화이트 밸런스 란 정확히 무엇입니까 ?

‘화이트’에는 컬러 밸런스 / 화이트 밸런스가 없습니다. 광원은 색상 균형이 있습니다. 카메라 센서가 수집 한 빛의 증폭은 흰색이 색상 균형을 이루기 때문에 무언가를 보거나 재현하는 데 필요했습니다. 충분한 스펙트럼의 모든 색온도 / 화이트 밸런스의 빛을 사진에서 하얗게 보이도록 만들 수 있습니다. 주황색, 파란색, 빨간색 또는 다른 색상으로 보이도록 만들 수 있습니다. 해당 조명 아래에서 촬영 한 이미지에서 빨간색, 녹색 및 파란색 채널의 증폭을 조정하여 모양을 만들 수 있습니다. 우리는 사진에서 3 개의 컬러 채널에 대한 총 채널 증폭을 화이트 밸런스 라고 부릅니다 .

다른 광원은 다른 색온도와 색조로 빛을 방출합니다. 가시 스펙트럼의 대부분 또는 전부를 포함하는 광을 방출하는 “백색광”소스조차도 대부분의 광은 다양한 색 온도를 중심으로합니다. 이러한 광원이 ‘흑체 방사체’라고 알려진 경우, 방출되는 광은 온도 (켈빈 온도)로 측정됩니다. 예를 들어 별 표면의 빛나는 가스는 흑체 방사기입니다. 대부분의 금속은 가열되기 시작할 때까지 가열 된 후 녹아서 뜨거워지면 증기로 바뀝니다. 흑체 라디에이터에서 특정 색상을 생성하는 온도의 눈금은 캘빈 온도로 표시되며 한쪽의 파란색에서 다른 쪽의 호박색으로 이동하는 색상환의 한 축입니다. 이것이 우리가 말하는 것입니다색온도 .

그러나 색 온도는 360 ° 컬러 휠에서 단일 축일뿐입니다. 우리가 화이트 밸런스라고 부르는 것은 전체 컬러 휠을 포함합니다. 흑체 방사체가 아닌 광원은 색 온도 축을 따라 찾을 수없는 색의 빛을 방출 할 수 있습니다. 이러한 빛은 색 온도 축을 따라 떨어지는 가장 가까운 색보다 더 자홍색이거나 더 녹색 일 수 있습니다. 우리는 때때로이 녹색 ← → 마젠타 축 전화 색조 또는 색조를. 광원의 지배적 인 색을 완전히 표현하기 위해서는 파란색 →→ 황색 색 온도 축을 따라 위치를 정의 할뿐만 아니라 녹색 →→ 자홍색 색조 축을 따라 위치를 정의해야합니다. 청색 ← → 황색 축. (색상 온도 만 사용하여 광원을 올바르게 설명하면 해당 광원의 색조가 중립적이므로 녹색 또는 자홍색에 대한 바이어스없이 색 온도 축에 떨어집니다.) 대부분의 자연 광원 색 온도 축을 따라 떨어지는 빛을 방출합니다.

우리는 여전히 그 빛의 가장 지배적 인 구성 요소 인 blue ← → amber and green ← → magenta의 양을 정의 할 때 광원으로부터의 빛의 특성을 충분히 설명하지 않았습니다.

광원은 특정 파장을 중심으로 한 빛을 방출 할뿐만 아니라 (우리의 눈 / 뇌가 특정 색으로 해석), 일부 광원은 다른 파장보다 넓은 범위의 파장 / 색을 갖는 빛을 방출합니다. 예를 들어 텅스텐 전구는 약 3000K의 중앙에 빛을 방출합니다. 그러나 가시광 선의 파장의 거의 모든 범위가 텅스텐 전구의 빛에 포함됩니다. 텅스텐 전구에 의해 발산되는 빛이 약 3000K의 범위에 의해 지배된다는 것입니다. 반면에, 수증기 조명은 약 2500K에서 매우 좁은 스펙트럼의 빛을 방출합니다. 그러나 고압 나트륨 증기 조명은 가시 광선 스펙트럼의 매우 광범위한 부분에서 전혀 빛을 방출하지 않습니다. 그들이 방출하는 거의 모든 빛은 2500K에 매우 가깝습니다. 우리가 가시 광선이라고 부르는 파장 범위의보다 제한된 스펙트럼을 방출하는 소스는 조명하는 물체의 정확한 색상을 얻기 위해 화이트 밸런스 보정을 시도 할 때 더욱 문제가됩니다. 광원이 파란색 빛을 전혀 방출하지 않으면 파란색 물체가 반사되는 빛이 전혀 없습니다. 증폭 할 파란색 신호가 없으면 파란색 채널을 얼마나 크게 증폭하든 상관없이 파란색이 보이지 않습니다 (파란색 채널에서 카메라의 읽기 노이즈로 인한 허위 파란색 제외).

카메라가 수집 한 원시 정보와 우리가 끝내고 싶은 사진 사이에서 조정하는 것은 색 자체가 아닌 색온도가 아니며, 빨강, 녹색 및 상대 강도를 조정 하는 보정 필터 입니다. 흰색, 중간 회색으로 표시하려는 개체의 빨강, 녹색 및 파랑 값이 동일하도록 그림의 파란색 구성 요소 특정 승수 세트에 색온도 번호 (5500K) 또는 화이트 밸런스 이름 (차가운 형광등)을 할당합니다. 색온도를 중심으로 한 조명 아래에서 찍은 사진을 보정하는 데 필요한 것이기 때문입니다. 색조.사용 된 조명이 매우 파란색 인 경우 매우 주황색 필터를 적용하여 조명의 파란색 색조를 수정해야합니다. 그렇기 때문에 원시 처리 응용 프로그램의 슬라이더를 10000K로 완전히 움직일 때 10000K의 빛이 매우 파란색이더라도 더 많은 노란 빛 아래에서 촬영 된 것을 주황색으로 보이게합니다. 그렇기 때문에 원시 처리 응용 프로그램의 슬라이더를 2500K까지 움직일 때 2500K 조명이 매우 따뜻하더라도 더 노란 빛으로 촬영 한 것이 매우 시원하게 보입니다.

다시 말하지만, 특정 색온도 설정에서, 특정 물체를 하얗게 보이게하기 위해 컬러 휠에서 파란색 ← → 노란색 축에 대략 수직으로 실행되는 녹색 ← → 자홍색 축 설정을 변경해야 할 수도 있습니다. 이것은 모든 광원이 흑체 방사기의 온도 (켈빈 온도)로 정의 된 색 온도 연속체를 따라 정확히 떨어지는 빛을 방출하지 않기 때문입니다. 예를 들어, 많은 작은 나이트 클럽에서 현재 무대 조명에 사용되는 LED 조명은 흑체 라디에이터가 어떤 온도에서도 방출하는 것보다 훨씬 더 자홍색을 can 수 있습니다. 반면에 전형적인 구식 형광등은 흑체가 방출하는 것보다 훨씬 더 녹색 색조를냅니다.

촬영 한 사진 의 색 온도 설정 을 변경해도 사진을 촬영할 때 있었던 빛의 색상은 변경되지 않습니다. 오히려, 우리는 각각의 RGB 채널이 다른 두 RGB 채널에 비해 얼마나 증폭되는지를 변경합니다.

화이트 밸런스 설정은 특정의 색 온도 및 색조의 조명에서 촬영 한 사진에 적용 할 적절한 적색, 녹색, 청색 채널의 승수의 집합입니다. 이것은 사진의 다양한 물체가 어떤 색으로 보일지에 영향을 주지만, 물체에 화이트 밸런스가 없기 때문에 “화이트 밸런스”가 바뀌지 않습니다.

2700K의 빛 아래에서 흰색 물체를 촬영하는 경우 사진에서 물체가 흰색으로 보이도록 2700K 색 온도 설정 을 적용해야합니다 . 8000K를 중심으로하는 조명 하에서 동일한 물체를 촬영하는 경우 사진에서 물체가 하얗게 보이도록 8000K 의 색 온도 설정 을 적용해야합니다 . 5000K 조명에 적합한 RGB 멀티 플라이어 (즉, 색 온도 설정 )를 2700K 조명에서 촬영 한 첫 번째 이미지에 적용하면 8000K에서 촬영 한 두 번째 이미지에 5000K에 적합한 RGB 멀티 플라이어를 적용하면 흰색 물체가 노란색 / 주황색으로 나타납니다. 흰색 물체를 비추면 파란색으로 보입니다.

화이트 밸런스 라는 용어 는 다양한 유형의 광원으로 촬영 한 사진에서 컬러 캐스트 를 보정하는 방법을 설명하는 데에도 사용됩니다 .

다른 광원이 다른 색온도와 화이트 밸런스에서 빛을 방출한다고 말한 것을 기억하십니까? 이것은 그들이 밝게 비추는 색에 영향을줍니다. 그것은 우리의 눈과 뇌가 보는 색에 영향을 미칩니다. 카메라의 색상에도 영향을줍니다. 우리의 카메라는 우리의 눈과 뇌가 색을 만드는 방식을 모방하도록 설계되었지만 정확하게 같은 것은 아닙니다.

우리의 눈 / 뇌 시스템은 다양한 조명 원, 특히 새벽부터 자연에서 발견 된 것들에 적응하는 데 매우 뛰어납니다 (흑인 라디에이터를 기억하십니까?). 그들은 또한 우리가 발명 한 인공 광원과 상당히 잘 어울립니다. 우리의 뇌는 광원의 차이를 보상 할 수 있으며, 우리는 대부분의 물체가 다른 유형의 광원 하에서 동일한 색으로 인식합니다.

그러나 카메라는 캡처 한 이미지에서 빨강, 녹색 및 파랑 채널에주는 바이어스를 조정해야합니다. ‘일광’또는 ‘그늘’또는 ‘형광’또는 ‘텅스텐’과 같은 설정을 통해 카메라에 말하지 않은 경우 광원의 색상은 장면. 장면의 가장 밝은 부분이 중립 / 백색이 아닌 경우와 같이 장면에서 예상되는 단서를 제공하지 않으면 카메라가 종종 잘못 인식 할 수 있습니다. 다른 방식으로 카메라를 속일 수있는 또 다른 시나리오는 대부분의 프레임이 균일 한 밝기 일 때 카메라가 순수한 흰색과 순수한 검은 색의 중간 밝기로 노출하려고 시도하는 것입니다.

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어떻게이 모든 것이 잘 작동합니까?

창문이없는 완전히 어두운 방이 있다고 상상해보십시오. 그 방에는 세 개의 별도 광원이 있습니다. 하나는 순수한 청색 빛을 방출하고, 하나는 순수한 녹색 빛을 방출하고, 다른 하나는 순수한 적색 빛을 방출합니다. 이제 당신의 손에 네 장의 카드가있는 방으로 들어갑니다 : 순수한 파랑, 순수한 녹색, 순수한 빨강, 그리고 순수한 흰색.

• 파란색 표시등 만 켜져 있으면 빨간색과 초록색 카드의 색상이 제대로 표시되지 않아 검은 색으로 표시됩니다. 파란색 카드와 흰색 카드는 모두 파란색으로 만 반사되며 파란색으로 동일하게 나타납니다. 우리가 그러한 빛 아래에서 사진을 찍었다면 결과 사진에서 블루 카드와 화이트 카드를 구별 할 방법이 없을 것입니다.
• 녹색 표시등 만 켜져 있으면 빨간색과 파란색 카드가 반사하기에 올바른 색상이 표시되지 않아 검은 색으로 표시됩니다. 그린 카드와 화이트 카드는 모두 녹색 빛만 반사하고 녹색으로 동일하게 보입니다. 우리가 그러한 빛 아래에서 사진을 찍었다면 결과 사진에서 그린 카드와 흰색 카드를 구별 할 방법이 없을 것입니다.
• 빨간색 표시등 만 켜져 있으면 파란색 및 녹색 카드에 올바른 색상이 반사되지 않아 검은 색으로 표시됩니다. 레드 카드와 화이트 카드는 모두 빨간색으로 만 반사되며 빨간색으로 동일하게 나타납니다. 우리가 그러한 빛 아래에서 사진을 찍었다면 결과 사진에서 레드 카드와 화이트 카드를 구별 할 방법이 없을 것입니다.
• 빨간색과 녹색 표시등이 모두 켜져 있으면 파란색 카드가 반사하기에 올바른 색상이 켜지지 않아 검은 색으로 표시됩니다. 빨간색 카드가 빨간색으로 나타납니다. 녹색 카드는 녹색으로 보입니다. 그러나 흰색 카드는 반사하는 빨간색과 녹색 빛의 조합이며 노란색으로 나타납니다. 만약 우리가 그러한 빛 아래에서 사진을 찍었다면, 빨강, 초록, 흰색 카드를 구별 할 수 있었지만, 푸른 빛이 완전히 없어도 빨강의 증폭을 변화 시켜서도 흰색 카드를 흰색으로 보이게 할 수있는 방법은 없습니다 사진의 녹색, 녹색 및 파란색 채널
• 빨간색과 파란색 표시등이 모두 켜져 있으면 녹색 카드에 맞는 올바른 색이 켜지지 않아 검은 색으로 표시됩니다. 빨간색 카드가 빨간색으로 나타납니다. 파란색 카드는 파란색으로 보입니다. 그러나 흰색 카드는 반사하는 빨간색과 파란색 빛의 조합이며 자주색 / 자홍색으로 나타납니다. 우리가 그러한 빛 아래에서 사진을 찍었다면 빨강, 파랑, 흰색 카드를 구별 할 수 있었지만 녹색 빛이 완전히 없어도 빨강, 초록, 사진에 파란색 채널이 있습니다.
• 녹색과 파란색 표시등이 모두 켜져 있으면, 적색 카드가 반사하기에 올바른 색이 켜지지 않아 검은 색으로 표시됩니다. 녹색 카드는 녹색으로 보입니다. 파란색 카드는 파란색으로 보입니다. 그러나 흰색 카드는 반사되는 녹색과 파란색 빛의 조합이며 아쿠아로 나타납니다. 우리가 그러한 빛 아래에서 사진을 찍었다면 녹색, 파란색, 흰색 카드를 구별 할 수 있었지만, 적색 빛이 전혀 없어도 적색, 녹색, 사진에 파란색 채널이 있습니다.

이제 세 가지 광원이 각각 가변 저항에 있고 독립적으로 밝기를 변경할 수 있다고 상상해보십시오. 푸른 빛을 20 %로 켜고 녹색 빛을 60 %로 켜고 붉은 빛을 100 %로 켜면 매우 따뜻한 색조를 가진 텅스텐 전구의 빛과 매우 흡사합니다. 우리가 그러한 빛 아래에서 4 장의 카드 사진을 찍으면 모두 다른 색으로 보이지만 색상은 빨간색으로 바뀝니다. 그러나 이전과의 주요 차이점은 이제 작동 할 각 색상의 빛이 적어도 있다는 것입니다. 적색광이 20 %, 녹색광이 33 %, 청색광이 100 %로 증폭되도록 각 색상 채널의 카메라 증폭을 조정하면 흰색과 동일한 밝기를 갖는 각 색상으로 감을 것입니다 카드가 흰색으로 나타납니다.

이 방법을 사용하는 데있어 가장 큰 단점은 세 가지 조명이 모두 100 %로 조정되고 세 가지 색상 채널이 모두 100 %로 증폭 된 경우 얻을 수있는 것의 20 %보다 밝은 색상이 없다는 것입니다! 사후 처리에서 사진을 추가로 500 % 증폭하여 100 % RGB 광의 100 % RGB 증폭처럼 보이게하려면 카메라의 읽기 노이즈를 500 % 증폭시킵니다! 그렇기 때문에 사진 을 노출 하기 전에 원하는 조명을 최대한 가깝게 유지하는 것이 좋습니다.

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센서의 RGB 포토 사이트의 원시 데이터는 화이트 밸런스 모델링 된 빛 분포를 사용하여 픽셀 RGB 값으로 정확히 어떻게 변환됩니까?

명심해야 할 것은 바이엘 마스크의 필터가 절대적 이지 않다는 것 입니다. 인간의 망막에있는 3 가지 유형의 원뿔도 아닙니다!

일부 붉은 빛은 녹색 및 청색 필터를 통해 얻는다! 일부 녹색 표시등이 빨간색과 파란색 필터를 얻는다! 초록색과 빨간색 필터를 통해 일부 푸른 빛이 들어옵니다! 그것은 단지의 더 녹색 또는 청색 적색 필터를 통해 얻는 것보다 붉은 빛. 더 빨간색 또는 파란색보다는 녹색 표시등이 녹색 필터를 통해 얻을 수 있습니다. 적색 또는 녹색보다 더 많은 청색광이 청색 필터를 통과합니다. 그러나 베이어 필터를지나 각 픽셀 우물로 내리는 모든 광자 (진동하는 빛의 파장에 관계없이)는 그 픽셀을 잘 내리는 다른 모든 광자와 동일하게 계산됩니다. 센서의 원시 데이터는 단일 단색 휘도 값입니다 각 픽셀에 대해 더 잘 감지됩니다.

거의 같은 방법으로, 우리의 망막에있는 콘 모두가 어떤 눈에 보이는 빛의 모든 파장에 반응합니다. 녹색과 적색의 겹침이 카메라보다 눈에서 훨씬 더 가깝습니다.

센서의 작은 패치의 빨강, 파랑 및 녹색 채널이 각각 동일한 수의 광자를 수집하는 경우 RGB 값이 동일한 픽셀로 표시되지 않는 이유는 무엇입니까?

카메라가 항상 동일한 가중치를 사용할 수없는 이유는 다양한 광원의 색상이 다르기 때문입니다. 우리의 눈과 뇌는 일반적으로 다양한 광원의 색 온도와 화이트 밸런스의 이러한 변화를 보상합니다. 우리 카메라에는 좀 더 지침이 필요합니다. 카메라가 ‘자동 WB’로 설정된 경우 장면에서 수집 한 정보를 사용하여 올바른 설정을 추측합니다. 가장 기본적인 카메라는 일반적으로 사진에서 가장 밝은 것이 흰색이라고 가정하여이 작업을 수행합니다. 현대의 카메라는 대부분의 시간을 정확하게 추측하는 능력이 매우 정교 해졌습니다. 그러나 특정 시나리오는 여전히 제대로 해석하기가 어렵습니다. 따라서 카메라는 사용자에게 색온도와 화이트 밸런스를 수동으로 설정할 수있는 기능을 제공합니다.

광원에 따라 값을 왜곡하여 왜 이것을 ‘수정’합니까?

다양한 광원으로부터의 광이 백색 물체로부터 반사 될 때, 반사 된 광은 동일한 백색 물체로부터 반사 된 다른 다양한 광원으로부터의 광에 비해 동일한 양의 적색, 녹색 및 청색을 포함하지 않기 때문이다. 우리가 촬영 한 장면을 비추는 광원의 색을 기준으로 빛이 센서에 부딪히면 사진 속 물체의 색이 이미 ‘왜곡’됩니다. 우리는 불완전한 광원으로 인한 ‘왜곡 된’색상에 대응하기 위해 화이트 밸런스 보정 을 수행 합니다.

화이트 밸런스를 올바르게 선택하면 광원이 순수한 흰색으로 나타나지 않습니까? 이것은 광원이 일반적으로 순수한 흰색으로 보이지 않는다는 사실과 상충됩니다.

주어진 광원에 대한 “올바른”WB는 광원에서 각각의 강도와 거의 비슷한 R, G 및 B 채널의 증폭입니다. 광원에 빨간색이 더 있으면 파란색 채널을 더 증폭시킵니다. 광원이 더 파란색이면 빨간색 채널을 더 증폭시킵니다.

이미지가 물체의 색상을 정확하게 나타내지 않고 비전이 적용되는 색상을 포함 시키려면 어떤 화이트 밸런스 구성이이를 달성 할 수 있습니까?

광원과 광원이 비추는 물체의 색상에 따라 다릅니다. 시작하기에 좋은 곳은 광원 온도와 약 5200K ( “일광”) 사이의 색 온도 축을 따라 약 1/3 정도입니다.

컬러 캐스팅을 변경하지 않는 일종의 글로벌 ‘중립’설정이 있습니까?

아닙니다. 눈과 뇌는 항상 다른 광원에 따라 어떤 방식 으로든 조정됩니다. 화이트 밸런스를 변경하지 않으면 카메라가 조정되지 않습니다. 카메라를 자동 화이트 밸런스로 설정 한 경우 카메라 대신 사진 작가가 카메라 조정 방법을 ‘선택’합니다.

예를 들어, 빨간색 안전 표시등이 켜져있는 어두운 방에서는 흰색 물체가 흰색으로 나타나지 않습니다. 사진에서 흰색으로 표시되는 것을 원하지 않습니다.

조명의 스펙트럼이 매우 제한적인 경우, 채도 를 조정 하면 일반적으로 화이트 밸런스를 조정하는 것보다 감지 된 색상 에 더 큰 영향을 미칩니다 . 이미지에 적색 만있는 경우 증폭되는 녹색 및 청색 양이 그다지 크게 변하지 않습니다.

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추가 자료

적절한 화이트 밸런스, 특히 자홍색 녹색 축을 따라 사진의 색상 (및 기타)에 영향을 줄 수있는 방법에 대한 극단적 인 예를 보려면 파란색 / 빨간색 조명 을 날려서 사진의 초점이 맞지 않게 하려면 이 답변 을 참조하십시오 (여러 예제 이미지는 답변에 포함)

원시에서 변환 할 때 화이트 밸런스를 수정하고 선택적인 색상 조정을 사용하는 방법에 대해 카메라가 작동하게하는 것보다 최종 결과를 크게 향상시킬 수있는 방법은 다음을 참조하십시오. 하키 사진에서 노이즈가 많이 발생합니다. 내가 무엇을 잘못하고 있지? (원시 파일을 처리하는 데 사용 된 설정의 스크린 샷을 포함하는 예가 포함되어 있습니다)

카메라 내부의 색온도 이상으로 (또는 AWB를 사용하는 경우에도 많은 카메라에서) 화이트 밸런스를 미세하게 조정하는 방법에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 피사체의 자주색 무대 조명을 취소하는 방법? (여러 예제 이미지가 답변에 포함되어 있습니다)

화이트 밸런스 대상 조명의 색 온도는 얼마입니까?
카메라의 화이트 밸런스 란 무엇입니까? 언제 어디서 WB를 사용해야합니까?
“화이트 밸런스”의 의미는 무엇입니까?
따뜻한 물체가 더 푸른 색일 때 왜 화이트 밸런스 온도가 높아지는가?
RAW 파일은 픽셀 당 3 가지 색상을 저장합니까?
왜 하얀 사진에 푸른 색조가 있습니까?
자동 화이트 밸런스와 커스텀 화이트 밸런스의 차이점은 무엇입니까?
디지털 카메라에 컬러 필터를 사용해야하는 이유가 있습니까?
야간 도시에 적합한 화이트 밸런스를 어떻게 찾을 수 있습니까?

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