カメラはどのように異なるホワイトバランスモードを実装していますか？

私のカメラ（Nikon D7100）にはホワイトバランスのためのいくつかのモードがあります。別のオプションを選択するとどうなるのかと思います。内部的には何をしますか？ショットが行われた後、色の成分の強度を変更しますか？または、イメージセンサーのカラーチャネルの感度を変更しますか？自動ホワイトバランスを選択するとどうなりますか？使用する設定はどのように決定されますか？

カメラはセンサーの分光感度を変更できません。それらはチップに焼き付けられます。

実際に起こることは、保存ファイルの形式によって異なります。Rawファイル形式の場合、カメラのホワイトバランス設定は、そのホワイトバランスを作成するために使用するrawファイルプロセッサのrawファイルに記録されます。

JPEGファイルを作成している場合は、少し異なります。カメラはセンサーの色感度を認識しており、その情報を利用して、カメラで選択したホワイトバランスに応じて、各ピクセルにどの程度の変化が必要で、どの方向に変化するかを計算できます。

この計算はRGB値では行われませんが、CIEXYZ色空間を使用した計算の前に行われることに注意してください。次に、カメラで選択されたICCプロファイルコンテナスペースに応じて、各ピクセルのXYZ値が新しいホワイトポイントで計算されます。そのため、同じ色のXYZ値は、Adobe RGBまたはsRGBの選択に応じて異なるRGB値になる可能性があります。

センサーノイズを除去するために他の計算が行われ（ダークフレーム減算）、多くのカラーレンダリングアルゴリズムを実行して線形RGB値をシーン参照RGBに変更し、次に出力が参照されると、ホワイトポイントへの変更が発生します正しい色空間。

自動ホワイトバランスは、シーンの最も明るい領域の主要な色を調べ、それを白の基礎として使用します。私たちの視覚システムが色順応を使用するように、はるかに簡単な方法で。スペクトル軌跡と呼ばれるXYZ色空間のセクションがあります。下記参照

そのため、センサーが最も強い白色値として検出するものに基づいて、この既知の線に沿って白色点が調整されます。多くの画像には明確な白色点がないため、カメラはこの線を使用して、スペクトル軌跡のどの部分が最も明るいピクセルに最も近いかによって、白色点を配置する場所を決定します。

センサーが光に反応する方法や読み取る方法を変更するモードはありません。そのため、WB設定がRAWファイルに影響を与えることはありませんが、2つの例外があります。通常はJPEGである埋め込みサムネイルと、EXIFに記録されたWBパラメーターです。

ホワイトバランスモードは3つのカテゴリに分類されます。

• 自動：カメラは複数のポイントでシーンを読み取り、式を使用して光の色温度を推測します。
• プリセット（ケルビンを含む）：色温度はハードコードされています。
• カスタム：カメラは、色温度を知るために白であると想定されるオブジェクトによって反射される光を測定します。

そのような場合はすべて、RAWデータは同じ方法でセンサーから読み取られ、設定された色空間（通常はsRBGですが、AdobeRGB）に変換しながら、プロセッサーは色変換を適用して、測定されたホワイトバランス。

ホワイトバランスは、色間の感度の比率を調整することで機能します。センサーに実際の影響はありません（これが、RAW撮影時にホワイトバランスが特に重要でない理由です）。

完全にニュートラルな画像で、同じ量の赤、緑、青の光があった場合、80％グレーであれば、赤、緑、青の.8、.8、.8のようなものが得られます。一方、ホワイトバランスを青にもう少し敏感になるように調整した場合、青の.8が代わりに乗算され、赤、緑、青の多分.8、.8、.9になります、センサーが実際に.8、.8、.8と言っていても。

さまざまなプリセットがさまざまな色成分の感度のさまざまな乗数に対応し、センサーが実際にキャプチャする値にこれらのプリセットを掛けて、ホワイトバランスJPEG画像の最終的な色を取得します。