手動ホワイトバランスの範囲が下と上で制限されているのはなぜですか?


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私はホワイトバランスとそれに関連するすべてについて学びます。

Lightroomのホワイトバランスの最小設定は2000Kに制限されています(たとえば、キャンドルライトは約1600Kです)。問題があったことを覚えています。それは非常に赤い色の街路灯のある屋外の夜のシーンであり、その場合、ホワイトバランスを2000Kの最小値(Lightroomで)にプッシュする必要があり、それでもまだ十分ではありませんでした。

質問:カメラやRawコンバーターなどの開発者は、ホワイトバランススライダーの最小値と最大値をどのように選ぶのですか?その背後にある科学はありますか?


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色温度は、ホワイトバランスカラーホイール全体の1つの軸にすぎないことに注意してください。色温度軸に沿った調整に加えて、青←→アンバー色温度にほぼ垂直な緑←→マゼンタ軸に沿った調整もあり ます。
マイケルC

回答:


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デジタルカラーは、光を3つのチャネル(赤、緑、青)に分離することで機能します。これは、人間の視覚システムが色の知覚を作成する方法を大まかに模倣しています。私たちの視覚システムは、環境の手がかりを使用して、さまざまな色の光源を本質的に補正しますが、デジタルまたは印刷された写真を見ると、それらの手がかりはないため、色かぶりが発生します。

「ホワイトバランス」は、よりニュートラルな光源の効果を模倣するために、一部のチャネルの値を押し上げるまたは引き下げることでこれを補正します。たとえば、実際のシーンが非常に青である場合、レンダリングされたイメージでは青が抑制され、赤と緑(一緒に黄色/オレンジ色になります)が増加します。

スケールの最端では、記録された光はほぼすべて1つのチャネルになります。この場合、すべて赤になります。利用できる青または緑のデータはそれほど多くありません。それを押し上げてホワイトバランスを正規化すると、せいぜい大量のノイズが追加されます。(これは、少量の信号を増幅すると起こります。)

特定のアプリまたはカメラの正確な制限はおそらくいくぶん恣意的ですが制限には十分な理由があり、使用可能な範囲は一般に合理的な調整の範囲を表しています。

このような場合、色かぶりを受け入れることができない場合は、白黒に変換するのが最善の方法です。


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ホワイトバランスは360°調整であり、どの色温度が1つの軸に過ぎないかを指摘することをお勧めしますか?
マイケルC

@MichaelClarkええ、私はそれについて何かを追加します。photo.stackexchange.com/questions/60103/…がより良い答えを出すのに最も役立つと思います。
プロフィールを読んでください

その質問の最大の問題は、「目/脳とカメラが色を認識する方法の違いは何ですか?」に関する質問の本文が雑草から抜け出すことです。「ホワイトバランスとは」という核心的な質問から。
マイケルC


その質問に対するjristaの回答は良い出発点です。他の人は、カラーバランス/ホワイトバランスに単一の色温度軸以外のものが含まれていることを完全に気づいていないようです。
マイケルC

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質問:カメラやRawコンバーターなどの開発者は、ホワイトバランススライダーの最小値と最大値をどのように選ぶのですか?その背後にある科学はありますか?

ホワイトバランスセレクタの色温度は、物理、いわゆる黒体放射に基づいています。黒体放射は、特定の温度の黒体が周囲に放出する電磁放射(この場合は可視光)のスペクトルを示します。それが温度の単位、ケルビンを使用する理由です。鉄が火で加熱されているところを想像してみてください。最初は黒く、次に濃い赤、次にオレンジ、黄色というように続きます。

したがって、理論上のスペクトルを使用して、温度(たとえば2000 K)を色にマッピングできます。物理的な観点から見ると、色温度の下限と上限は約1000および20000 Kであり、可視光の境界を示しています。

写真編集ソフトウェアでは、ホワイトバランスを選択することは、すべての色が定義される基準点を選択することを意味します。ほとんどの光源は実際には(ほぼ)黒体であり、光を放射するため(たとえば、電球や太陽など)、色温度が適切な出発点です。

他の人が指摘したように、温度は2次元の色空間の1つの軸のみを定義し、赤から青の範囲です。さらに、ほとんどの編集ソフトウェアには、ホワイトバランスをさらに微調整するための色温度に垂直な(つまり、独立した)別の変数があります。この軸はしばしばティントと呼ばれ、紫色から緑色にマッピングされます。色温度は明確に定義されていますが、色合い変数はそうではなく、ソフトウェア間で大きく異なる可能性があることに注意してください。

すべてのカメラは、現実的な色を再現するように、つまり人間の目で見たときに色を再現するように調整されています。これは、人間の色覚の広範な測定に基づいています。CIE 1931 RGBやCIE 1931 XYZなどの経験的な色空間は、人間の目に見えるすべての可能な色をマッピングします。カメラはこれらの色空間の色を可能な限り正確に再現するように調整されています。テクノロジーの制限があるためです(カメラもディスプレイもすべての可視色を再現することはできません)。

これは、カメラのホワイトバランスを5780 Kに設定した場合、直射日光に当たるとリアルな色が得られるはずであることを意味します。同じことが後処理ソフトウェアにも当てはまります。ただし、製造元がカメラ/ソフトウェアをどれだけ適切に調整したかはわかりません。私の経験では、特に写真編集ソフトウェアは、ホワイトバランスの定義が多少ゆるい場合があります。カメラメーカーは、自社の製品が合理的に再現できると考える範囲に色温度範囲を制限する場合があります。

ウィキペディアの参考文献:

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