Por que a faixa de balanço de branco manual é tão limitada na parte inferior e superior?

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Estou aprendendo sobre o balanço de brancos e tudo relacionado a ele.

A configuração mínima para o balanço de brancos no Lightroom é limitada a 2000K (por exemplo, a luz da vela pode estar em torno de 1600K). Lembro-me de uma vez que tive um problema; era uma cena noturna ao ar livre com luzes de rua muito vermelhas e, nesse caso, tive que empurrar meu balanço de branco para o valor mínimo (no Lightroom) de 2000K, e ainda assim não foi suficiente.

A pergunta: como os desenvolvedores de câmeras, conversores brutos, etc. escolhem o valor mínimo e máximo para o controle deslizante de balanço de branco? Existe alguma ciência por trás disso?

Mark Amber
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Lembre-se de que a temperatura da cor é apenas um eixo de toda a roda de cores do balanço de branco. Além dos ajustes ao longo do eixo da temperatura da cor , também há ajustes ao longo do eixo verde → → magenta, que é aproximadamente perpendicular à temperatura azul → → âmbar da cor .
Michael C

Respostas:

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A cor digital funciona separando a luz em três canais: vermelho, verde e azul. Isso imita aproximadamente a maneira como o sistema de visão humana cria a percepção da cor. Nosso sistema de visão compensa inerentemente fontes de luz de cores diferentes usando sugestões ambientais, mas quando você olha para uma fotografia digital ou impressa, essas sugestões não existem, então vemos um tom de cores.

O "balanço de branco" compensa isso empurrando para cima ou para baixo os valores em alguns dos canais, a fim de imitar o efeito de uma fonte de luz mais neutra. Por exemplo, se a cena na realidade é muito azul, na imagem renderizada, o azul é suprimido e o vermelho e o verde (que juntos tornam amarelo / laranja) aumentam.

Nos extremos da escala, a luz gravada estará quase toda em um canal - no seu caso, toda vermelha. Apenas não haverá muitos dados azuis ou verdes disponíveis. Empurrar isso para normalizar o balanço de brancos adicionará enormes quantidades de ruído. (É o que acontece quando você amplifica uma pequena quantidade de sinal.)

O limite preciso de um determinado aplicativo ou câmera é provavelmente um tanto arbitrário, mas há uma boa razão para um limite, e o intervalo disponível geralmente representa o intervalo de ajuste razoável.

Em casos como este, se você não pode aceitar a conversão de cores, geralmente é melhor apenas converter em preto e branco.

Por favor, leia meu perfil
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Posso sugerir que você também indique que o balanço de brancos é um ajuste de 360 ​​°, cuja temperatura de cor é apenas um eixo?
Michael C
@MichaelClark Sim, vou acrescentar algo sobre isso. Eu acho que seria realmente mais útil para photo.stackexchange.com/questions/60103/… ter melhores respostas.
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O maior problema com essa pergunta é que o corpo da pergunta sai do meio do mato em relação a "qual é a diferença entre a maneira como nossos olhos / cérebro e nossas câmeras percebem a cor?" da questão central do "o que é balanço de branco".
Michael C
@MichaelClark Ah, também: photo.stackexchange.com/questions/3037/…
Por favor, leia meu perfil
A resposta de jrista a essa pergunta é um bom começo. Os outros parecem totalmente inconscientes de que o balanço de cores / balanço de brancos inclui qualquer coisa além do eixo de temperatura de cor única.
Michael C
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A pergunta: como os desenvolvedores de câmeras, conversores brutos, etc. escolhem o valor mínimo e máximo para o controle deslizante de balanço de branco? Existe alguma ciência por trás disso?

A temperatura da cor no seletor de balanço de branco é baseada na física, a chamada radiação do corpo negro . A radiação do corpo negro fornece o espectro da radiação eletromagnética (neste caso, luz visível) que um corpo negro a uma determinada temperatura emite para o ambiente. É por isso que ele usa uma unidade de temperatura, Kelvin. Imagine um pedaço de ferro sendo aquecido no fogo: primeiro é preto, depois vermelho escuro, depois laranja e amarelo, e assim por diante.

Usando o espectro teórico, podemos, portanto, mapear uma temperatura, digamos, 2000 K, para uma cor. Do ponto de vista físico, os limites inferior e superior para a temperatura da cor são de cerca de 1000 e 20000 K, marcando os limites da luz visível.

No software de edição de fotos, escolher o balanço de branco significa apenas que queremos escolher o ponto de referência contra o qual todas as cores são definidas. A temperatura da cor é um bom ponto de partida, pois a maioria das fontes de luz é de fato (aproximadamente) corpos negros que irradiam luz (por exemplo, lâmpadas de tungstênio e sol).

Como outros já apontaram, a temperatura define apenas um eixo no espaço de cores bidimensional, variando de vermelho a azul. Além disso, a maioria dos softwares de edição possui outra variável que é perpendicular (ou seja, independente) da temperatura da cor para ajustar ainda mais o balanço de brancos. Esse eixo geralmente é chamado de tonalidade , mapeando de roxo a verde. Observe que, embora a temperatura da cor esteja bem definida, a variável tonalidade não é e pode diferir bastante entre os softwares.

Todas as câmeras foram calibradas para reproduzir cores realistas, isto é, para reproduzir cores como o olho humano as vê. Isso se baseia em extensas medidas da visão de cores humana. Os espaços de cores empíricos, como os espaços de cores CIE 1931 RGB e CIE 1931 XYZ, mapeiam todas as cores possíveis visíveis ao olho humano. As câmeras foram calibradas para reproduzir as cores nesses espaços de cores com a maior precisão possível, dadas as limitações da tecnologia (nenhuma câmera, nem uma tela pode reproduzir todas as cores visíveis).

Isso significa que, se você definir o balanço de brancos em sua câmera para 5780 K, poderá obter cores realistas conforme elas aparecem sob luz solar direta. O mesmo vale para o seu software de pós-processamento. No entanto, você nunca sabe o quão bem o fabricante calibrou a câmera / software. Na minha experiência, especialmente o software de edição de fotos pode ser um pouco frouxo na definição do balanço de branco. Os fabricantes de câmeras podem limitar sua faixa de temperatura de cor ao que eles acreditam que seus produtos possam reproduzir razoavelmente.

Referências da Wikipedia:

teekarna
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