Авто Баланс белого действительно работает? Как?

Question

Я не понимаю, как камера может определить баланс белого для использования в данной сцене.

Я мог бы видеть, как это работает, если есть очевидный оттенок цвета (например: при флуоресцентном освещении). Сравнивает ли он гистограммы из разных цветовых каналов и пытается ли они в какой-то степени соответствовать? Даже тогда я могу только представить, что это работает надежно в очень четко определенных обстоятельствах.

Может кто-нибудь объяснить, как это реализовано в современных камерах, и насколько хорошо оно обычно работает?

Answer 1

Исходное предположение состоит в том, что средняя сцена должна быть нейтральной по цвету, и, следовательно, вычисляя средний цвет в сцене и затем применяя одинаковую коррекцию к каждому пикселю, вы получите сцену со средним цветом, нейтральным которой должен имеют правильный баланс белого. Это не удастся, когда есть доминирующий цвет и сцена.

Алгоритмы стали более изощренными за эти годы с большим количеством технических статей и патентов, написанных на эту тему. Они добавили больше интеллекта, например зажима, к набору известных источников света.

Точный алгоритм отличается между камерами, и он, кажется, работает очень хорошо на улице в течение дня, где есть небольшие различия. При искусственном освещении гораздо больше дисперсии, и это скорее удар или промах. Старые цифровые камеры были особенно плохими, но в среднем они улучшались.

Самая лучшая производительность баланса белого, которую я когда-либо видел, была на HP Photosmart R967 . Ресурс DC заметил это и прокомментировал, что они должны выиграть Нобелевскую премию! Несколько последних компактных камер также отлично справляются со своей задачей. Преимущество беззеркальной камеры перед DSLR заключается в том, что она может считывать данные со всего датчика. DSLR теперь могут делать это в режиме Live-View.

Некоторые зеркалки используют совершенно другой подход, который вместо этого измеряет баланс белого. Это касается Olympus E-5 . Он имеет специальный «внешний» датчик, который измеряет свет, падающий на камеру. Вы можете отключить это для случаев, когда вы снимаете с освещением, отличным от вашего объекта.

Answer 2

Камера не может знать, какой баланс белого использовать, она может только сделать предположение на основе данных изображения (или иногда внешнего датчика, как упомянул Итай в своем ответе).

Если я, например, получу изображение синей стены, камера подумает, что я сделала изображение серой стены в синем свете, и изображение становится серым, а не синим. (Это почти то же самое явление, что и при фотографировании белой или черной стены с автоматической экспозицией, а фотокамера устанавливает экспозицию так, чтобы оба цвета становились серыми.)

Я всегда использую автоматический баланс белого и настраиваю его вручную при отклонении от исходного изображения. По моему опыту, иногда включается автоматический баланс белого, в большинстве случаев он очень близок, а в некоторых редких случаях он отключается.

Обратите внимание, что «правильная» настройка баланса белого не всегда является точной цветовой температурой источника света. Иногда изображение нуждается в небольшом изменении цвета, чтобы выглядеть естественно, а некоторым может даже понадобиться довольно много. Изображение, полученное при ярком солнечном свете, возможно, должно быть немного более желтым, а изображение, полученное в синие часы, может нуждаться в большом количестве синего.

Answer 3

Ответ так же разнообразен, как и у многих моделей камер и связанных с ними прошивок.

Когда установлено значение AWB, большинство старых цифровых камер (включая почти все из них, когда задавался этот вопрос) используют алгоритмы, которые пытаются установить баланс белого, исходя из предположения, что самые яркие области в кадре должны быть нейтрального белого или очень светло-серый. Это работает довольно хорошо, если только некоторые области не полностью насыщены во всех трех каналах (до применения каких-либо настроек экспозиции).

Результат может быть аналогичен одному из доступных предустановок (Дневной свет, Вольфрам, Облачно, Флуоресцентный и т. Д.) Или может значительно отличаться от любого из них. Если обнаруженная сцена достаточно близка к одному из предустановленных настроек камеры, этот может быть применен или может не , в зависимости от конкретной модели камеры.

В более новых камерах часто используются более сложные алгоритмы, которые могут сильно различаться в зависимости от модели камеры. Большинство моделей высшего уровня аналогичны некоторым формам измерения, таким как «Матрица» Nikon или «Оценочное» измерение Canon, при котором данные из кадра сравниваются с библиотекой, загруженной в прошивку камеры, и применяются на основе инструкций для ближайшего соответствия. Если камера обнаруживает сцену с ярко-синим небом в верхней части кадра и более темным зеленым цветом в нижней рамке, она применяет ББ в зависимости от профиля ландшафта. Если он обнаруживает сцену с большим количеством областей, которые выглядят (для нее) как тона кожи, он применяет WB на основе портретного профиля. (Это объяснение значительно упрощено из-за множества тонкостей, которые анализируются и могут повлиять на результат.)

Некоторые камеры даже позволяют пользователю выбирать опции между смещением в сторону самых ярких областей сцены или смещением в сторону более средних областей сцены. Canon называет два варианта, доступных для некоторых из своих новейших моделей, «приоритет белого AWB» или «приоритет окружения AWB».