자동 화이트 밸런스는 실제로 작동합니까? 어떻게?

주어진 장면에서 카메라가 화이트 밸런스를 어떻게 사용할 수 있는지 이해할 수 없습니다.

명백한 컬러 캐스트가있는 경우 (예 : 형광등 아래) 작동하는 것을 볼 수 있습니다. 다른 색상 채널의 히스토그램을 비교하여 어느 정도 일치 시키려고합니까? 그럼에도 불구하고 매우 명확한 환경에서만 안정적으로 작동한다고 상상할 수 있습니다.

오늘날의 카메라에서 어떻게 구현되는지, 그리고 일반적으로 얼마나 잘 작동하는지 설명 할 수 있습니까?

white-balance

— AJ 핀치
소스

답변:

원래 가정은 평균 장면 중립 때문에 현장의 평균 색상을 계산 한 다음 평균 색하는 중립 장면 얻을 것 모든 픽셀에 동일한 보정을 적용하여 색상이어야한다는 것입니다 해야 정확한 화이트 밸런스를 가지고 있습니다. 주요 색상과 장면이 있으면 실패합니다.

알고리즘은이 주제에 대해 작성된 많은 기술 문서와 특허로 수년 동안 더욱 정교 해졌습니다. 알려진 일련의 광원에 클램핑과 같은 지능을 더했습니다.

정확한 알고리즘은 카메라마다 다르며 낮에는 변화가 거의없는 실외에서 매우 잘 작동하는 것 같습니다. 인공 조명 아래에서 훨씬 더 많은 분산이 있으며 오히려 맞지 않습니다. 오래된 디지털 카메라는 특히 나빴지 만 평균적으로 개선되었습니다.

내가 본 최고의 화이트 밸런스 성능은 HP Photosmart R967 입니다. DC Resource는이를 알아 차리고 노벨상을 수상해야한다고 언급했습니다! 최근의 몇몇 소형 카메라도 훌륭하게 작동합니다. DSLR에 비해 미러리스 카메라의 장점은 센서 전체에서 데이터를 읽을 수 있다는 것입니다. DSLR은 이제 라이브 뷰 모드에서이를 수행 할 수 있습니다.

일부 DSLR은 화이트 밸런스 를 측정 하는 완전히 다른 접근법을 사용합니다. Olympus E-5 의 경우입니다 . 카메라에 떨어지는 빛을 측정하는 전용 '외부'센서가 있습니다. 피사체와 다른 조명으로 촬영하는 경우에는이 기능을 끌 수 있습니다.

— 이타이
소스

참고 : 라이브 뷰가없는 DSLR은 여전히 전체 센서를 사용하여 화이트 밸런스를 측정 할 수 있습니다. 원시 파일에 저장된 데이터가 화이트 밸런스를 적용하기 전에 있다는 사실에 의해 명백한 바와 같이, 이미지를 캡처 한 후에 화이트 밸런스가 적용됩니다.

— Guffa

@Guffa-논리에 결함이 있다고 생각하고 사전 설정된 화이트 밸런스를 대신 사용하십시오 .RAW 파일 데이터에는 화이트 밸런스가 적용되지 않습니다. 모든 카메라가 캡처 후 화이트 밸런스 계산을 수행 할 수는 있지만 옳은 증거는 없습니다. 아마도 성능의 문제 일지 모르지만 의심합니다. Nikon D7000과 같은 최신 DSLR의 사양을 읽으면 '2016 픽셀 화이트 밸런스 센서'와 같이 전체 이미징 센서로 수행하지 않는 것이 좋습니다.

— Itai

당신이 모든 픽셀을 샘플링 할 필요가 없습니다, 당신이 그랬다면 당신은 화이트 밸런스를 측정하는 하나의 원시 변환을하고 결국 다음 손이 균형 다른 변환 것 - 나는 간단한 성능 최적화 생각

— 매트 그럼

@Reid-세계 '원본'의 사용에 주목하십시오. 카메라 제조업체는 공식을 직접 게시하지는 않지만 자세한 내용을 알아 보려면 해당 주제에 대한 논문 및 특허를 읽을 수 있습니다. 거기가 이루어집니다 방법 그대로 수백하지만 나는 참조 이미지를 사용하는 모든 모르겠어요 (계량 그런 식으로 그것을 할 것으로 알려져있다,하지만 완전히 다른 무언가) 만 기준 발광체.

— Itai

추신 : 나는 실제로 모든 분홍색 벽이있는 방이 있습니다 :)

— Michael Nielsen 7

카메라는 사용할 화이트 밸런스를 알 수 없으며 이미지 데이터 (또는 Itai가 대답에서 언급 한 외부 센서)를 기반으로 추측 할 수 있습니다.

예를 들어 파란색 벽의 이미지를 촬영하면 카메라가 회색 벽의 이미지를 파란색으로 촬영 한 것으로 생각하고 이미지가 파란색 대신 회색으로 표시됩니다. (이것은 자동 노출로 흰색 또는 검은 색 벽을 촬영할 때와 거의 같은 현상이며 카메라가 노출을 설정하여 양쪽 끝이 모두 회색이되도록합니다.)

항상 자동 화이트 밸런스를 사용하고 원본 이미지에서 벗어날 때 수동으로 조정합니다. 내 경험에 따르면 때로는 자동 화이트 밸런스가 제자리에 있고 대부분의 경우 매우 가까우며 드문 경우가 있습니다.

"올바른"화이트 밸런스 설정이 항상 광원의 정확한 색 온도 인 것은 아닙니다. 때로는 이미지가 자연스럽게 보이기 위해 약간의 색상 변경이 필요하며 일부는 상당히 많이 필요할 수도 있습니다. 밝은 햇빛에서 촬영 한 이미지는 약간 더 노란색이어야하고 파란 시간에 촬영 한 이미지에는 파란색이 많이 필요할 수 있습니다.

— 구파
소스

흠,하지만 파란색 벽을 찍으면 흰색이 아닌 파란색으로 나옵니다. 카메라가 없어도 하얀색 벽은 어떻습니까? 그것이 중립 백색으로 밀려 납니까?

— 리드

"올바른"균형에 대한 좋은 지적.

— AJ Finch

여기도 마찬가지입니다. 동일한 위치에 테스트 샷을 포함시키고 wb 조정으로 시작하여 모든 샷에 시작점으로 적용합니다. 다른 날에는 올바르게 보정 된 이미지가 차갑고 파란색으로 보였습니다. 뇌 는 장면이 호박색이 될 것으로 예상 하지만, 보정되지 않은 사진은 주황색으로 보이지만 조금 따뜻함이 올바른 느낌을줍니다.

— JDługosz

대답은 다양한 카메라 모델과 관련 펌웨어만큼 다양합니다.

AWB로 설정하면 대부분의 구형 디지털 카메라 (이 질문을 받았을 때 거의 모든 것을 포함)는 프레임의 가장 밝은 영역이 흰색 또는 매우 밝은 회색이어야한다는 가정에 따라 화이트 밸런스를 설정하는 알고리즘을 사용합니다. . 일부 영역이 세 채널 모두에서 완전히 포화되지 않는 한 (노출 조정이 적용되기 전에) 상당히 잘 작동합니다.

결과는 사용 가능한 사전 설정 선택 (Daylight, Tungsten, Cloudy, Fluorescent 등) 중 하나와 유사하거나 상당히 다를 수 있습니다. 감지 된 장면이 카메라의 사전 설정 선택 중 하나에 충분히 근접 하면 해당 카메라 모델에 따라 해당 장면이 적용되거나 적용 되지 않을 수 있습니다 .

최신 카메라는 종종 카메라 모델마다 크게 다를 수있는 더 정교한 알고리즘을 사용합니다. 대부분의 최상위 모델은 프레임의 데이터를 카메라의 펌웨어에로드 된 라이브러리와 비교하고 가장 근접한 지침에 따라 적용되는 Nikon의 'Matrix'또는 Canon의 'Evaluative'측정과 같은 일부 형태의 측정과 유사합니다. 카메라가 프레임 상단에 밝은 푸른 하늘이 있고 하단 프레임에 더 어두운 녹색이있는 장면을 감지하면 가로 방향 프로파일에 따라 WB가 적용됩니다. 피부 톤처럼 보이는 영역이 많은 장면을 감지하면 인물 프로파일을 기반으로 WB를 적용합니다. (이 설명은 분석되어 결과에 영향을 줄 수있는 많은 미묘함에서 크게 단순화되었습니다.)

일부 카메라는 장면의 가장 밝은 영역을 향한 바이어스 또는 장면의 평균 영역을 향한 바이어스 사이에서 사용자가 선택 가능한 옵션을 허용합니다. 캐논은 최신 모델 인 '화이트 우선 순위 AWB'또는 '주변 우선 순위 AWB'와 함께 사용 가능한 두 가지 선택 사항을 호출합니다.

— 마이클 C
소스