Tại sao phạm vi cho cân bằng trắng thủ công bị hạn chế ở dưới cùng và trên cùng?

Tôi đang tìm hiểu về cân bằng trắng và mọi thứ liên quan đến nó.

Cài đặt tối thiểu cho cân bằng trắng trong Lightroom được giới hạn ở 2000K (ví dụ: đèn nến có thể khoảng 1600K). Tôi nhớ một lần tôi gặp vấn đề; đó là một cảnh đêm ngoài trời với đèn đường màu đỏ và trong trường hợp đó tôi phải đẩy cân bằng trắng của mình xuống giá trị tối thiểu (trong Lightroom) là 2000K, và nó vẫn không đủ.

Câu hỏi: làm thế nào để các nhà phát triển máy ảnh, bộ chuyển đổi thô, v.v ... chọn giá trị tối thiểu và tối đa cho thanh trượt cân bằng trắng? Có khoa học nào đằng sau nó không?

Màu kỹ thuật số hoạt động bằng cách tách ánh sáng thành ba kênh: đỏ, lục và lam. Điều này đại khái bắt chước cách hệ thống thị giác của con người tạo ra nhận thức về màu sắc. Hệ thống tầm nhìn của chúng ta vốn đã bù đắp cho các nguồn sáng có màu khác nhau bằng các tín hiệu môi trường, nhưng khi bạn nhìn vào một bức ảnh kỹ thuật số hoặc in, những tín hiệu đó không có ở đó, vì vậy chúng ta thấy một dàn màu.

"Cân bằng trắng" bù cho điều này bằng cách đẩy lên hoặc kéo các giá trị trong một số kênh để bắt chước hiệu ứng của nguồn sáng trung tính hơn. Ví dụ: nếu cảnh trong thực tế rất xanh lam, trong hình ảnh được hiển thị, màu xanh lam bị triệt tiêu và màu đỏ và xanh lục (cùng tạo ra màu vàng / cam) được tăng lên.

Ở cuối cực của thang đo, ánh sáng được ghi sẽ gần như tất cả trong một kênh - trong trường hợp của bạn, tất cả đều màu đỏ. Sẽ không có nhiều dữ liệu xanh hoặc xanh có sẵn. Đẩy nó lên để bình thường hóa cân bằng trắng sẽ tạo ra tiếng ồn lớn nhất. (Đó là những gì xảy ra khi bạn khuếch đại một lượng tín hiệu nhỏ.)

Giới hạn chính xác của một ứng dụng nhất định hoặc camera có lẽ hơi độc đoán, nhưng có một lý do chính đáng cho một giới hạn, và phạm vi có sẵn thường đại diện cho một loạt các điều chỉnh hợp lý.

Trong những trường hợp như thế này, nếu bạn không thể chấp nhận dàn diễn viên màu, tốt nhất là chỉ chuyển đổi sang đen trắng.

Câu hỏi: làm thế nào để các nhà phát triển máy ảnh, bộ chuyển đổi thô, v.v ... chọn giá trị tối thiểu và tối đa cho thanh trượt cân bằng trắng? Có khoa học nào đằng sau nó không?

Nhiệt độ màu trong bộ chọn cân bằng trắng dựa trên vật lý, cái gọi là bức xạ vật đen . Bức xạ vật đen cho phổ của bức xạ điện từ (trong trường hợp này là ánh sáng khả kiến) mà một vật đen ở nhiệt độ nhất định phát ra xung quanh. Đó là lý do tại sao nó sử dụng một đơn vị nhiệt độ, Kelvin. Hãy tưởng tượng một miếng sắt được nung nóng trên lửa: Đầu tiên nó có màu đen, sau đó là màu đỏ đậm, sau đó là màu cam và màu vàng, vân vân.

Do đó, sử dụng phổ lý thuyết, chúng ta có thể ánh xạ nhiệt độ, giả sử, 2000 K, thành màu. Từ góc độ vật lý, giới hạn dưới và trên cho đến nhiệt độ màu là khoảng 1000 và 20000 K, đánh dấu giới hạn của ánh sáng khả kiến.

Trong phần mềm chỉnh sửa ảnh, chọn cân bằng trắng chỉ có nghĩa là chúng tôi muốn chọn điểm tham chiếu theo đó tất cả các màu được xác định. Nhiệt độ màu là điểm khởi đầu tốt, vì hầu hết các nguồn sáng trên thực tế (xấp xỉ) các vật thể màu đen tỏa ra ánh sáng (ví dụ, bóng đèn vonfram và mặt trời).

Như những người khác đã chỉ ra, nhiệt độ chỉ xác định một trục trong không gian màu hai chiều, từ màu đỏ đến màu xanh. Ngoài ra, hầu hết các phần mềm chỉnh sửa có một biến khác là vuông góc (nghĩa là độc lập) với nhiệt độ màu để điều chỉnh cân bằng trắng hơn nữa. Trục này thường được gọi là tông màu , ánh xạ từ màu tím sang màu xanh lục. Lưu ý rằng mặc dù nhiệt độ màu được xác định rõ, nhưng biến màu không phải và nó có thể khác nhau rất nhiều giữa các phần mềm.

Tất cả các máy ảnh đã được hiệu chỉnh để tái tạo màu sắc trung thực, nghĩa là tái tạo màu sắc khi mắt người nhìn thấy chúng. Điều này dựa trên các phép đo mở rộng về tầm nhìn màu của con người. Các không gian màu theo kinh nghiệm, chẳng hạn như không gian màu XYZ CIE 1931 RGB và CIE 1931, ánh xạ tất cả các màu có thể nhìn thấy được bằng mắt người. Máy ảnh đã được hiệu chỉnh để tái tạo màu sắc trong các không gian màu này một cách chính xác nhất có thể, do các hạn chế của công nghệ (không có máy ảnh, cũng không có màn hình, có thể tái tạo tất cả các màu có thể nhìn thấy).

Điều này có nghĩa là nếu bạn đặt cân bằng trắng trong máy ảnh của mình thành 5780 K, bạn sẽ có được màu sắc trung thực khi chúng xuất hiện dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp. Điều này cũng đúng với phần mềm xử lý hậu kỳ của bạn. Tuy nhiên, bạn không bao giờ biết nhà sản xuất đã hiệu chỉnh máy ảnh / phần mềm tốt đến mức nào. Theo kinh nghiệm của tôi, đặc biệt là phần mềm chỉnh sửa ảnh có thể hơi lỏng lẻo trong định nghĩa của chúng về cân bằng trắng. Các nhà sản xuất máy ảnh có thể giới hạn phạm vi nhiệt độ màu của họ ở những gì họ tin rằng sản phẩm của họ có thể tái tạo hợp lý.

Tài liệu tham khảo Wikipedia:

• Nhiệt độ màu
• Bức xạ cơ thể đen
• Địa điểm Planckian
• Không gian màu CIE 1931
• Quản lý màu