bluastri) e dichiari "Voglio che le persone pensino che questo sia bianco". Il software esegue una mappatura dei colori per fare efficacemente ciò che il cervello stava facendo prima. Una volta stampata, questa regione di pixel assume il colore della luce nella stanza (di solito piuttosto giallastra), ma ora il tuo cervello esegue correttamente le sue correzioni e percepisci il bianco!

È quasi la fine della storia. Questo funziona molto bene per la stampa. Su uno schermo, il cervello ha un po 'più di problemi a fare buone congetture sulle correzioni dei colori perché la luminosità dello schermo non si adatta alla luce nella stanza intorno a te. Se stai modificando una foto in modo professionale, è comune scegliere una stanza con un'illuminazione molto costante e "bilanciare i colori" del monitor in modo che le cose che mostrano come "bianche" vengano visualizzate come "bianche" quando stampate!

Perché lo "correggiamo" distorcendo i valori in base alla sorgente luminosa?]

Perché il tuo sistema visivo risponde a cambiamenti relativi nelle intensità di diversi colori, mentre il sensore della fotocamera registra intensità assolute. Se rimani sotto un lampione di sodio per un po ', ti abitui a quella luce che è "bianca" anche se ha un colore abbastanza diverso da quello della luce solare. E la luce solare stessa cambia colore a seconda dell'ora del giorno, delle condizioni atmosferiche, ecc., Ma la maggior parte delle volte pensiamo alla luce solare anche come "bianca".

Se il bilanciamento del bianco viene scelto correttamente, la sorgente luminosa non sembrerà bianca pura?

Non penso che la correlazione sia così diretta. Considera una lampada a incandescenza che illumina una stanza: la maggior parte della luce che illumina gli oggetti nella stanza si sta probabilmente riflettendo sulle pareti e su altri oggetti prima che colpisca gli oggetti che stai guardando e rimbalzi negli occhi. Quindi è necessario prendere in considerazione il colore della parete, ecc. Se si regola il bilanciamento del bianco nella fotocamera per rendere bianco un foglio di carta in una foto, un'immagine della fonte di luce potrebbe apparire un po 'biancastro perché il resto della stanza ha un ruolo. (Di solito, però, se scatti una foto di una lampadina nuda, ottieni qualcosa di molto bianco solo perché è sovraesposto.)

Se voglio che un'immagine non rappresenti accuratamente i colori degli oggetti, ma includa la fusione dei colori a cui è soggetta la mia visione, quale configurazione di bilanciamento del bianco riuscirà a raggiungere questo obiettivo?

Questo è ciò che fa RAW: registra esattamente ciò che il sensore vede senza regolazione. Registra anche l'impostazione del bilanciamento del bianco, quindi il tuo software può effettuare una regolazione appropriata durante il rendering dell'immagine.

La risposta generale a ciò che ti stai chiedendo è che c'è una grande differenza tra la semplice scena fotometrica registrata dai nostri occhi o una macchina fotografica e i risultati del filtraggio di questi dati grezzi attraverso i processi di percezione umana. Un fenomeno percettivo umano che potrebbe essere strettamente correlato a ciò che stai chiedendo potrebbe essere questo , per cui anche la quantità di luce può influenzare la nostra impressione soggettiva del suo "calore" o "freddezza".

Speriamo che ci siano risposte migliori, ma è un posto per iniziare a riflettere su quanto sia complessa la situazione. :)

Per inciso, sospetto fortemente che la capacità di essere consapevolmente consapevoli delle variazioni delle sorgenti luminose varia un po 'tra le persone, e probabilmente può essere "appresa" in una certa misura una volta che inizi a prestarci attenzione ... almeno, lo so che ne sono molto più consapevole di quanto non fossi prima.

PENSIERO AGGIUNTIVO: in risposta al tuo ultimo punto, mi sembra che anche quando vogliamo catturare un'impressione del colore della luce in una scena, l'impressione letterale, "oggettiva" della fotocamera è ancora troppo forte, poiché le nostre impressioni sono probabilmente essere "corretto" almeno in una certa misura, anche quando siamo a conoscenza del colore chiaro. Il miglior risultato soggettivo si ottiene generalmente dividendo la differenza, per così dire.

Che cos'è esattamente il bilanciamento del bianco?

'Bianco' non ha un bilanciamento del colore / bilanciamento del bianco. Le sorgenti luminose hanno un bilanciamento del colore. L'amplificazione della luce raccolta dal sensore di una fotocamera è necessaria per far apparire o riprodurre qualcosa mentre il bianco ha un bilanciamento del colore. La luce di qualsiasi temperatura di colore / bilanciamento del bianco con uno spettro abbastanza completo può essere fatta sembrare bianca in una foto. Può anche essere fatto sembrare arancione, blu, rosso o qualsiasi altro colore che vogliamo far sembrare regolando l'amplificazione dei canali rosso, verde e blu nell'immagine che abbiamo preso sotto quella luce. Chiamiamo l'amplificazione del canale totale per i tre canali di colore nelle fotografie il bilanciamento del bianco .

Diverse fonti di luce emettono luce a diverse temperature e tinte di colore. Anche le fonti di "luce bianca" che emettono luce che include la maggior parte o tutto lo spettro visibile di solito hanno la maggior parte della loro luce centrata su varie temperature di colore. Se queste sorgenti luminose sono quelle che sono conosciute come "radiatori del corpo nero", la luce che emettono è determinata dalla loro temperatura misurata in gradi Kelvin. I gas luminosi sulle superfici delle stelle, ad esempio, sono radiatori a corpo nero. Così sono la maggior parte dei metalli quando riscaldati fino a quando iniziano a brillare, poi si sciolgono e infine si trasformano in vapore se riscaldati abbastanza caldi. La scala delle temperature che producono colori specifici dai radiatori del corpo nero è espressa in gradi Kelvin ed è un asse della ruota dei colori che si sposta dal blu da un lato all'ambra dall'altro. Questo è ciò a cui ci riferiamo comeTemperatura di colore .

Ma la temperatura del colore è solo un singolo asse attraverso la ruota dei colori a 360 °. Ciò che chiamiamo bilanciamento del bianco include l'intera ruota dei colori. Le sorgenti luminose che non sono radiatori a corpo nero possono emettere luce che è un colore non trovato lungo l'asse della temperatura del colore. Tale luce può essere più magenta o può essere più verde del colore più vicino che cade lungo l'asse della temperatura del colore. A volte chiamiamo questa tinta verde ← → magenta dell'asse o tonalità di colore. Per esprimere appieno il colore dominante di una fonte di luce non dobbiamo solo definire la sua posizione lungo l'asse di temperatura di colore blu ← → ambra, ma dobbiamo anche definire la sua posizione lungo l'asse di colore verde ← → magenta che è perpendicolare al blu ← → asse ambra. (Quando usiamo solo una temperatura di colore per descrivere correttamente una fonte di luce, è perché la tinta di quella fonte di luce è neutra, cioè cade sull'asse della temperatura di colore senza distorsione verso il verde o il magenta.) La maggior parte delle fonti di luce naturale emette luce che cade lungo l'asse della temperatura del colore.

Non abbiamo ancora completamente descritto la natura della luce da una fonte di luce quando abbiamo definito la quantità di blu ← → ambra e verde ← → magenta che è la componente più dominante di quella luce, però.

Non solo le fonti di luce emettono luce centrata su determinate lunghezze d'onda (che i nostri occhi / cervello interpretano come determinati colori), ma alcune fonti emettono luce che ha una gamma più ampia di lunghezze d'onda / colori rispetto ad altre. Le lampadine al tungsteno, ad esempio, emettono luce centrata a circa 3000 K. Ma una quantità di quasi l'intera gamma di lunghezze d'onda della luce visibile è inclusa nella luce da una lampadina al tungsteno. È solo che la luce emessa da una lampadina al tungsteno è dominata dall'intervallo di circa 3000 K. Le luci al vapore di sodio, invece, emettono uno spettro di luce molto stretto a circa 2500K. Ma le luci al vapore di sodio ad alta pressione non emettono alcuna luce in alcuni segmenti molto ampi dello spettro visibile. Praticamente tutta la luce che emettono è molto vicina a 2500K. Le fonti che emettono uno spettro più limitato della gamma di lunghezze d'onda che chiamiamo luce visibile sono ancora più problematiche quando proviamo a correggere il bilanciamento del bianco per ottenere un colore accurato degli oggetti che illuminano. Se una fonte di luce non emette alcuna luce blu, non ci sarà alcuna luce che gli oggetti blu possano riflettere. Se non c'è alcun segnale blu da amplificare, non importa quanto amplificiamo il canale blu, non vedremo alcun blu (a parte il falso blu causato dal rumore di lettura della telecamera nel canale blu).

Le regolazioni che facciamo tra le informazioni grezze raccolte dalla fotocamera e la foto con cui vogliamo finire per far sembrare qualcosa di bianco non è una temperatura di colore in sé, è un filtro di compensazione che regola i punti di forza relativi di rosso, verde e componenti blu nella foto in modo che i valori di rosso, verde e blu siano uguali per gli oggetti che desideriamo apparire bianchi o grigi neutri. Assegniamo un numero di temperatura di colore (5500 K) o un nome di bilanciamento del bianco (fluorescente fredda) a un determinato set di moltiplicatori perché è quello appropriato necessario per compensare una foto scattata sotto la luce centrata su quella temperatura di colore e con quella tinta.Se la luce utilizzata era molto blu, allora dobbiamo applicare un filtro molto arancione per correggere la tinta blu della luce. Questo è il motivo per cui anche se la luce da 10000 K è molto blu quando spostiamo il cursore nella nostra app di elaborazione grezza fino a 10000 K, le cose scattate sotto una luce più gialla appaiono arancioni. Questo è il motivo per cui anche se la luce 2500K è molto calda quando spostiamo il cursore nella nostra app di elaborazione grezza fino a 2500K, le cose scattate con più luce gialla sembrano molto fresche.

Ancora una volta, ad ogni particolare impostazione della temperatura del colore, potrebbe anche essere necessario modificare l'impostazione dell'asse ← → magenta verde che corre all'incirca perpendicolare all'asse blu ← → giallo su una ruota dei colori per rendere un particolare oggetto bianco. Questo perché non tutte le fonti di luce emettono luce che cade esattamente lungo il continuum della temperatura di colore definito dalla temperatura, in gradi Kelvin, di un radiatore a corpo nero. Ad esempio, l'illuminazione a LED attualmente utilizzata per l'illuminazione del palcoscenico in molti piccoli locali notturni può avere una tonalità molto più magenta rispetto a quella che emette un radiatore a corpo nero a qualsiasi temperatura. Le tipiche lampade fluorescenti vecchio stile, d'altra parte, emettono una tonalità molto più verde di quella che irradierà un corpo nero.

Quando modifichiamo l' impostazione della temperatura del colore di una foto che abbiamo scattato, non cambiamo il colore della luce che era presente al momento dello scatto della foto. Piuttosto, cambiamo quanto ciascuno dei canali RGB è amplificato rispetto agli altri due canali RGB.

Un'impostazione di bilanciamento del bianco è un insieme di moltiplicatori per i canali rosso, verde e blu che è appropriato applicare a una foto scattata alla luce di una temperatura e tonalità di colore specifiche. Ciò influisce sul colore che vari oggetti della foto sembrano essere, ma non cambia il "loro bilanciamento del bianco" perché quegli oggetti non hanno un bilanciamento del bianco - la luce che li illumina ha un bilanciamento del bianco.

Se fotografiamo un oggetto bianco alla luce di 2700 K, dobbiamo applicare un'impostazione della temperatura di colore di 2700 K affinché quell'oggetto appaia bianco nella nostra fotografia. Se fotografiamo lo stesso oggetto con la luce centrata su 8000K, allora dobbiamo applicare un'impostazione della temperatura di colore di 8000K affinché l'oggetto appaia bianco nella nostra fotografia. Se applichiamo moltiplicatori RGB (ovvero un'impostazione della temperatura del colore ) appropriati per la luce a 5000 K alla prima immagine scattata con illuminazione a 2700 K, l'oggetto bianco apparirà giallo / arancione, se applichiamo i moltiplicatori RGB appropriati per 5000 K alla seconda immagine scattata a 8000 K l'illuminazione dell'oggetto bianco apparirà blu.

Il termine bilanciamento del bianco è anche usato per descrivere il modo in cui tentiamo di correggere le colate di colore nelle fotografie scattate sotto quei vari tipi di sorgenti luminose.

Ricordi quando abbiamo detto che diverse fonti di luce emettono luce a diverse temperature di colore e bilanciamento del bianco? Ciò influisce sui colori che sembrano essere le cose che illuminano. Colpisce il colore con cui i nostri occhi e cervelli li vedono. Colpisce anche il colore con cui le nostre fotocamere li vedono. Sebbene le nostre fotocamere siano progettate per imitare il modo in cui i nostri occhi e il cervello creano il colore, non lo fanno esattamente allo stesso modo.

I nostri sistemi occhio / cervello sono incredibilmente bravi nell'adattarsi a varie fonti di illuminazione, in particolare quelle che sono state trovate in natura fin dall'alba dei tempi (ricordi quei radiatori del corpo nero?). Fanno anche abbastanza bene con quelle fonti artificiali che abbiamo inventato che imitano da vicino tali fonti di luce naturale. Il nostro cervello può compensare le differenze nelle fonti luminose e percepiamo che la maggior parte degli oggetti ha lo stesso colore in diversi tipi di sorgenti luminose.

Le telecamere, tuttavia, devono regolare la distorsione che danno ai canali rosso, verde e blu nelle immagini che catturano. A meno che non abbiamo detto alla telecamera, tramite un'impostazione come "luce del giorno" o "ombra" o "fluorescente" o "tungsteno", quale sia il colore della sorgente luminosa che deve fare una "ipotesi educata" basata su indizi scena. Quando le scene non forniscono gli indizi previsti, come quando le parti più luminose della scena non sono di colore neutro / bianco, la fotocamera può spesso sbagliare. Un altro scenario che può spesso ingannare le fotocamere in modo diverso è quando la maggior parte della cornice è una luminosità uniforme che la fotocamera tenterà di esporre come una luminosità media a metà strada tra il bianco puro e il nero puro.

Quindi, come funziona?

Immagina di avere una stanza completamente buia senza finestre. In quella stanza ci sono tre fonti di luce separate. Uno emette pura luce blu, uno emette pura luce verde e l'altro emette pura luce rossa. Ora vai in quella stanza con quattro carte in mano: un blu puro, un verde puro, un rosso puro e un bianco puro.

• Quando è accesa solo la luce blu, non ci sarà luce del colore corretto per riflettere le carte rosse e verdi e quindi sembreranno nere. La carta blu e la carta bianca rifletteranno entrambe solo la luce blu e appariranno identicamente blu. Se avessimo scattato una foto sotto tale luce, non ci sarebbe modo di discriminare tra la carta blu e la carta bianca nella fotografia risultante.
• Quando è accesa solo la luce verde, non ci sarà luce del colore corretto per riflettere le carte rosse e blu e quindi sembreranno nere. La carta verde e la carta bianca rifletteranno solo la luce verde e appariranno identicamente verdi. Se avessimo scattato una foto sotto tale luce, non ci sarebbe modo di discriminare tra la carta verde e la carta bianca nella fotografia risultante.
• Quando è accesa solo la luce rossa, non ci sarà luce del colore corretto per riflettere le carte blu e verde e quindi sembreranno nere. Il cartellino rosso e il cartellino bianco rifletteranno entrambi solo la luce rossa e appariranno identici in rosso. Se avessimo scattato una foto sotto tale luce, non ci sarebbe modo di discriminare tra il cartellino rosso e il cartellino bianco nella fotografia risultante.
• Quando le luci rossa e verde sono entrambe accese, non ci sarà luce del colore corretto per la carta blu da riflettere e quindi sembrerà nera. Il cartellino rosso apparirà rosso. La carta verde apparirà verde. La carta bianca, tuttavia, sarà una combinazione della luce rossa e verde che riflette e sembrerà gialla. Se avessimo scattato una foto sotto tale luce avremmo potuto discriminare tra le carte rosse, verdi e bianche, ma con la totale assenza di luce blu non ci sarebbe ancora modo di far apparire bianca la carta bianca variando solo le amplificazioni del rosso , canali verdi e blu nella nostra foto.
• Quando le luci rossa e blu sono entrambe accese, non ci sarà luce del colore corretto per la carta verde da riflettere e quindi sembrerà nera. Il cartellino rosso apparirà rosso. La carta blu apparirà blu. La carta bianca, tuttavia, sarà una combinazione della luce rossa e blu che riflette e sembrerà viola / magenta. Se avessimo scattato una foto sotto tale luce avremmo potuto discriminare tra le carte rosse, blu e bianche, ma con la totale assenza di luce verde non sarebbe comunque possibile produrre bianco solo variando le amplificazioni di rosso, verde e canali blu nella nostra foto.
• Quando le luci verde e blu sono entrambe accese, non ci sarà luce del colore corretto per il riflesso del cartellino rosso e quindi sembrerà nero. La carta verde apparirà verde. La carta blu apparirà blu. La carta bianca, tuttavia, sarà una combinazione della luce verde e blu che riflette e apparirà come acqua. Se avessimo scattato una foto sotto tale luce avremmo potuto discriminare tra le carte verde, blu e bianca, ma con la totale assenza di luce rossa non sarebbe comunque possibile produrre bianco solo variando le amplificazioni di rosso, verde e canali blu nella nostra foto.

Ora immagina che le nostre tre sorgenti luminose siano ciascuna su un reostato e possano essere variate indipendentemente in luminosità. Se accendiamo la luce blu al 20%, la luce verde al 60% e la luce rossa al 100% avremo una luce che assomiglia molto a quella di una lampadina al tungsteno con una tonalità molto calda. Se scattassimo una foto delle nostre quattro carte sotto tale luce, sembrerebbero tutti colori diversi, ma i colori verrebbero spostati verso il rosso. La differenza chiave rispetto a prima, però, è che ora abbiamo almeno un po 'di luce per ogni colore con cui lavorare. Se regoliamo l'amplificazione della telecamera di ciascun canale di colore in modo che la luce rossa sia amplificata solo al 20%, la luce verde al 33% e la luce blu al 100%, verremmo finiti con ogni colore che ha la stessa luminosità per il nostro bianco carta e sembrerebbe essere bianco.

Lo svantaggio ENORME di farlo in questo modo è che ora nessuno dei colori è più luminoso del 20% di quello che avremmo potuto ottenere se tutte e tre le luci fossero state regolate al 100% e tutti e tre i canali di colore fossero stati amplificati al 100%! Se decidiamo di amplificare la nostra foto di un ulteriore 500% in post-elaborazione per farla sembrare un'amplificazione RGB al 100% della luce RGB al 100%, amplificheremo anche il rumore di lettura della nostra fotocamera del 500%! Ecco perché è sempre preferibile avvicinare l'illuminazione il più possibile a ciò che vogliamo prima di esporre la fotografia.

In che modo esattamente i dati grezzi dei fotositi RGB sul sensore vengono convertiti in valori RGB pixel usando la distribuzione della luce modellata con bilanciamento del bianco?

La cosa da tenere a mente è che i filtri in una maschera Bayer non sono assoluti. Né sono i tre tipi di coni nella retina umana!

Una luce rossa attraversa i filtri verde e blu! Un po 'di luce verde attraversa i filtri rosso e blu! Una certa luce blu attraversa i filtri verde e rosso! È solo che più luce rossa di verde o blu attraversa i filtri rossi. Più luce verde di rosso o blu passa attraverso i filtri verdi. Più luce blu di rosso o verde passa attraverso i filtri blu. Ma ogni fotone (indipendentemente dalla lunghezza d'onda della luce alla quale oscilla) che supera il filtro Bayer e scende in ogni pozzetto di pixel viene contato come ogni altro fotone che lo fa scendere bene in quel pixel. I dati grezzi dal sensore sono un singolo valore di luminanza monocromatico per ogni pixel bene (più propriamente chiamato sensel).

Allo stesso modo, tutti i coni nelle nostre retine hanno una risposta a tutte le lunghezze d'onda della luce visibile. È solo che la sovrapposizione tra verde e rosso è molto più vicina ai nostri occhi che alle nostre macchine fotografiche.

Se i canali rosso, blu e verde di una piccola patch sul sensore raccolgono ciascuno lo stesso numero di fotoni, allora perché questo non è rappresentato da un pixel con uguali valori RGB?

Il motivo per cui una fotocamera non può sempre usare la stessa ponderazione è che il colore di varie sorgenti luminose è diverso. I nostri occhi e cervelli di solito compensano queste variazioni della temperatura di colore e del bilanciamento del bianco di diverse fonti di luce. Le nostre fotocamere hanno bisogno di un po 'più di guida. Se la fotocamera è impostata su "Auto bilanciamento del bianco", utilizzerà le informazioni raccolte sulla scena per indovinare l'impostazione corretta. Le fotocamere più semplici di solito lo fanno assumendo che la cosa più luminosa nella foto sia bianca. Le moderne fotocamere sono diventate molto sofisticate nella capacità di indovinare correttamente la maggior parte delle volte. Ma alcuni scenari sono ancora difficili da interpretare correttamente. Pertanto, le telecamere offrono inoltre all'utente la possibilità di impostare manualmente la temperatura del colore e il bilanciamento del bianco.

Perché lo "correggiamo" distorcendo i valori in base alla sorgente luminosa?

Perché quando la luce proveniente da varie fonti luminose si riflette su oggetti bianchi, la luce riflessa non contiene le stesse quantità di rosso, verde e blu rispetto alla luce proveniente da altre varie fonti luminose che si riflettono sugli stessi oggetti bianchi. I colori degli oggetti nella nostra foto sono già "distorti" quando la luce colpisce il sensore, in base al colore della sorgente luminosa che illumina la scena che abbiamo fotografato. Eseguiamo la correzione del bilanciamento del bianco per contrastare i colori "distorti" causati dalla fonte di luce imperfetta.

Se il bilanciamento del bianco viene scelto correttamente, la sorgente luminosa non sembrerà bianca pura? Ciò è in contrasto con il fatto che le fonti luminose chiaramente non sembrano bianche pure in generale.

Il bilanciamento del bianco "corretto" per una determinata sorgente luminosa è un'amplificazione dei canali R, G e B che è più o meno reciproca rispetto alla forza di ciascuno nella sorgente luminosa. Se la sorgente luminosa ha più rosso, amplificiamo di più il canale blu. Se la sorgente di luce ha più blu, amplificiamo di più il canale rosso.

Se voglio che un'immagine non rappresenti accuratamente i colori degli oggetti, ma includa la fusione dei colori a cui è soggetta la mia visione, quale configurazione di bilanciamento del bianco riuscirà a raggiungere questo obiettivo?

Dipenderà dalla fonte di luce e dai colori degli oggetti che la fonte di luce sta illuminando. Un buon punto di partenza sarebbe da qualche parte circa 1/3 del percorso lungo l'asse della temperatura di colore tra la temperatura della sorgente luminosa e circa 5200 K ("luce diurna").

Esiste una sorta di impostazione 'neutra' globale che non altera la dominante di colore?

No. I tuoi occhi e il tuo cervello si adattano sempre in un modo o nell'altro a diverse fonti di luce. La fotocamera non si regola se non viene modificato il bilanciamento del bianco. Se la fotocamera è impostata su Bilanciamento del bianco automatico, la fotocamera, anziché il fotografo, "sceglierà" la modalità di regolazione.

Ad esempio, gli oggetti bianchi non appaiono bianchi in una stanza buia con la luce rossa di sicurezza accesa. Non voglio che appaiano bianchi nelle mie foto.

Nel caso in cui l'illuminazione sia molto limitata nel suo spettro, la regolazione della saturazione avrà di solito un effetto maggiore sul colore percepito rispetto alla regolazione del bilanciamento del bianco. Se c'è solo luce rossa nell'immagine, nessuna quantità di verde e blu di amplificazione cambierà molto.

Ulteriori letture

Per un esempio estremo di come un corretto bilanciamento del bianco, in particolare lungo l'asse verde magenta, può influenzare il colore (e altro) di una foto, vedere questa risposta a Luce blu / rossa spenta che rende le foto sfocate (parecchie immagini di esempio sono incluso nella risposta)

Per sapere come correggere il bilanciamento del bianco e usare regolazioni di colore selettive durante la conversione da raw può migliorare notevolmente il risultato finale rispetto a quando lo fa fare la telecamera, vedi: Un sacco di rumore nelle mie foto di hockey. Che cosa sto facendo di sbagliato? (è incluso un esempio che include schermate delle impostazioni utilizzate per elaborare il file non elaborato)

Per ulteriori informazioni su come impostare regolazioni fini del bilanciamento del bianco oltre la temperatura del colore nella fotocamera (o, con molte fotocamere, anche quando si utilizza AWB), vedere: Come annullare l'illuminazione viola del palcoscenico sui soggetti? (nella risposta sono incluse diverse immagini di esempio)

Qual è la temperatura di colore dell'illuminazione target del bilanciamento del bianco?
Che cos'è il bilanciamento del bianco in una fotocamera? Quando e dove dovrei usare WB?
Qual è il significato di "bilanciamento del bianco"?
Perché le alte temperature di bilanciamento del bianco sono più rosse quando gli oggetti più caldi sono più blu?
I file RAW memorizzano 3 colori per pixel o solo uno?
Perché la mia foto bianca ha una tonalità blu?
Qual è la differenza tra bilanciamento automatico del bianco e bilanciamento del bianco personalizzato?
Ci sono ragioni per usare i filtri colorati con le fotocamere digitali?
Come trovo il giusto bilanciamento del bianco per un paesaggio urbano notturno?

L'elettronica e la mente umana sono cose diverse. Come già accennato, i nostri occhi regolano l'illuminazione / scena per noi.

La luce, in fisica, sono lunghezze d'onda. Nelle lunghezze d'onda sono diverse frequenze. Queste diverse frequenze determinano il colore. Di seguito è riportato un esempio molto semplificato della relazione tra colori e lunghezze d'onda:

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

Da questo, puoi capire che fonti di luce diverse emettono frequenze diverse. Si prega di vedere un altro grafico semplificato:

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

Le telecamere possono effettivamente catturare più dei nostri occhi. È qui che entra in gioco il bilanciamento del bianco. Perché una telecamera mostri ciò che i nostri occhi vedono, regola il bilanciamento del bianco.

Se voglio che un'immagine non rappresenti accuratamente i colori degli oggetti, ma includa la fusione dei colori a cui è soggetta la mia visione, quale configurazione di bilanciamento del bianco riuscirà a raggiungere questo obiettivo?

Bilanciamento del bianco automatico. Se i risultati della fotocamera non soddisfano, modificare il bilanciamento del bianco. Potresti imparare qualcosa!

Ricorda, le fotocamere sono molto sofisticate in questi giorni. Ma non sofisticato come il corpo umano.