Apa sebenarnya * white balance itu?

Saat mengatur konfigurasi white balance, kami menyesuaikan suhu dan perpindahan magenta hijau ke distribusi intensitas panjang gelombang cahaya yang berkorelasi paling dekat dengan distribusi aktual cahaya yang dipancarkan dari sumber cahaya yang menerangi pemandangan kami.

Yang tidak saya mengerti adalah apa artinya kamera kami menggunakan informasi ini untuk mengubah cara merekam data warna RGB. Dengan asumsi bahwa distribusi ideal ini menyinari sensor kita secara merata, kita akan mengharapkan objek putih / abu-abu untuk menunjukkan intensitas Merah / Hijau / Biru tertentu di seluruh sensor, dan saya berasumsi bahwa pola ini akan dipetakan ke nilai RGB yang sama dalam proses koreksi keseimbangan putih. Saya hanya menebak-nebak di sini.

• Bagaimana tepatnya data mentah dari photosites RGB pada sensor diubah menjadi nilai-nilai RGB piksel dengan menggunakan model distribusi cahaya white balance? Jika saluran merah, biru dan hijau dari patch kecil pada sensor masing-masing mengumpulkan jumlah foton yang sama, lalu mengapa ini tidak diwakili oleh piksel dengan nilai RGB yang sama? Mengapa kita 'memperbaiki' ini dengan mendistorsi nilai sesuai dengan sumber cahaya?

• Jika white balance dipilih dengan benar, bukankah sumber cahaya akan tampak putih murni? Ini bertentangan dengan fakta bahwa sumber cahaya jelas tidak tampak putih bersih secara umum.

• Jika saya ingin gambar tidak mewakili warna objek secara akurat, tetapi untuk memasukkan warna yang menjadi sasaran penglihatan saya, lalu konfigurasi white-balance apa yang akan mencapai ini? Apakah ada semacam pengaturan 'netral' global yang tidak mengubah pencetakan warna? Misalnya, benda putih tidak tampak putih di ruangan gelap dengan lampu merah menyala. Saya juga tidak ingin mereka tampak putih di foto saya.

Dua parameter konfigurasi white balance (suhu dan pergeseran magenta-hijau) mengubah apa yang dipikirkan kamera adalah karakteristik panjang gelombang-amplitudo dari pencahayaan pemandangan. Bagaimana cara menggunakan informasi ini (rumus; apa yang bertujuan pada prinsipnya) untuk mengubah pencahayaan saluran RGB?

Mata dan otak kita melakukan hal-hal setiap hari yang membuat efek LSD tampak relatif jinak.

Salah satu hal yang dilakukan otak kita adalah aktivitas penyeimbang warna sendiri. Tidak ada yang tahu mengapa pasti, tetapi berdasarkan teori kami melakukannya sehingga akan lebih mudah untuk melacak mangsa saat mereka menghindar masuk dan keluar dari bayang-bayang (mangsa memantulkan langit biru sementara di dalam bayangan, sehingga mereka menjadi lebih biru). Apa pun alasannya, otak kita melakukannya.

Ini sangat jelas jika Anda seorang penyelam. Merah dipotong oleh kolom air agak cepat. Bahkan, pada 30 m, merah adalah warna kamuflase. Namun, kami tidak memahami ini saat menyelam. Kami pikir kami melihat warna yang sempurna. Angkat kartu putih dalam 30m air, dan itu terlihat "putih" untuk Anda.

Sekarang ambil gambar kartu itu. Kamera melihat jumlah foton mentah. Ini akan menyebutnya seperti apa adanya. Jauh lebih sedikit foton merah yang akan mengenai kamera, sehingga akan merekam lebih sedikit warna merah pada gambar. Tidak masalah!

Kebutuhan untuk penyeimbangan warna muncul ketika Anda mencoba untuk melihat foto-foto itu ketika Anda tidak berada di bawah 30 meter. Otak Anda akan melakukan penyeimbangan warna, seperti yang dilakukan di bawah air, tetapi sekarang ia melakukannya sehubungan dengan pencahayaan yang dirasakan di dalam ruangan. Jika Anda berada di ruangan yang cukup terang, otak Anda akan menyesuaikan diri untuk merasakan objek putih (seperti tepi putih yang tidak dicetak di sekitar foto) sebagai "putih." Sekarang gambarnya tampak sangat biru. Ini adalah model yang akurat tentang berapa banyak foton merah yang mengenai mata Anda ketika Anda berada di kedalaman, tetapi sekarang otak Anda tidak lagi mengoreksi warna untuknya.

Solusinya adalah white-balancing. Anda memilih objek "putih" dalam gambar (yang sebenarnya adalah sekelompok piksel kebiruan), dan menyatakan "Saya ingin orang berpikir ini putih." Perangkat lunak ini melakukan pemetaan warna untuk secara efektif melakukan apa yang dilakukan otak Anda sebelumnya. Setelah dicetak, wilayah piksel ini mengambil warna cahaya di ruangan (biasanya agak kekuningan), tetapi sekarang otak Anda melakukan koreksi dengan benar, dan Anda merasa putih!

Itu hampir akhir cerita. Ini bekerja sangat baik untuk mencetak. Pada layar, otak memiliki sedikit lebih banyak kesulitan membuat tebakan yang baik pada koreksi warna karena kecerahan layar tidak berskala dengan cahaya di ruangan di sekitar Anda. Jika Anda mengedit foto secara profesional, biasanya memilih ruangan dengan pencahayaan yang sangat konstan, dan "menyeimbangkan warna" monitor sehingga benda yang ditampilkan sebagai "putih" tampak sebagai "putih" saat dicetak!

Mengapa kita 'memperbaiki' ini dengan mendistorsi nilai sesuai dengan sumber cahaya?]

Karena sistem visual Anda merespons perubahan relatif dalam intensitas warna yang berbeda, sedangkan sensor kamera merekam intensitas absolut. Jika Anda berdiri di bawah lampu jalan natrium untuk sementara waktu, Anda terbiasa bahwa cahaya itu "putih" meskipun warnanya cukup berbeda dari cahaya matahari. Dan sinar matahari sendiri berubah warna tergantung pada waktu hari, kondisi atmosfer, dll., Tetapi sebagian besar waktu kita menganggap sinar matahari sebagai "putih" juga.

Jika white balance dipilih dengan benar, bukankah sumber cahaya akan tampak putih murni?

Saya kira korelasinya tidak langsung. Pertimbangkan lampu pijar yang menerangi ruangan - sebagian besar cahaya yang menerangi benda-benda di ruangan mungkin memantulkan dinding dan benda lain sebelum menyentuh benda yang Anda lihat dan memantul ke mata Anda. Jadi, Anda perlu memperhitungkan warna dinding, dll. Jika Anda mengatur keseimbangan putih di kamera untuk membuat selembar kertas terlihat putih di foto, gambar sumber cahaya mungkin masih terlihat sedikit putih karena bagian lain dari ruangan memainkan peran. (Biasanya, meskipun, jika Anda mengambil gambar bola lampu telanjang, Anda mendapatkan sesuatu yang sangat putih hanya karena terlalu terang.)

Jika saya ingin gambar tidak mewakili warna objek secara akurat, tetapi untuk memasukkan warna yang menjadi sasaran penglihatan saya, lalu konfigurasi white-balance apa yang akan mencapai ini?

Itulah yang dilakukan RAW - merekam persis apa yang dilihat sensor tanpa penyesuaian. Ini juga merekam pengaturan white balance, sehingga perangkat lunak Anda dapat membuat penyesuaian yang sesuai saat merender gambar.

Jawaban umum untuk apa yang Anda pikirkan adalah bahwa ada perbedaan besar antara adegan fotometrik sederhana yang direkam oleh mata atau kamera kita, dan hasil penyaringan data mentah ini melalui proses persepsi manusia. Satu fenomena persepsi manusia yang mungkin terkait erat dengan apa yang Anda tanyakan mungkin adalah yang ini , di mana bahkan jumlah cahaya dapat memengaruhi kesan subyektif kita tentang "kehangatan" atau "kesejukan" nya.

Semoga akan ada jawaban yang lebih baik, tetapi ini adalah tempat untuk mulai merenungkan betapa rumitnya situasi ini. :)

Kebetulan, saya sangat curiga bahwa kemampuan untuk secara sadar menyadari variasi dalam sumber cahaya sedikit berbeda di antara orang-orang, dan mungkin dapat "dipelajari" sampai taraf tertentu setelah Anda mulai memperhatikannya ... setidaknya, saya tahu bahwa saya jauh lebih sadar akan hal itu daripada sebelumnya.

PIKIRAN TAMBAHAN: Sebagai jawaban atas poin terakhir Anda, menurut saya, bahkan ketika kami ingin menangkap kesan warna terang dalam sebuah adegan, kesan harfiah, "objektif" dari kamera masih terlalu kuat, karena tayangan kami adalah mungkin sedang "dikoreksi" setidaknya sampai tingkat tertentu, bahkan ketika kita sadar akan warna terang. Hasil subjektif terbaik mungkin biasanya dicapai dengan memisahkan perbedaan, sehingga untuk berbicara.

Apa sebenarnya white balance?

'Putih' tidak memiliki keseimbangan warna / keseimbangan putih. Sumber cahaya memiliki keseimbangan warna. Amplifikasi cahaya yang dikumpulkan oleh sensor kamera diperlukan untuk membuat sesuatu terlihat atau bereproduksi karena putih memiliki keseimbangan warna. Cahaya dari suhu warna apa pun / keseimbangan putih dengan spektrum yang cukup penuh dapat dibuat untuk terlihat putih dalam foto. Dapat juga dibuat untuk terlihat oranye, biru, merah, atau warna lain yang kita inginkan agar terlihat dengan menyesuaikan amplifikasi saluran merah, hijau, dan biru pada gambar yang telah kita ambil di bawah cahaya itu. Kami menyebut amplifikasi saluran total untuk tiga saluran warna dalam foto white balance .

Sumber cahaya yang berbeda memancarkan cahaya pada suhu dan warna warna yang berbeda. Bahkan sumber "cahaya putih" yang memancarkan cahaya yang mencakup sebagian besar atau semua spektrum yang terlihat biasanya memiliki sebagian besar cahayanya berpusat pada berbagai suhu warna. Jika sumber cahaya ini adalah apa yang dikenal sebagai 'radiator benda hitam', cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh suhu mereka yang diukur dalam derajat Kelvin. Gas-gas yang bercahaya di permukaan bintang, misalnya, adalah radiator benda hitam. Begitu juga sebagian besar logam ketika dipanaskan hingga mulai bercahaya, kemudian meleleh, dan akhirnya berubah menjadi uap jika dipanaskan cukup panas. Skala suhu yang menghasilkan warna tertentu dari radiator benda hitam dinyatakan dalam derajat Kelvin dan merupakan satu sumbu roda warna yang bergerak dari biru di satu sisi ke kuning di sisi lain. Inilah yang kami sebut sebagaiSuhu warna .

Tetapi suhu warna hanya sumbu tunggal di roda warna 360 °. Apa yang kita sebut white balance mencakup seluruh roda warna. Sumber cahaya yang bukan radiator tubuh hitam dapat memancarkan cahaya yang merupakan warna yang tidak ditemukan di sepanjang sumbu suhu warna. Cahaya seperti itu mungkin lebih magenta atau lebih hijau dari warna terdekat yang jatuh di sepanjang sumbu suhu warna. Kami terkadang menyebutnya warna hijau ← → magenta sumbu warna atau nada warna. Untuk mengekspresikan sepenuhnya warna dominan dari sumber cahaya, kita tidak hanya perlu menentukan lokasinya di sepanjang sumbu suhu warna ← → amber biru, tetapi kita juga harus menentukan lokasinya di sepanjang sumbu warna hijau ← → magenta yang tegak lurus terhadap biru ← → sumbu kuning. (Ketika kita hanya menggunakan suhu warna untuk menggambarkan sumber cahaya dengan tepat, itu karena warna sumber cahaya itu netral - yaitu, jatuh pada sumbu suhu warna tanpa bias ke arah hijau atau magenta.) Sebagian besar sumber cahaya alami memancarkan cahaya yang jatuh di sepanjang sumbu suhu warna.

Kami masih belum sepenuhnya menggambarkan sifat cahaya dari sumber cahaya ketika kami telah menentukan jumlah biru ← → kuning dan hijau ← → magenta yang merupakan komponen paling dominan dari cahaya itu.

Sumber cahaya tidak hanya memancarkan cahaya yang berpusat pada panjang gelombang tertentu (yang mata / otak kita tafsirkan sebagai warna tertentu), tetapi beberapa sumber memancarkan cahaya yang memiliki jangkauan panjang gelombang / warna yang lebih luas daripada yang lain. Bola lampu tungsten, misalnya, memancarkan cahaya yang berpusat di sekitar 3000K. Tetapi beberapa kuantitas dari hampir seluruh rentang panjang gelombang cahaya tampak dimasukkan dalam cahaya dari bohlam tungsten. Hanya saja lampu yang dilepaskan oleh bola tungsten didominasi oleh kisaran sekitar 3000K. Lampu uap natrium, di sisi lain, memancarkan spektrum cahaya yang sangat sempit sekitar 2500K. Tapi lampu uap natrium tekanan tinggi tidak memancarkan cahaya sama sekali di beberapa segmen spektrum yang terlihat sangat luas. Hampir semua cahaya yang mereka pancarkan sangat dekat dengan 2500K. Sumber yang memancarkan spektrum yang lebih terbatas dari kisaran panjang gelombang yang kita sebut cahaya tampak bahkan lebih bermasalah ketika kita mencoba melakukan koreksi white balance untuk mendapatkan warna akurat dari objek yang diterangi. Jika sumber cahaya tidak memancarkan cahaya biru sama sekali, tidak akan ada cahaya sama sekali bagi objek biru untuk dipantulkan. Jika tidak ada sinyal biru untuk diperkuat, tidak masalah berapa banyak kita memperbesar saluran biru, kita tidak akan melihat biru (selain biru palsu yang disebabkan oleh noise baca kamera di saluran biru).

Penyesuaian yang kami buat antara informasi mentah yang dikumpulkan oleh kamera dan foto yang ingin kami selesaikan yang membuat sesuatu terlihat putih bukanlah suhu warna semata, itu adalah filter kompensasi yang menyesuaikan kekuatan relatif warna merah, hijau, dan komponen biru dalam gambar sehingga nilai merah, hijau, dan biru sama untuk objek yang kita inginkan tampak putih atau abu-abu netral. Kami menetapkan nomor suhu warna (5500K) atau nama white balance (cool fluorescent) ke satu set pengganda tertentu karena merupakan yang tepat yang diperlukan untuk mengkompensasi foto yang diambil di bawah cahaya yang dipusatkan pada suhu warna itu dan dengan itu warna.Jika cahaya yang digunakan sangat biru, maka kita harus menerapkan filter yang sangat oranye untuk memperbaiki warna biru cahaya. Itulah sebabnya meskipun cahaya 10000K sangat biru ketika kami memindahkan slider di aplikasi pemrosesan mentah kami hingga 10000K, hal-hal yang ditembakkan di bawah cahaya kuning terlihat oranye. Itulah sebabnya meskipun cahaya 2500K sangat hangat ketika kita memindahkan slider di aplikasi pemrosesan mentah kita sampai 2500K, hal-hal yang diambil dalam cahaya kuning terlihat sangat keren.

Sekali lagi, pada pengaturan suhu warna tertentu, kita mungkin juga perlu mengubah pengaturan hijau ← → magenta yang berjalan kira-kira tegak lurus terhadap sumbu biru ← → kuning pada roda warna untuk membuat objek tertentu terlihat putih. Ini karena tidak semua sumber cahaya memancarkan cahaya yang jatuh persis di sepanjang kontinum suhu warna yang ditentukan oleh suhu, dalam derajat Kelvin, dari radiator benda hitam. Misalnya, pencahayaan LED yang saat ini digunakan untuk penerangan panggung di banyak klub malam kecil dapat memiliki warna magenta yang jauh lebih banyak daripada radiator tubuh hitam yang akan memancarkan pada suhu berapa pun. Sebaliknya, lampu neon gaya lama yang khas, memancarkan banyak warna yang lebih hijau daripada yang dipancarkan oleh tubuh hitam.

Saat kami mengubah pengaturan suhu warna foto yang telah kami ambil, kami tidak mengubah warna cahaya yang ada saat foto diambil. Sebaliknya, kami mengubah seberapa banyak masing-masing saluran RGB diperkuat dibandingkan dengan dua saluran RGB lainnya.

Pengaturan white balance adalah seperangkat pengganda untuk saluran merah, hijau, dan biru yang sesuai untuk diterapkan pada foto yang diambil di bawah cahaya suhu dan warna warna tertentu. Ini memengaruhi warna berbagai objek dalam foto yang akan tampak seperti apa, tetapi tidak mengubah "keseimbangan putih" karena objek tersebut tidak memiliki keseimbangan putih - cahaya yang menerangi mereka memiliki keseimbangan putih.

Jika kita memotret objek putih di bawah cahaya 2700K, kita perlu menerapkan pengaturan suhu warna 2700K agar objek tersebut terlihat putih dalam foto kita. Jika kita memotret objek yang sama di bawah cahaya yang berpusat pada 8000K maka kita harus menerapkan pengaturan suhu warna 8000K agar objek terlihat putih dalam foto kita. Jika kita menerapkan pengganda RGB (yaitu pengaturan suhu warna ) yang sesuai untuk cahaya 5000K untuk gambar pertama yang diambil di bawah pencahayaan 2700K, objek putih akan terlihat kuning / oranye, jika kita menerapkan pengganda RGB yang sesuai untuk 5000K ke gambar kedua yang diambil di bawah 8000K menerangi objek putih akan terlihat biru.

Istilah white balance juga digunakan untuk menggambarkan cara kami mencoba mengoreksi gips warna dalam foto yang diambil di bawah berbagai jenis sumber cahaya.

Ingat ketika kami mengatakan sumber cahaya yang berbeda memancarkan cahaya pada suhu warna yang berbeda dan keseimbangan putih? Ini memengaruhi warna apa yang tampak dari benda yang diterangi. Ini memengaruhi warna yang dilihat mata dan otak kita. Ini mempengaruhi warna yang dilihat kamera kita juga. Meskipun kamera kami dirancang untuk meniru cara mata dan otak kita menciptakan warna, mereka tidak melakukannya persis sama.

Sistem mata / otak kita sangat bagus dalam beradaptasi dengan berbagai sumber pencahayaan, terutama yang telah ditemukan di alam sejak awal waktu (ingat radiator tubuh hitam itu?). Mereka juga melakukan cukup baik dengan sumber buatan yang telah kami ciptakan yang sangat mirip dengan sumber cahaya alami tersebut. Otak kita dapat mengimbangi perbedaan dalam sumber cahaya dan kami menganggap sebagian besar objek memiliki warna yang sama di bawah berbagai jenis sumber cahaya.

Kamera, bagaimanapun, harus menyesuaikan bias yang mereka berikan ke saluran merah, hijau, dan biru pada gambar yang mereka ambil. Kecuali kita memberi tahu kamera, melalui pengaturan seperti 'siang hari' atau 'teduh' atau 'neon' atau 'tungsten', apa warna sumber cahaya yang dimilikinya untuk membuat 'tebakan berpendidikan' berdasarkan petunjuk di tempat kejadian. Ketika adegan tidak memberikan petunjuk yang diharapkan, seperti ketika bagian paling terang dari pemandangan itu bukan warna netral / putih, kamera seringkali bisa salah. Skenario lain yang sering dapat membodohi kamera dengan cara yang berbeda adalah ketika sebagian besar frame adalah kecerahan seragam yang kamera akan coba untuk mengekspos sebagai kecerahan sedang di tengah-tengah antara putih murni dan hitam murni.

Jadi bagaimana cara kerjanya?

Bayangkan Anda memiliki ruangan yang benar-benar gelap tanpa jendela. Di ruangan itu ada tiga sumber cahaya yang terpisah. Satu memancarkan cahaya biru murni, satu memancarkan cahaya hijau murni, dan satu memancarkan cahaya merah murni. Sekarang pergilah ke ruangan itu dengan empat kartu di tangan Anda: biru murni, hijau murni, merah murni, dan putih murni.

• Ketika hanya lampu biru yang menyala tidak akan ada cahaya, warna yang benar untuk kartu merah dan hijau untuk dipantulkan sehingga mereka akan terlihat hitam. Kartu biru dan kartu putih hanya akan memantulkan cahaya biru dan akan terlihat biru identik. Jika kita mengambil foto di bawah cahaya seperti itu tidak akan ada cara untuk membedakan antara kartu biru dan kartu putih dalam foto yang dihasilkan.
• Ketika hanya lampu hijau yang menyala tidak akan ada cahaya, warna yang benar untuk kartu merah dan biru untuk dipantulkan sehingga mereka akan terlihat hitam. Kartu hijau dan kartu putih hanya akan memantulkan cahaya hijau dan akan terlihat hijau. Jika kami mengambil foto di bawah cahaya seperti itu tidak akan ada cara untuk membedakan antara kartu hijau dan kartu putih dalam foto yang dihasilkan.
• Ketika hanya lampu merah yang menyala tidak akan ada cahaya, warna yang benar untuk kartu biru dan hijau untuk memantulkan sehingga mereka akan terlihat hitam. Kartu merah dan kartu putih hanya akan memantulkan cahaya merah dan akan terlihat merah identik. Jika kita mengambil foto di bawah cahaya seperti itu tidak akan ada cara untuk membedakan antara kartu merah dan kartu putih dalam foto yang dihasilkan.
• Ketika lampu merah dan hijau menyala, tidak akan ada cahaya warna yang benar untuk dipantulkan oleh kartu biru sehingga terlihat hitam. Kartu merah akan terlihat merah. Kartu hijau akan terlihat hijau. Kartu putih, bagaimanapun, akan menjadi kombinasi dari lampu merah dan hijau yang dipantulkan dan akan tampak kuning. Jika kita mengambil foto di bawah cahaya seperti itu kita dapat membedakan antara kartu merah, hijau, dan putih tetapi dengan tidak adanya cahaya biru sama sekali tidak ada cara kita bisa membuat kartu putih tampak putih dengan hanya memvariasikan amplifikasi merah. , saluran hijau, dan biru di foto kami.
• Ketika lampu merah dan biru menyala, tidak akan ada cahaya warna yang tepat untuk dipantulkan oleh kartu hijau sehingga akan terlihat hitam. Kartu merah akan terlihat merah. Kartu biru akan terlihat biru. Kartu putih, bagaimanapun, akan menjadi kombinasi dari cahaya merah dan biru yang dipantulkan dan akan tampak ungu / magenta. Jika kita mengambil foto di bawah cahaya seperti itu, kita dapat membedakan antara kartu merah, biru, dan putih tetapi dengan tidak adanya lampu hijau, tidak akan ada cara kita menghasilkan putih hanya dengan memvariasikan amplifikasi merah, hijau, dan putih. saluran biru di foto kami.
• Ketika lampu hijau dan biru menyala, tidak akan ada cahaya warna yang tepat untuk dipantulkan oleh kartu merah sehingga akan terlihat hitam. Kartu hijau akan terlihat hijau. Kartu biru akan terlihat biru. Kartu putih, bagaimanapun, akan menjadi kombinasi dari cahaya hijau dan biru yang dipantulkan dan akan tampak aqua. Jika kita mengambil foto di bawah cahaya seperti itu, kita dapat membedakan antara kartu hijau, biru, dan putih tetapi dengan tidak adanya lampu merah total, masih tidak ada cara kita bisa menghasilkan putih hanya dengan memvariasikan amplifikasi merah, hijau, dan putih. saluran biru di foto kami.

Sekarang bayangkan bahwa ketiga sumber cahaya kami masing-masing berada pada rheostat dan dapat bervariasi secara kecerahan. Jika kita menyalakan lampu biru pada 20%, lampu hijau menyala di 60% dan lampu merah menyala di 100% kita akan memiliki cahaya yang sangat mirip dengan itu dari bola tungsten dengan warna yang sangat hangat. Jika kita mengambil foto dari empat kartu kita di bawah cahaya seperti itu, mereka semua akan muncul dengan warna yang berbeda tetapi warnanya akan berubah menjadi merah. Perbedaan utama dari sebelumnya, adalah sekarang kita memiliki setidaknya beberapa cahaya dari setiap warna yang dapat digunakan untuk bekerja. Jika kita menyesuaikan amplifikasi kamera dari masing-masing saluran warna sehingga lampu merah hanya diperkuat pada 20%, lampu hijau pada 33%, dan lampu biru pada 100% kita akan berakhir dengan masing-masing warna memiliki kecerahan yang sama untuk putih kita. kartu dan itu akan tampak putih.

The besar merugikan melakukannya dengan cara ini adalah bahwa sekarang tidak ada warna-warna yang salah cerah dari 20% dari apa yang kita bisa mendapatkan jika semua tiga lampu telah disesuaikan dengan 100% dan semua tiga jalur warna telah diperkuat pada 100%! Jika kami memutuskan untuk memperbesar foto kami dengan tambahan 500% dalam pemrosesan pasca untuk membuatnya terlihat seperti 100% RGB penguatan 100% cahaya RGB, kami juga akan memperkuat kebisingan pembacaan kamera kami sebesar 500%! Itu sebabnya selalu lebih baik untuk mendapatkan pencahayaan sedekat mungkin dengan apa yang kita inginkan sebelum kita mengekspos foto.

Bagaimana tepatnya data mentah dari photosites RGB pada sensor diubah menjadi nilai-nilai RGB piksel dengan menggunakan model distribusi cahaya white balance?

Yang perlu diingat adalah bahwa filter di masker Bayer tidak mutlak. Juga tidak ada tiga jenis kerucut di retina manusia!

Beberapa lampu merah menembus filter hijau dan biru! Beberapa lampu hijau menembus filter merah dan biru! Beberapa cahaya biru menembus filter hijau dan merah! Hanya saja lampu merah lebih banyak daripada hijau atau biru melewati filter merah. Lebih banyak lampu hijau daripada merah atau biru yang melewati filter hijau. Lebih banyak cahaya biru daripada merah atau hijau yang melewati filter biru. Tetapi setiap foton (terlepas dari berapa panjang gelombang cahaya yang berosilasi pada) yang membuatnya melewati filter Bayer dan turun ke setiap pixel dengan baik dihitung sama dengan setiap foton lainnya yang membuatnya menurunkan pixel itu dengan baik. Data mentah dari sensor adalah nilai pencahayaan monokrom tunggal untuk setiap pixel dengan baik (lebih tepat disebut sensel).

Dalam banyak cara yang sama, semua kerucut di retina kita harus beberapa tanggapan terhadap semua panjang gelombang cahaya tampak. Hanya saja, tumpang tindih antara hijau dan merah jauh lebih dekat di mata kita daripada di kamera kita.

Jika saluran merah, biru dan hijau dari sedikit patch pada sensor masing-masing mengumpulkan jumlah foton yang sama, lalu mengapa ini tidak diwakili oleh piksel dengan nilai RGB yang sama?

Alasan kamera tidak bisa selalu menggunakan bobot yang sama adalah karena warna berbagai sumber cahaya berbeda. Mata dan otak kita biasanya mengkompensasi variasi-variasi ini dalam suhu warna dan keseimbangan putih dari berbagai sumber cahaya. Kamera kami membutuhkan sedikit lebih banyak panduan. Jika kamera diatur ke 'WB Otomatis', itu akan menggunakan informasi yang dikumpulkan di adegan untuk menebak pengaturan yang benar. Kamera yang paling dasar biasanya melakukan ini dengan mengasumsikan hal paling terang dalam gambar adalah putih. Kamera modern telah menjadi sangat canggih dalam kemampuan menebak dengan benar sebagian besar waktu. Tetapi skenario tertentu masih sulit bagi mereka untuk menafsirkan dengan benar. Dengan demikian, kamera juga memberi pengguna kemampuan untuk mengatur suhu warna dan white balance secara manual.

Mengapa kita 'memperbaiki' ini dengan mendistorsi nilai sesuai dengan sumber cahaya?

Karena ketika cahaya dari berbagai sumber cahaya memantulkan benda putih, cahaya yang dipantulkan tidak mengandung jumlah yang sama merah, hijau, dan biru dibandingkan dengan cahaya dari berbagai sumber cahaya lain yang memantul dari benda putih yang sama. Warna objek di foto kita sudah 'terdistorsi' ketika cahaya menyerang sensor, berdasarkan warna sumber cahaya yang menerangi pemandangan yang kita foto. Kami melakukan koreksi white balance untuk menetralkan warna 'terdistorsi' yang disebabkan oleh sumber cahaya yang tidak sempurna.

Jika white balance dipilih dengan benar, bukankah sumber cahaya akan tampak putih murni? Ini bertentangan dengan fakta bahwa sumber cahaya jelas tidak tampak putih bersih secara umum.

WB "benar" untuk sumber cahaya yang diberikan adalah amplifikasi saluran R, G, & B yang lebih atau kurang berbanding terbalik dengan kekuatan masing-masing sumber cahaya. Jika sumber cahaya memiliki lebih banyak merah, kami memperkuat lebih banyak saluran biru. Jika sumber cahaya memiliki lebih banyak biru, kami memperkuat lebih banyak saluran merah.

Jika saya ingin gambar tidak mewakili warna objek secara akurat, tetapi untuk memasukkan warna yang menjadi sasaran penglihatan saya, lalu konfigurasi white-balance apa yang akan mencapai ini?

Itu akan tergantung pada sumber cahaya dan warna dari objek sumber cahaya menerangi. Tempat yang baik untuk memulai adalah sekitar 1/3 dari jalan sepanjang sumbu suhu warna antara suhu sumber cahaya dan sekitar 5200K ("siang hari").

Apakah ada semacam pengaturan 'netral' global yang tidak mengubah pencetakan warna?

Tidak. Mata dan otak Anda selalu menyesuaikan satu atau lain cara dengan sumber cahaya yang berbeda. Kamera Anda tidak menyesuaikan kecuali keseimbangan putih diubah. Jika kamera Anda disetel ke Keseimbangan Putih Otomatis kamera, alih-alih fotografer, akan 'memilih' bagaimana kamera itu disesuaikan.

Misalnya, benda putih tidak tampak putih di ruangan gelap dengan lampu merah menyala. Saya juga tidak ingin mereka tampak putih di foto saya.

Dalam kasus di mana pencahayaan sangat terbatas dalam spektrumnya, menyesuaikan saturasi biasanya akan memiliki efek yang lebih besar pada warna yang dirasakan daripada menyesuaikan white balance. Jika hanya ada lampu merah di gambar, tidak ada jumlah hijau dan biru yang akan berubah sangat banyak.

Bacaan lebih lanjut

Untuk contoh ekstrem tentang seberapa baik keseimbangan putih, terutama di sepanjang sumbu hijau magenta dapat memengaruhi warna (dan banyak lagi) foto, silakan lihat jawaban ini untuk Meniup cahaya biru / merah membuat foto terlihat tidak fokus (Beberapa contoh gambar termasuk dalam jawaban)

Untuk cara mengoreksi white balance dan menggunakan penyesuaian warna selektif saat mengonversi dari raw dapat sangat meningkatkan hasil akhir daripada membiarkan kamera melakukannya, silakan lihat: Banyak suara di gambar hoki saya. Apa yang saya lakukan salah? (contoh termasuk tangkapan layar pengaturan yang digunakan untuk memproses file mentah disertakan)

Untuk lebih lanjut tentang cara mengatur penyesuaian white balance di luar suhu warna dalam kamera (atau, dengan banyak kamera, bahkan saat menggunakan AWB), silakan lihat: Bagaimana cara membatalkan pencahayaan panggung ungu pada subjek? (beberapa contoh gambar termasuk dalam jawaban)

Berapa suhu warna target pencahayaan white balance?
Apa white balance di kamera? Kapan dan di mana saya harus menggunakan WB?
Apa arti dari "keseimbangan putih"?
Mengapa suhu white balance tinggi merah ketika benda yang lebih hangat lebih biru?
File RAW menyimpan 3 warna per piksel, atau hanya satu?
Mengapa gambar putih saya memiliki rona biru?
Apa perbedaan antara white balance otomatis dan white balance kustom?
Apakah ada alasan untuk menggunakan filter warna dengan kamera digital?
Bagaimana cara menemukan keseimbangan putih yang tepat untuk lanskap malam kota?

Elektronik dan pikiran manusia adalah hal yang berbeda. Seperti yang telah disebutkan, mata kita menyesuaikan pencahayaan / pemandangan untuk kita.

Cahaya, dalam fisika, adalah panjang gelombang. Dalam panjang gelombang adalah frekuensi yang berbeda. Frekuensi yang berbeda ini menentukan warnanya. Di bawah ini adalah contoh yang sangat disederhanakan dari hubungan antara warna dan panjang gelombang:

Dari: http://science.hq.nasa.gov/kids/imagers/ems/visible.html

Dari sini, Anda dapat memahami bahwa sumber cahaya yang berbeda memancarkan frekuensi yang berbeda pula. Silakan lihat grafik lain yang disederhanakan:

Dari: http://micro.magnet.fsu.edu/primer/lightandcolor/lightsourcesintro.html

Kamera sebenarnya bisa menangkap lebih dari mata kita. Di sinilah white balance masuk. Untuk kamera yang menunjukkan apa yang dilihat mata kita, itu mengatur white balance.

Jika saya ingin gambar tidak mewakili warna objek secara akurat, tetapi untuk memasukkan warna yang sesuai dengan visi saya, maka konfigurasi white-balance apa yang akan mencapai ini?

Keseimbangan putih otomatis. Jika hasil kamera Anda tidak memuaskan, ubah white balance. Anda mungkin belajar sesuatu!

Ingat, kamera sangat canggih akhir-akhir ini. Namun tidak secanggih tubuh manusia.