Como a cor da iluminação ambiente afeta a reprodução de cores?

Como a cor da iluminação ambiente afeta a reprodução de cores?

Por exemplo:

Se eu ficar em pé sob uma luz de rua com vapor de sódio (laranja) e calibrar o balanço de branco da minha câmera, que efeito isso teria se eu fosse tirar uma foto de uma tabela de teste de cores? Presumivelmente, o branco ainda seria renderizado como branco devido à calibração do balanço de brancos, mas como outras cores seriam renderizadas?

Como o resultado diferiria sob iluminação colorida primária e secundária, por exemplo, uma luz vermelha ou amarela?

Obrigado.

O mattdm está no lugar - não é a temperatura da cor que importa, é a largura do espectro. Aqui estão alguns exemplos que ilustram bem a diferença.

Aqui está uma imagem que gravei há um tempo atrás em uma fogueira. Diretamente da câmera, sem o balanço de branco definido, ele fica muito laranja:

E aqui está uma imagem tirada agora sob iluminação pública de vapor de sódio (passei um tempo procurando por qualquer imagem que fotografei sob iluminação pública, número que é muito pequeno até que percebi que tinha que sair pela porta da frente!)

Parece semelhante. Mas se você jogar com o balanço de branco na primeira imagem, poderá recuperá-lo para um ponto quase neutro. Isso ocorre porque o fogo é uma fonte de luz incandescente (quente), emite um amplo espectro. Acontece que está centrado no amarelo, e não no branco, como a luz do sol (que é outra fonte incandescente, mas muito mais quente!). Podemos simplesmente mudar as cores para obter algo mais semelhante à luz do dia:

Agora você agora pode fazer a diferença entre folhagem, tons de pele e jeans. A imagem da luz da rua, por outro lado, é iluminada com uma fonte de luz fluorescente. Essas luzes emitem picos de frequência muito estreitos, a luz não é apenas centrada na laranja, é laranja sozinha e nenhuma outra cor! Se você tentar alterá-lo para que o espectro seja centralizado em branco, como fizemos com a imagem da fogueira, terminamos com o seguinte:

O que é efetivamente monocromático, mesmo após um aumento maciço de saturação - as cores simplesmente não estão lá. As cores aparentes na parte superior e inferior são, na verdade, um defeito na lente causado pela falta de informações sobre cores e exagerado pelo aumento da saturação (+50 no Adobe Camera Raw).

Para completar, aqui está um gráfico de representações em cores da Gretag MacBeth, gravado sob a mesma luz da rua. O balanço de branco foi definido no ACR com base no bloco "cinza":

Como você pode ver, a imagem também pode ser monocromática. Nenhuma quantidade de gel ou luz ou ajuste do balanço de branco podem salvar a imagem. A informação da cor simplesmente não está presente! Se você tiver apenas espectros de linha, tudo o que você recuperará é quanto dessa frequência específica seu assunto reflete. Em termos técnicos, a cor é uma variável com valor vetorial, ou seja, consiste em várias coordenadas no espaço de cores. Você não pode gravar um ponto no espaço de cores com um único valor (assim como não pode descrever seu ponto em um mapa com um valor), que é o que você tem quando ilumina sua cena com apenas um comprimento de onda de luz.

É por isso que as luzes fluorescentes são ruins, muitas delas emitem espectros muito estreitos (embora mais amplos do que a iluminação média de uma rua). Em particular, muitos estão faltando um pedaço da parte vermelha do espectro que resulta em tons esverdeados não naturais.

Nem todas as luzes fluorescentes são ruins, eis o gráfico iluminado pelas luzes fluorescentes da minha casa que foram escolhidas especificamente para seu amplo espectro (conforme descrito pelo número CRI (intenção de renderização de cores) de 93 (a luz do sol é 100)):

Aqui não há problemas de cores!

O problema com esse tipo de fonte de luz não é a temperatura da cor , mas o espectro fornecido pela luz.

Uma câmera (ou seus olhos) pode gravar apenas cores refletidas nos objetos da cena (sem contar objetos com propriedades fluorescentes ). Se a luz que brilha sobre o objeto não contiver uma determinada cor, ela não poderá ricochetear e, portanto, a cor do objeto não poderá ser gravada da maneira que pode estar sob a luz de espectro total.

No seu exemplo específico de luz de vapor de sódio, o espectro de cores é assim:

_{Imagem CC-BY-SA do Wikimedia Commons, autor Philips Lighting}

Você pode ver que há um pico muito estreito de luz com apenas 600 nm, que é bastante amarelo. Tudo o que você vê (ou fotografa) será em termos de como o objeto reflete a luz nessa faixa estreita. Portanto, sua suposição está correta - você pode mudar o que é gravado como cinza / branco neutro, mas seu gráfico provavelmente parecerá bastante estranho e "impreciso". E realmente não há nada que você possa fazer além de trazer outras luzes.

Se a sua outra iluminação também for de espectro estreito, isso melhorará a reprodução das cores adicionadas - bastante simples, exceto quando se trata de iluminar tudo em sua cena da maneira que você gostaria que fosse com cada cor diferente. E seu balanço de branco precisará ser mais comprometedor (provavelmente você escolheria algo que preservaria as duas cores fortes, em vez de tentar neutralizá-las).

Mais detalhes são abordados em várias perguntas existentes:

A melhor temperatura de cor da lâmpada fluorescente para fotografar pessoas e entrevistas?

Quais configurações de balanço de branco são necessárias para capturar o elenco de uma iluminação colorida?

Quando devo usar as configurações manuais de balanço de branco?