Balance de blancos y temperatura de color
La temperatura de color se deriva de la medición del calentamiento de un cuerpo negro y se refiere al espectro irradiado por un cuerpo negro a una temperatura determinada.
Por lo tanto, la temperatura de color solo representa el color de la luz, no la temperatura de la luz
p>
Debido a que un cuerpo negro absorbe todo el espectro y no refleja ni transmite, el color que vemos de un cuerpo negro está relacionado únicamente con la temperatura de su superficie.
La unidad utilizada para la temperatura de color es la unidad de temperatura termodinámica K (Kelvin y Celsius solo tienen puntos de inicio de medición diferentes, pero los valores de cambio son los mismos y equivalentes). equivalente a un cambio de 1℃. La temperatura Celsius comienza desde la temperatura de la mezcla de hielo y agua de 0 ℃, mientras que la temperatura Kelvin comienza desde el cero absoluto de -273,15 ℃, es decir -273,15 ℃ = 0 K
A partir del cero absoluto de 0K, el cuerpo negro se calienta a medida que la temperatura de un cuerpo negro continúa aumentando, emitirá radiación visible y la luz aparecerá en el color correspondiente, y el color de la luz cambiará a medida que la temperatura continúe aumentando. Usamos la temperatura de la luz correspondiente emitida por el cuerpo negro para definir la temperatura del color.
De esta forma, cuando el cuerpo negro se calienta y calienta, cada vez que la temperatura aumenta 1 grado, el valor de radiación del cuerpo negro aumentará en un valor, y se obtendrá un color. De esta forma podemos obtener el color de cada temperatura de color.
Nota: La temperatura de color solo se usa para distinguir colores. Tiene un cierto papel en la distinción de colores fríos y cálidos, pero no significa que esté relacionado con la temperatura. Por ejemplo, un cuerpo negro emite azul. luz a 7000K, pero eso no significa que otros materiales que emiten luz azul. Los objetos también tienen una temperatura de 7000K, como el cielo azul
Cuando la temperatura del cuerpo negro aumenta, la longitud de onda máxima del La radiación se mueve hacia la dirección de onda corta. Cuanto mayor es la temperatura, mayor es la energía, y rojo-naranja-amarillo-verde-azul-lingote-púrpura, la longitud de onda disminuye y la energía del fotón aumenta.
Por tanto, cuanto mayor sea la temperatura de color, más fría será la luz, y cuanto menor sea la temperatura de color, más cálida será la luz.
Cuando la temperatura del color es más alta, el color emitido por la fuente de luz es más frío, aproximadamente: rojo-gt; naranja-rojo-gt; amarillo-blanco-gt; proceso de gradiente azul-blanco.
El color percibido de una fuente de luz varía dependiendo del observador y otras condiciones. La temperatura de color es una medida objetiva del color de una fuente de luz y se define por la temperatura que debe alcanzar un objeto para irradiar luz de la misma longitud de onda después de ser calentado.
El blanco hace referencia a la reacción visual que forma la luz reflejada en el ojo humano debido a una misma proporción de luz azul, verde y roja y un brillo determinado.
La luz blanca está compuesta por siete colores rojo, naranja, amarillo, verde, cian, azul y violeta, y estos siete colores se forman mezclando los tres colores primarios rojo, verde y azul en proporción.
Cuando las proporciones de los tres colores primarios (RGB) de una luz son iguales, se llama acromática. La luz reflejada por el negro, el blanco, el gris, el dorado y el plateado es toda acromática.
Cuando una luz de color brilla sobre un objeto acromático, el color de la luz reflejada del objeto es el mismo que el color de la luz incidente cuando dos o más luces de colores brillan sobre un objeto acromático al mismo tiempo. Al mismo tiempo, el color del objeto muestra un efecto de color aditivo, como cuando la luz roja y la luz verde iluminan un objeto blanco al mismo tiempo, el objeto aparece amarillo.
Cuando una luz de color incide sobre un objeto de color, el color del objeto muestra un efecto de color sustractivo. Por ejemplo, un objeto amarillo aparece rojo cuando se ilumina con luz magenta, verde cuando se ilumina con luz cian y gris o negro cuando se ilumina con luz azul.
El balance de blancos se refiere al proceso de restauración del blanco al blanco.
A través del sentido común previo al color, sabemos que si estamos en un entorno con una fuente de luz amarilla, el blanco en este entorno se volverá amarillo debido a la adaptabilidad única del ojo humano. No habrá color cuando se vean objetos bajo diferentes condiciones de iluminación, pero la cámara no es tan inteligente. La cámara no corrige automáticamente la aberración cromática, por lo que el color que ve es el mismo.
Al tomar fotografías con una cámara digital, encontrará este problema: las imágenes tomadas en una habitación con luces fluorescentes aparecerán verdes y las escenas tomadas bajo luces de tungsteno interiores aparecerán amarillentas. Las fotos tomadas en sombras de luz solar. inexplicablemente azulado.
¿Por qué sucede esto? Lo explicaremos más adelante.
PD: De hecho, los colores capturados por el sensor son precisos, pero las fotos que tomamos son obviamente para que las personas las vean, por lo que el balance de blancos es para eliminar el impacto de la fuente de luz en la imagen de El sensor de imagen y simula la constancia del color del sistema visual humano. Se garantiza que el blanco que ves en cualquier escena será blanco verdadero.
Cuando miramos el mundo a simple vista, la percepción del mismo color es básicamente la misma bajo diferentes luces. Por ejemplo, cuando sale el sol por la mañana, miramos un objeto blanco y. sentimos que es blanco; y cuando vemos un objeto blanco bajo una luz tenue por la noche, sentimos que todavía es blanco. Esto se debe a que durante el proceso de crecimiento del ser humano desde el nacimiento, el cerebro humano se ha adaptado a la restauración del color de los objetos bajo diferentes luces.
Sin embargo, las cámaras digitales no tienen la adaptabilidad del ojo humano. Bajo diferentes luces, la reproducción del color de las cámaras digitales es inconsistente con los colores vistos por el ojo humano.
Para hacer frente a esta situación, la cámara proporcionará una función de balance de blancos (cambia la reproducción del color ajustando la temperatura del color)
Hay tres elementos de acoplamiento electrónico CCD dentro de la cámara, y detectan el color azul, verde y rojo respectivamente. En condiciones preestablecidas, la relación de amplificación electrónica de estos tres circuitos fotosensibles es la misma, que es una relación de 1:1:1. temperatura de color para cambiar esta relación de proporción.
Por ejemplo, cuando la temperatura de color ambiental se establece en 6000K, la cámara pensará que hay mucha luz azul en la luz ambiental y la temperatura de color es alta, por lo que ajustará la amplificación del circuito. relación para permitir que el circuito fotosensible que detecta la luz azul amplifique la relación. Hágalo más pequeño para reducir el impacto de la luz ambiental.
Empecemos por la conclusión:
Por qué si la temperatura de color interna es mayor que la temperatura de color ambiente, es más cálida, y si es menor, es más fría ?
Esto se debe a que cuando la temperatura de color ambiental es 5500K y configuramos el valor de temperatura de color interno en 7000K, equivale a decirle a la cámara que la temperatura de color de la luz ambiental es 7000K y la luz ambiental es más fresco (azul). Desea reducir la relación de amplificación del circuito fotosensible azul para equilibrar el impacto del azul en la luz ambiental.
¿Por qué la cámara tiene esta desviación? Un niño honesto como la cámara definitivamente no pensará que le estás mintiendo. Por lo tanto, la cámara pensará que la temperatura de color de la luz ambiental es más azul. Para restaurar el efecto de color real del sujeto, la cámara reduce la relación de amplificación del circuito fotosensible azul, lo que equivale a agregar amarillo para equilibrar el color. azul.
Sin embargo, le mintió a la cámara. La temperatura de color real del entorno es 5500 K. Originalmente, configuramos la temperatura de color dentro de la cámara en 5500 K. La relación de amplificación del circuito fotosensible RGB de la cámara es 1. :1:1, lo cual es normal, sin embargo, en el entorno actual la temperatura de color está configurada en 7000K, lo que equivale a que la cámara reduzca la relación de amplificación del circuito fotosensible B (Azul, azul). Quizás R:G:B. 2:2:1, por lo que la imagen capturada será más amarilla que la imagen real (cálida). La razón es muy simple, equivale a mezclar pinturas. Si agregas demasiado rojo y verde, se volverá amarillo.
De la misma manera, cuando la temperatura de color interna es inferior a la temperatura de color ambiental, la cámara considerará que la temperatura de color ambiental es más cálida (amarillo), por lo que reducirá la relación de fotosensibilidad del circuito RG a equilibre el color amarillo, para que la imagen capturada sea más fría.
Esto también se puede explicar razonablemente:
¿Por qué las imágenes tomadas en una habitación con lámparas fluorescentes (4100K) aparecen verdes?
¿Por qué las escenas tomadas bajo luz interior de tungsteno (2800K) aparecen amarillentas?
¿Por qué las fotos tomadas a la luz del día y con sombra (7000K) son inexplicablemente azuladas?
PD: Generalmente, la temperatura de color predeterminada en la máquina es la temperatura de color estándar de 5500K
Diferentes temperaturas de color pueden dar a las personas diferentes sentimientos psicológicos.
Los colores cálidos pueden dar a las personas una sensación de calidez, calidez y armonía. Pueden recordarles imágenes como el sol, las llamas y la sangre, y son adecuados para expresar escenas cálidas, brillantes y suaves. atmósferas.
Al fotografiar alimentos, haga que la temperatura del color dentro de la cámara sea ligeramente más alta que la temperatura del color ambiental, o baje la temperatura del color de la iluminación para que la imagen parezca más cálida y el efecto visual de los fideos será más atractivo
Los colores fríos dan a las personas una sensación de calma, frescura y frío, pueden recordarles imágenes como cubitos de hielo, cielo azul, amanecer, etc., y son adecuados para expresar la atmósfera de escenas frescas, melancólicas y pacíficas. Cuando fotografíe en climas fríos y con nieve, haga que la temperatura de color dentro de la cámara sea ligeramente inferior a la temperatura de color de la luz ambiental. Esto hará que el hielo y la nieve parezcan azules, mejorará la impresión visual de frialdad y la hará más inmersiva.
Los colores neutros pueden brindar a las personas una sensación de paz, comodidad y estabilidad, y son adecuados para expresar una atmósfera escénica racional, neutral y armoniosa.
En la creación posterior, podemos utilizar diferentes temperaturas de color para ayudarnos a expresar diferentes efectos emocionales.
Antes presentamos el proceso de ajustar la temperatura del color para lograr el balance de blancos manual porque la cámara no es inteligente.
Las cámaras no son inteligentes, pero las personas sí lo son, por eso los ingenieros han diseñado algunos algoritmos para resolver el problema de que las cámaras no se puedan adaptar, como algoritmos para lidiar con el balance de blancos: método del mundo gris, reflejo perfecto Método, método de umbral dinámico.
El balance de blancos automático se basa en la suposición de que el color promedio de la escena se encuentra dentro de un rango específico. Si los resultados de la medición se desvían de este rango, los parámetros correspondientes se ajustan y corrigen hasta que el valor promedio se encuentre dentro de ese rango. el rango especificado. Para los sensores, el método de procesamiento habitual es corregir la ganancia R/B para que el valor UV caiga dentro de un rango específico, logrando así el equilibrio de blancos automático.
El proceso básico es:
Los diferentes algoritmos tienen diferencias. Si está interesado en el balance de blancos automático, puede consultar: Algoritmo de balance de blancos automático
.