Jakie wartości RGB prawidłowo reprezentują białą powierzchnię 5800 K na skalibrowanym monitorze 6500 K?

13

Rozważ wysokiej jakości monitor skalibrowany przy standardowych parametrach: 6500 K, 2,2 gamma, 120 cd / m2 ^ 2. Kalibracja odbywa się za pomocą czujnika sprzętowego LaCie + jego oprogramowania i jest dość dokładna.

Zamierzam zrobić zdjęcie Słońca przez teleskop, używając bezpiecznego, dedykowanego filtra słonecznego (folia słoneczna Baader z pełną aperturą do teleskopów). Temperatura Słońca wynosi 5800 K. Filtr jest „biały”, właściwie całkiem przyzwoity, ale jestem pewien, że jego widmo nie jest w 100% płaskie - ściśle mówiąc, nie może być. Ponadto kamera może przechwytywać część podczerwieni i tak dalej, a także zmieniać kolor powierzchni słonecznej.

Chcę przetworzyć powstały obraz, aby na skalibrowanym monitorze 6500 K kolor Słońca był jak najbardziej zbliżony do oryginału. Oczekuję, że efekt będzie wyglądał jak miękka kremowa biel.

Zasadniczo sprowadza się to do przedstawienia „białego” 5800 K na monitorze 6500 K. Jak mogę to zrobić?

Mogę załadować obraz i dostosować ustawienia odcienia (balans bieli) w oprogramowaniu, dopóki triady RGB na dysku słonecznym nie znajdą się w wymaganym zakresie, ale nie wiem, jaki jest ten zakres. Wygląda na to, że gdzieś powinna być na to formuła („biorąc pod uwagę T1 temperaturę monitora, wtedy biel T2 jest reprezentowana, gdy xR + yG = zB” lub coś w tym rodzaju, po prostu coś wymyślam).

Inne podejście: byłoby miło, gdyby istniała aplikacja, która mogłaby generować „biel” w dowolnej temperaturze, biorąc pod uwagę, że monitor jest skalibrowany w określonej temperaturze barwowej. Następnie mogłem porównać wygenerowaną biel z obrazem Słońca i wprowadzić poprawki. Ale teraz wiem o każdej takiej aplikacji.

Jakieś sugestie?

Większość przetwarzania nieprzetworzonych plików wykonuję w Lightroomie, mogę użyć GIMP do dodatkowych sztuczek w kanale kolorów. Oczywiście nie jestem ekspertem od fotografii, ale mogę postępować zgodnie ze wskazówkami. :)

Dzięki!

Florin Andrei
źródło

Odpowiedzi:

10

Odpowiedź brzmi: sRGB = (255, 241, 234).

Szczegóły obliczeń:

Obliczyłem widmo ciała czarnego w temperaturze 5800 K, stosując wzór Plancka, a następnie pomnożone przez funkcje dopasowania kolorów CIE standardowego obserwatora 2 stopni i zintegrowane na długościach fal w celu uzyskania koloru (X, Y, Z). Następnie podzieliłem przez X + Y + Z, aby uzyskać chromatyczność:

(x, y) = (0.3260, 0.3354)

pomnożenie (x, y, 1-xy) przez macierz XYZ do macierzy sRGB i podzielenie przez największy składnik (R) daje:

(R, G, B) = (1, 0.8794, 0.8267)

Następnie zakodowałem gamma, pomnożono przez 255 i zaokrągliłem do najbliższej liczby całkowitej i otrzymałem:

(R’, G’, B’) = (255, 241, 234)

Zastrzeżenie : Moja odpowiedź dotyczy przestrzeni kolorów sRGB, która wynosi prawie, ale nie całkiem, 6500 K przy 2,2 gamma. BTW, „6500 K z gamma 2.2” nie jest specyfikacją przestrzeni kolorów: potrzebujesz również chromatyczności kolorów podstawowych, aby uzyskać w pełni określoną przestrzeń kolorów.

Edgar Bonet
źródło
Zaraz! Szczęka opadła na podłogę. Właśnie o to prosiłem. Dzięki! BTW, w (255, 241, 234) Myślę, że wyglądałby jak biały z lekkim złotym odcieniem, co ma sens.
Florin Andrei
1
To doskonała odpowiedź. Mam trzy pytania:
kdbanman
zintegrowane na długościach fal, aby uzyskać kolor (X, Y, Z). Następnie podzieliłem przez X + Y + Z, aby uzyskać chromatyczność:Jak przeszedłeś z wektora 3 do wektora 2 przez podział skalarny? (Gdzie poszedł Z?)
kdbanman
Następnie koduję gammaCzy to oznacza, że ​​podniosłeś R, G i B do potęgi gamma, jak [to]? Jaką wartość gammawykorzystałeś? Wydaje się, że istnieje wiele opcji.
kdbanman
@kdbanman: Nie, mam na myśli, że przekształciłem liniowe wartości RGB na nieliniową reprezentację sRGB, zgodnie z równaniami (1.2) dokumentu, do którego się odwoływałeś. Jest to zbliżone do, choć nie do końca, prawa potęgi z wykładnikiem 1 / 2.2.
Edgar Bonet,
2

Czy chcesz zmienić kolor słońca w twoich zdjęciach, lub po prostu reprezentują kolor, który nie jest dokładnie? Te dwa są bardzo różnymi zadaniami. Ten pierwszy prawdopodobnie wymagałby dużo pracy i nie jestem pewien, czy rzeczywiście byłby dokładny. Ta ostatnia jest już załatwiona dzięki profilom ICM i ICC.

Należy również zauważyć, że „biały” jest rzeczą bardzo subiektywną. „Biała” monitor byłaby technicznie zbyt niebieska, aby „prawdziwie biała”, biorąc pod uwagę, że modele 6500k mają światło dzienne, a nie słoneczne. Biel słońca bezpośrednio obrazowana, bez ingerencji atmosfery lub filtracji, jest prawdopodobnie dokładniej modelowana w fotosferze w temperaturze 5785 K, ale może wahać się między około 4000 K a 6000 K w zależności od lokalizacji i czas (plamy słoneczne są zwykle chłodniejsze). Nad fotosferą znajduje się również Chromosfera, której zakres waha się od około 6000 K do dziesiątek tysięcy stopni Kelvina, dopóki nie uderzysz w Koronę, która osiąga miliony stopni. Gdy wyobrażasz sobie słońce bez filtra, jedyne, co faktycznie fotografujesz, jest w plamach słonecznych, w przeciwnym razie biały punkt słońca może dziko oscylować nad jego powierzchnią. Dzięki filtrowi twój ostateczny punkt bieli będzie miał wpływ na jego konstrukcję i długości fal, przez które tak naprawdę ma on przepływać, więc ponownie przybijającdokładny biały punkt prawdopodobnie będzie trudny na początek. Neutralna, prawdziwa biel dla ludzkiego oka znajduje się prawdopodobnie w sferze 5500 K, jednak tak naprawdę zmienia się w zależności od tego, czy obserwujesz emiter, czy reflektor.


Image Color Management, lub ICM, to system zaprojektowany do zarządzania prawidłową, dokładną konwersją informacji o kolorze z jednej przestrzeni kolorów (powiedzmy plików RAW z aparatu) poprzez przestrzeń kolorów oprogramowania do edycji (powiedzmy, Photoshop, z jest standardem D50), do przestrzeni kolorów urządzenia wyjściowego (powiedzmy monitora komputerowego). W rzeczywistości nie powinieneś robić niczego konkretnego na niskim poziomie, aby uzyskać prawidłowy balans kolorów, zakładając, że ekran jest właściwie skalibrowany. Tak długo, jak ufasz dokładności urządzenia do przetwarzania obrazu i dokładności ekranu, jeśli korzystasz z oprogramowania w pełni zarządzanego kolorami, takiego jak Photoshop, nie powinieneś martwić się o ręczne dostosowanie kolorów zdjęć o piksel poziom. Zarówno Adobe Camera Raw, jak i Lightroom zawierają narzędzie do regulacji temperatury kolorów (a także narzędzie do barwienia,dla twojego stanu kalibracji .

Wreszcie, należy pamiętać, że balans kolorów twoich zdjęć będzie dokładny tylko wtedy, gdy zamierzasz je mieć we własnym systemie. Przeciętny użytkownik nie kalibruje swoich ekranów, dlatego ich reprezentacja może się znacznie różnić. Wiele skalibrowanych ekranów ma punkt bieli 6500 K, jednak wielu fotografów kalibruje do 5000 K, aby dopasować Photoshopa i dokładniej odwzorować odbitki z włókien naturalnych na ekranie. Osobiście uważam, że kalibracja ekranu do 5500 K jest bardziej „zbalansowana w punkcie bieli” niż 6500 K (co jest zdecydowanie bardziej niebieskie). Jeśli chcesz uzyskać jak największą dokładność, powiedziałbym, że skalibrowanie ekranu do 5785 K i dostosowanie balansu bieli fotografii do siebie, pozwoliłoby uzyskać możliwie najbardziej naturalną biel, przynajmniej w stosunku do słońca.


Nawiasem mówiąc, jeśli naprawdę chcesz samodzielnie zarządzać konwersją punktu bieli na każdym pikselu na swoich obrazach, powinieneś przyjrzeć się pracy wykonanej przez CIE . Od początku połowy XX wieku (od 1913 r.) Zajmują się oświetleniem, oświetleniem, teorią kolorów, konwersją kolorów, modelowaniem kolorów i definiowaniem przestrzeni kolorów. L ab * przestrzeń kolorów (Lab), w skrócie, jest kwintesencją modelu ludzkiej percepcji światła i koloru. Jest to sedno konwersji i transformacji przestrzeni kolorów. XYZ jest krytyczną przestrzenią modelowania, która jest używana jako etap pośredni podczas konwersji z RGB do Lab, a następnie z powrotem z Lab do innej przestrzeni kolorów (która może być również RGB, ale po prostu z innym punktem bieli). trochę informacji na Wikipedii o CIE, Lab, XYZ itp .:

jrista
źródło
Oczywiście wiele rzeczy, o których nie myślałem, dziękuję za wszystkie informacje, będę musiał powoli je omijać. Powiedzmy, że cel jest następujący: sfotografuj czarne ciało świecące w temperaturze T2, z niewielkimi błędami kolorów spowodowanymi przez aparat, filtrowanie itp. Wyświetl go na ekranie skalibrowanym w T1. Teraz wyzwaniem jest dostosowanie odcienia (względnych proporcji RGB) obrazu, aby na ekranie z tą konkretną kalibracją powierzchnia była jak najbliższa pierwotnemu odcieniowi T2. Chcę dokonać regulacji poprzez edycję pliku, a nie poprzez zmianę parametrów monitora.
Florin Andrei
Naprawdę byłbyś w stanie to zrobić, dopasować oryginalny odcień (który powinien być nazwany Chromatycznością przy omawianiu przestrzeni kolorów i transformacji, ponieważ tak właśnie jest w Lab), musisz wiedzieć dokładnie, co to znaczy T2 „to”, aby zacznij od (co można wykonać tylko za pomocą bezpośredniego pomiaru) lub dokładnie poznaj błąd każdego elementu urządzenia do przetwarzania obrazu (tj. czujnik IR filtra, CFA, filtr słoneczny, błędy kwantyzacji wprowadzone podczas konwersji A / D, rozbieżności w demozaikacji, itp.) Żadna z nich nie jest niewielka.
jrista
Jeśli chcesz dokładnie zmierzyć T2, musisz najpierw określić swoje granice dokładności. Czy chcesz to dokładnie 99,9%? Prawdopodobnie będziesz musiał mierzyć z kosmosu. Czy chcesz to dokładnie tak, jak jest mierzone w naszej atmosferze? Prawdopodobnie można to zrobić za pomocą odpowiedniego samodzielnego urządzenia. Oto pocieranie, choć ... nawet jeśli wykonasz niezależny pomiar T2, będą podobne błędy w precyzji i dokładności również w tych urządzeniach. Będziesz musiał wziąć pod uwagę te błędy w ten czy inny sposób, co oznacza ich poznanie, co powoduje powrót do samej bezpośredniej korekty aparatu.
jrista
Jestem ciekawy, jakiego poziomu dokładności naprawdę potrzebujesz. Normalizacja kalibracji ekranu za pomocą białego punktu, który zakłada się dla fotosfery, powinna dać całkiem bazową biel. Powinieneś być w stanie dostrzec dostatecznie dużo błędów, aby ręcznie usunąć wszelkie rozbieżności. Nie będzie on 99,999% dokładny, prawdopodobnie nawet nie 99% dokładny, ale jego wysoce wątpliwe ludzkie widzenie mogłoby wykryć rozbieżność bez czegoś do porównania, na przykład próbka koloru dokładnie 5785 K osadzona w rogu zdjęcia lub coś w tym stylu. Jeśli potrzebujesz 99% + dokładności, cóż ...
jrista
1
Jeśli przybliżenie jest w porządku, to po prostu ufam, że twój sprzęt jest wystarczająco skalibrowany i pozwól oprogramowaniu wykonać większość pracy. Załaduj swoje zdjęcia do edytora RAW (naprawdę musiałyby to być RAW ... Korekty balansu bieli nie działają dobrze na obrazach, które są już rozmazane na piksele RGB) i ustaw balans bieli na 5785 K lub w tym miejscu. To powinno ustawić biel na zdjęciu dokładnie na normatywną temperaturę fotosfery słonecznej. Ze względu na przesunięty punkt bieli białego punktu ekranu na 6500 tys., Ten biały może wyglądać nieco nieciekawie. Możesz wyregulować o 715 K, aby to zrekompensować.
jrista