Wie wirkt sich die Farbe des Umgebungslichts auf die Farbwiedergabe aus?

Wie wirkt sich die Farbe des Umgebungslichts auf die Farbwiedergabe aus?

Beispielsweise:

Was würde das für einen Effekt haben, wenn ich unter einer Natriumdampf-Straßenlampe (orange) stehe und den Weißabgleich meiner Kamera kalibriere, wenn ich ein Foto von einer Farbtestkarte machen würde? Vermutlich würde Weiß aufgrund der Weißabgleichskalibrierung immer noch als Weiß gerendert, aber wie würden andere Farben gerendert?

Wie würde sich das Ergebnis bei primärer und sekundärer farbiger Beleuchtung, z. B. rotem oder gelbem Licht, unterscheiden?

Vielen Dank.

mattdm hat es genau auf den Punkt gebracht - es kommt nicht auf die Farbtemperatur an, sondern auf die Breite des Spektrums. Hier sind einige Beispiele, die den Unterschied gut veranschaulichen.

Hier ist ein Bild, das ich vor einiger Zeit auf ein Lagerfeuer geschossen habe. Ohne den Weißabgleich sieht die Kamera massiv orange aus:

Und hier ist ein Bild, das gerade unter Natriumdampf-Straßenlaternen aufgenommen wurde. (Ich habe eine Weile nach einem Bild gesucht, das ich unter Straßenlaternen aufgenommen habe. Bis mir klar wurde, dass ich nur aus meiner Haustür treten musste.)

Sieht ähnlich aus. Wenn Sie jedoch mit dem Weißabgleich im ersten Bild spielen, können Sie ihn auf einen nahezu neutralen Wert zurückziehen. Dies liegt daran, dass das Feuer als glühende (heiße) Lichtquelle ein breites Spektrum abgibt. Es ist eher gelb als weiß wie das Sonnenlicht (was eine andere weißglühende Quelle ist, aber viel heißer!). Wir können die Farben einfach verschieben, um etwas zu erhalten, das dem Tageslicht ähnlicher ist:

Jetzt können Sie den Unterschied zwischen Laub, Hauttönen und Denim erkennen. Das Straßenlaternenbild hingegen wird mit einer fluoreszierenden Lichtquelle beleuchtet. Diese Lichter senden sehr schmale Frequenzspitzen aus, das Licht ist nicht nur auf Orange zentriert, es ist nur Orange und keine andere Farbe! Wenn Sie versuchen, es so zu verschieben, dass das Spektrum wie beim Lagerfeuerbild auf Weiß zentriert ist, erhalten Sie Folgendes:

Das ist praktisch einfarbig, auch nach massivem Sättigungsschub - die Farben sind einfach nicht da. Die sichtbaren Farben oben und unten sind tatsächlich ein Objektivfehler, der aufgrund fehlender Farbinformationen hervorgerufen und durch den Sättigungsschub (+50 in Adobe Camera Raw) übertrieben wurde.

Der Vollständigkeit halber hier ein Gretag MacBeth-Farbwiedergabediagramm, das unter derselben Straßenlaterne aufgenommen wurde. Der Weißabgleich wurde in ACR basierend auf der "grauen" Kachel festgelegt:

Wie Sie sehen, kann das Bild auch einfarbig sein. Das Bild kann nicht durch starkes Gelieren des Lichts oder Anpassen des Weißabgleichs gespeichert werden. Die Farbinformation ist einfach nicht vorhanden! Wenn Sie nur Linienspektren haben, ist alles, was Sie zurückerhalten, wie viel von dieser bestimmten Frequenz Ihr Motiv reflektiert. Aus technischer Sicht ist Farbe eine vektorielle Variable, dh sie besteht aus mehreren Koordinaten im Farbraum. Sie können keinen Punkt im Farbraum mit einem einzigen Wert aufzeichnen (genau wie Sie Ihren Punkt auf einer Karte nicht mit einem einzigen Wert beschreiben können). Dies ist der Fall, wenn Sie Ihre Szene mit nur einer Lichtwellenlänge beleuchten.

Dies ist der Grund, warum fluoreszierende Lichter schlecht sind. Viele von ihnen senden sehr enge Spektren aus (obwohl sie breiter sind als die durchschnittliche Straßenbeleuchtung). Insbesondere fehlt vielen ein Teil des roten Spektrums, was zu unnatürlichen grünlichen Hauttönen führt.

Nicht alle Leuchtstofflampen sind schlecht, hier ist die Grafik, die von den Leuchtstofflampen in meinem Haus beleuchtet wird, die speziell für ihr breites Spektrum ausgewählt wurden (wie durch die CRI-Zahl (Color Rendering Intent) von 93 (Sonnenlicht ist 100) beschrieben):

Keine Farbprobleme hier!

Das Problem bei diesen Arten von Lichtquellen ist nicht die Farbtemperatur , sondern das Spektrum, das das Licht liefert.

Eine Kamera (oder Ihre Augen) können nur Farben aufnehmen, die von den Objekten in der Szene reflektiert werden (ohne Objekte mit fluoreszierenden Eigenschaften). Wenn das Licht, das auf das Objekt scheint, keine bestimmte Farbe enthält, kann es nicht zu Ihnen springen, und daher kann die Farbe des Objekts nicht so aufgezeichnet werden, wie sie unter Vollspektrumlicht sein könnte.

In Ihrem speziellen Beispiel für Natriumdampflicht sieht das Farbspektrum folgendermaßen aus:

_{CC-BY-SA-Bild aus Wikimedia Commons, Autor Philips Lighting}

Sie können sehen, dass es einen sehr schmalen Lichtstrahl von knapp 600 nm gibt, der ziemlich gelb ist. Alles, was Sie sehen (oder fotografieren), hängt davon ab, wie das Objekt Licht in diesem schmalen Band reflektiert. Ihre Annahme ist also richtig - Sie können das, was als neutrales Grau / Weiß aufgezeichnet wurde, verschieben, aber Ihr Diagramm wird wahrscheinlich ziemlich seltsam und "ungenau" aussehen. Und es gibt wirklich nichts, was Sie dagegen tun können, außer eine andere Beleuchtung einzubringen.

Wenn Ihre andere Beleuchtung ebenfalls ein schmales Spektrum aufweist, verbessert dies die Wiedergabe der hinzugefügten Farben - ziemlich einfach, es sei denn, es wird alles in Ihrer Szene so beleuchtet, wie Sie es mit jeder anderen Farbe haben möchten. Und Ihr Weißabgleich muss mehr ein Kompromiss sein (wahrscheinlich würden Sie etwas wählen, das beide starken Farbstiche beibehält, anstatt zu versuchen, sie zu neutralisieren).

Weitere Details werden in mehreren bestehenden Fragen behandelt:

Beste Leuchtstofflampen-Farbtemperatur für Aufnahmen von Personen und Interviews?

Welche Weißabgleicheinstellungen benötige ich, um den Farbstich einer Straßenlaterne zu erfassen?

Wann sollte ich die manuellen Weißabgleicheinstellungen verwenden?