Warum müssen wir den Weißabgleich tatsächlich anpassen?

Die Antwort liegt auf der Hand: Ohne Weißabgleich hätten wir eine schlechte Farbwiedergabe, da unterschiedliche Lichtverhältnisse viele unterschiedliche Farbtöne erzeugen würden. Unsere Augen passen sich den Farbtönen an, damit wir die tatsächlichen Farben von Objekten rekonstruieren können. Daher müssen Kameras auch den Weißabgleich anpassen.

Aber das scheint seltsam. Wir klar kann Farbtons in Szenen wahrnehmen: jeder , dass Glühlampen gelblich sind sehen, während Leuchtstofflampen sind sehr weiß / leicht blau. Beim automatischen Weißabgleich wird der Farbton auf dem Foto entfernt. Sowohl Glühlampen als auch Leuchtstofflampen werden weiß.

Und obwohl sich unsere Augen an die Farbtönung anpassen, warum passen sie sich beim Betrachten eines Fotos nicht an? Warum muss die Kamera Arbeiten ausführen, die die Augen bereits ausführen würden?

Dies scheint zu implizieren, dass Sie für eine genaue Farbwiedergabe - einschließlich der Farbtönung, die wir wahrnehmen und daher erfassen möchten - den Weißabgleich immer auf Tageslicht einstellen müssen.

Aber ein Weißabgleich ist offensichtlich notwendig. Selbst in einem Raum mit schrecklichen Glühlampen, die einen stark wahrnehmbaren Gelbstich abgeben, sieht das Bild im digitalen Sucher mit dem Weißabgleich bei Automatik noch viel korrekter aus als bei Sonnenlicht! Ich stand nur eine ganze Weile da und spielte mit der Kamera und bin immer noch sehr verwirrt, warum dies der Fall ist. Warum sollte der Sucher im Raum, der ein Bild ohne Gelbtönung zeigt, direkt neben Objekten, die mit einer starken Gelbtönung beleuchtet sind, buchstäblich korrekt aussehen? Und wenn ich die Kamera auf Sonnenlicht stelle, zeigt der Bildschirm plötzlich einen viel stärkeren Gelbstich als der tatsächliche Raum, obwohl meine gelb eingestellten Augen sowohl den Raum als auch den Bildschirm wieder auf Weiß verschieben sollten, nicht wahr?

Gibt es etwas an Bildschirmen und Fotopapier, das unser Gehirn / unsere Augen dazu bringt, unsere interne Weißabgleichkorrektur "auszuschalten"?

Die wahrgenommene Farbe eines Objekts hängt von zwei Elementen ab: der Eigenfarbe des Objekts und dem Farbspektrum des auf es strahlenden Lichts.

Ein roter Apfel zum Beispiel erscheint fast schwarz mit einem rein blauen Licht. Abhängig vom Unterschied in der spektralen Dichte verschiedener Lichter ändert sich die absolut wahrgenommene Farbe des roten Apfels, sie ist nicht konstant. Aber weil wir wissen, welche Farbe der Apfel wirklich hat, passt unser Gehirn unsere Farbwahrnehmung so an, dass der rote Apfel das ist, was wir erwarten.

Der Weißabgleich ist das Werkzeug, mit dem die Ausgabe der Kamera die Nachbearbeitung unseres Gehirns widerspiegelt.

Wenn wir ein Foto oder einen Bildschirm betrachten, wendet unser visueller Kortex seinen Weißabgleich an, abhängig von den Lichtverhältnissen im Raum und Ihrem Wissen und Ihren Vorurteilen darüber, wie die Eigenfarben von Gegenständen aussehen sollten. Er ist jedoch nicht für zusätzliche, spezielle Anpassungskenntnisse ausgestattet es schaut auf ein Foto. Wenn sich der Weißabgleich des Fotos oder Bildschirms von der Umgebung unterscheidet, in der Sie sich befinden, sehen die resultierenden Farben seltsam aus, z. B. unterscheidet sich die wahrgenommene Farbe des roten Apfels von den Erwartungen Ihres Gehirns an die Beleuchtung Ihres Raums.

Sie sagen, jeder kann sehen, dass Glühlampen gelb sind, aber das stimmt nicht unbedingt. Sie kennen die Lichter im Vergleich zu anderen Lichtquellen, weshalb Sie denken, dass sie gelb sind, aber das kann leicht getäuscht werden. Ich könnte Sie in einen für Sie neuen Raum mit nur Glühbirnen bringen und die Lichter praktisch in jeder Farbe erscheinen lassen, indem ich die Farben der Farbe und anderer Objekte sorgfältig auswähle, um Ihren visuellen Kortex dazu zu bringen, einen falschen Weißabgleich anzuwenden . Wenn ich eine Reihe von Objekten im Raum hätte, die normalerweise weiß sind, aber tatsächlich auf eine bestimmte Weise getönt sind, passt Ihr Gehirn die Weißabgleichkorrektur so an, wie sie sind, und dies kann dazu führen, dass die Glühlampen eine andere Farbe wahrnehmen. Das berüchtigte blau / goldene Kleid ist ein Beispiel für das Phänomen bei der Arbeit.

Auf der Wiki-Seite zur Farbkonstanz finden Sie weitere Erläuterungen sowie einige Beispielbilder, die das Konzept weiter veranschaulichen können.

Unsere Augen passen sich dem Umgebungslicht an. Wenn Sie sich ein Foto ansehen, stimmt die Beleuchtung im Bild nicht unbedingt mit dem Umgebungslicht überein. Unsere Augen und unser Gehirn arbeiten zusammen, um ein globales Verständnis dessen zu erhalten, was wir sehen, weshalb optische Täuschungen auf uns wirken. Der Verstand glaubt zu wissen, was dunkler / heller oder näher / weiter ist, und dann entwerfen die Menschen Zeichnungen, um das Gehirn auszutricksen.

Dies funktioniert auch für den Weißabgleich. Unser Gehirn ignoriert die Beleuchtung, weil es weiß, wie die Dinge darunter aussehen sollen. Ein Foto bricht dies jedoch, da es eine unterschiedlich beleuchtete Szene in einem Display oder Druck darstellen kann und wir daher Probleme haben, diesen Unterschied zu beheben.

Die Empfänglichkeitskurven der Rezeptoren unserer Augen und der Rezeptoren einer Digitalkamera sind unterschiedlich. Wir haben drei verschiedene Arten von Rezeptoren, aus denen wir unseren Farbeindruck herstellen. Lichtquellen emittieren Energie über ein Spektrum von Frequenzen / Wellenlängen, Oberflächen reflektieren bei verschiedenen Wellenlängen unterschiedlich und unsere Rezeptoren haben bei verschiedenen Wellenlängen unterschiedliche Empfindlichkeiten. Ein Vorteil ist, dass sich die Intensitäten tendenziell vergleichsweise allmählich ändern und viele Lichtquellen dem Sonnenlicht nachempfunden sind, bei dem das Spektrum eines heißen schwarzen Körpers durch die Atmosphäre gefiltert wird. Jetzt ist der Himmel aufgrund der Zerstreuung blau, und das Blau des Himmels wurde vom Sonnenlicht im Weltraum aus missbraucht. Dem Gesamtergebnis fehlt nur etwas Blau, aber wenn der Himmel bewölkt oder nur die Sonne behindert ist (weil wir im Schatten sind),

Glühbirnen ähneln dem Sonnenlicht, beginnen jedoch nicht so heiß und es fehlt ihnen die dispersive Wirkung der Atmosphäre. Fluoreszierende Lichter neigen dazu, eine hohe Intensität zu haben, die auf schmale Wellenlängenbänder konzentriert ist.

Dies ist ein Albtraum für die Herstellung von beispielsweise Autolack. Sie können Ersatzfarben herstellen, die sich unter Sonnenlicht perfekt mischen, unter Straßenlaternen mit Natriumdampf jedoch völlig fleckig aussehen.

Stark pigmentierte Farben neigen dazu, ein stark wellenlängenabhängiges Brechungsverhalten zu haben. Kunstmuseen sind einige der wenigen Umgebungen, die entscheidend von Glühlampen abhängig sind.

Die Farbfilmchemie hing davon ab, eine Mischung von Empfindlichkeiten zu erzeugen, die denen des menschlichen Auges sehr nahe kamen. Die Farbfilter von Digitalkameras funktionieren unterschiedlich (und nutzen das Licht tendenziell besser). Am Ende müssen Sie die Ausgabe an das anpassen, was ein menschliches Auge wahrnimmt, und Sie müssen Annahmen über die Lichtquelle und die reflektierenden Oberflächen treffen. Diese Annahmen sind im Weißabgleich enthalten. Bei deutlich pigmentierten Oberflächen und / oder unterschiedlichen Lichtquellen in einem Bild reicht ein einzelner Weißabgleich möglicherweise sogar nicht aus (Rohbearbeitungsprogramme verfügen in der Regel über Farbkorrekturen für Schatten als Option).

Es gab sogar Kameras mit mehr als 3 verschiedenen Farbdetektoren (Sony DSC-FSF828 hatte eine blaue, smaragdgrüne, rote, grüne Matrix anstelle von blau, grün, rot, grün), aber der Auflösungsverlust für die wichtigen grünen Rezeptoren überzeugte nicht Benutzer, dass der besser verhaltene Weißabgleich die Mühe wert war und solche Entwicklungen nicht lange genug anhielten, um zu reifen.