Как динамический диапазон соотносится с балансом белого?

Question

Есть ли связь между динамическим диапазоном и балансом белого?

Answer 1

Выбранный вами баланс белого влияет на динамический диапазон для определенных цветов только в конечном результате. Когда вы настраиваете баланс белого изображения, вы на самом деле не настраиваете, как датчик воспринимает цвета света, а скорее, как взвешивает каждый сигнал.

Если, скажем, красный весит больше, чем зеленый, тогда предел того, насколько высоко может быть ваше красное значение, ниже с точки зрения фактических показателей. Значение 0,85,1,1 будет белым, так как 0,85 красного обрабатывается как 1. Любое значение выше 0,85 превысит цветовое пространство и, таким образом, величина динамического диапазона датчика будет фактически потеряна, поскольку это невозможно чтобы камера выбрала достаточно зеленого и синего для правильного разрешения белого объекта, который считывает значение 1 для красных пикселей.

Фактический динамический диапазон, который выбирает датчик, не изменяется, но более поздние настройки баланса белого отображают один цвет, чтобы иметь более широкий диапазон, чем другие, динамический диапазон для этих цветов должен быть ограничен, чтобы создать естественное изображение. *

Вот почему, например, когда фотография сделана под водой (где зеленый и синий свет намного больше, чем красный), цвета выглядят приглушенными и шумными, если вы попытаетесь правильно сбалансировать баланс белого. При таких условиях белый объект будет полностью экспонироваться синим и зеленым, но красный будет только на 10 или 20%. Чтобы достичь баланса белого, этот диапазон 20% должен быть расширен, чтобы заполнить все 100%. Это расширение означает, что эффективный динамический диапазон красного цвета намного более ограничен. Он может быть расширен, чтобы соответствовать уровню интенсивности других цветов, но представлены гораздо меньшие уровни интенсивности.

(Как примечание, можно утверждать, что это не динамический диапазон, но это зависит от того, как вы смотрите на динамический диапазон. Если вы ищете самое яркое и наиболее темное обнаруживаемое значение, то динамический диапазон Это не изменится. Если вы ищете количество различимых значений в изображении, то это так, поскольку на полезный диапазон датчика влияет баланс белого, даже если в этом диапазоне не было никакой информации. )

Answer 2

Нет, никакого отношения нет. (ПРИМЕЧАНИЕ. Я описываю динамический диапазон и баланс белого необработанного изображения, снятого датчиком, а не постобработанного изображения).

Динамический диапазон связан с яркостью (величиной светового потока), которую может воспринимать компонент R, G, B пикселя. Давайте возьмем R (красный). Ниже определенного количества света этот канал получит значение «0». Выше определенного количества входящего света он всегда будет иметь максимальное значение для 8-разрядного RGB, равного 255, для 16-разрядного RGB, равного 65535.

Все, что находится между R, равным 0, и его максимальным значением, двунаправленно отображается на определенное количество света. Это динамический диапазон, с которым может работать датчик камеры, и который может успешно отображать значения цветовых каналов. Этот диапазон фиксирован для каждого датчика камеры и может быть объективно измерен.

Баланс белого зависит от цвета. Вы фотографируете белый или нейтрально-серый объект, и вы ожидаете, что он будет представлен каналами R, G и B, имеющими одинаковое значение на вашей фотографии. Тем не менее, вы увидите различия, поскольку объекты, освещающие свет, раскрашены - солнце желтовато или оранжево, небо светится синим и т. Д. Вы корректируете баланс белого, сообщая камере, что RGB нейтрального объекта - это то, что вы называете белым или нейтральный серый, и камера или алгоритм постобработки настраивает каждый канал отдельно, чтобы прийти к решению, когда то, что вы называете белым или серым, на самом деле является белым или серым для вас , наблюдая окончательное изображение.

Таким образом, в основном динамический диапазон - это интервал возможных интенсивностей света для камеры, баланс белого - это относительное смещение каналов RGB на фотографии.