Wie bestimme ich optimale Farbkorrekturfilter für einen Sensor?

Ursprünglich hatte diese Frage den Titel: Wie kann man die native Farbtemperatur eines Sensors bestimmen?

Bei Fragen zu Erwärmungsfiltern und Farbfiltern im Allgemeinen weisen führende Antworten darauf hin, dass es für ein optimales Signal-Rausch-Verhältnis ratsam ist, die Farben optisch anzupassen. Aber für die Einstellung, wie würde man messen zunächst das Ziel „native“ Farbtemperatur , wo weiße Farbe gleiches Signal in verschiedenen Farbkanälen verursacht?

Ich nahm an, dass es irgendwo in der Nähe des Tageslichts ist, aber diese unangepasste Aufnahme, in der @Karel UniWB demonstrierte, scheint bei Tageslicht aufgenommen zu werden und hat eine starke Dominanz in grünen und blauen Kanälen:

Meine Kamera hat (wie viele andere auch) kein UniWB, daher würde ich eine Lösung bevorzugen, die die UniWB-Einstellung nicht nutzt.

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Wenn man ein bisschen mehr darüber nachdenkt, ist eigentlich nicht die Farbtemperatur wichtig. Das Endergebnis, das mich interessiert, ist, wie man den Filter auswählt, um ein ausgeglichenes Signal in allen Farbkanälen zu erzielen . Vielleicht muss ich nicht einmal die Farbtemperatur kennen, ich bin nur daran gewöhnt, Filterspezifikationen zu sehen, in denen Farbtemperaturumrechnungen zitiert werden.

Ich sehe, die Antwort würde davon abhängen

• Eigenschaften des Sensors
• aktuelle Beleuchtung

Der Sensor ist der gleiche, solange ich nicht die Körper wechsle. Die Beleuchtung ist in verschiedenen Situationen unterschiedlich, aber es gibt gängige Szenarien - Tageslicht / Blitz, bewölkt, Wolfram.

Wie wähle ich in diesen gängigen Szenarien Filter für meinen Sensor aus? Ich hoffe, es gibt einen besseren Weg, als nur ein paar zu kaufen und sie alle auszuprobieren.

Karels Beispielaufnahme hat einen starken grünlichen Farbstich, da jedes "Pixel" ohne Gewichtung verarbeitet wird, wodurch Grün doppelt so stark wirkt wie Rot und Blau. Das Ergebnis ist ein Bild, das aus minimal verstärkten Pixeln verarbeitet wird, wobei normalerweise rote und blaue Kanäle um einen Faktor größer als eins verstärkt würden, um die größere Anzahl grüner Pixel zu kompensieren. Aus Sicht der Signal-Rausch-Optimierung wäre dies am optimalsten.

Unter dem Gesichtspunkt des digitalen "Weißabgleichs" bin ich mir nicht sicher, ob es eine Möglichkeit gibt, genau zu bestimmen, wie hoch der Basisausgang des Sensors ist. Es kann zwischen den Herstellern variieren, es kann einfach durch Verstärken des Signals von jedem Pixelkanal gehandhabt werden oder es kann vollständig durch Bildverarbeitungslogik nach dem Lesen und Verstärken durchgeführt werden. Ich würde denken, dass eine gute Basis für die Arbeit darin besteht, für jeden Pixelkanal eine Gewichtung von 1,0 und eine Tageslichttemperatureinstellung (5200-5500k) zu verwenden. Das sollte die Kamera auf ungefähr so ​​reines "weißes" Licht normalisieren, wie es nur geht.

Wenn ich verstehe, was Sie unter optischer Korrektur des Weißabgleichs verstehen, benötigen Sie einen Farbfilter, der etwa die Hälfte der grünen Wellenlängen des Lichts richtig herausfiltert, um die Änderung bei der Verarbeitung des Sensorsignals auszugleichen. Da Sie doppelt so viele grüne Pixel wie rote und blaue haben und das Signal ohne Gewichtung verarbeitet wird, müssen Sie die Menge an grünem Licht, die den Sensor erreicht, um einen ähnlichen Betrag reduzieren.

Ich wäre etwas skeptisch, wenn es darum geht, etwas wirklich zu verbessern. Wenn es der Fall wäre, dass die Verarbeitung von Licht auf diese Weise, bevor es auf den Sensor trifft, ideal wäre, hätten die Hersteller von Digitalkameras dies bereits mit einer zusätzlichen Filterung im Vorsensor-Filterstapel berücksichtigt, die die meisten Digitalkameras heutzutage haben. Ich denke, die Entscheidung, doppelt so viele grüne Pixel wie Rot und Blau zu verwenden, wird getroffen, weil mehr Wellenlängen des Lichts in diesen Farbbereich fallen als für Rot und Blau. Eine höhere Empfindlichkeit in diesem produktiveren Bereich von Lichtfrequenzen ist insgesamt von Vorteil und nicht nachteilig für das Signalverhältnis. Mit einem ungewichteten / gefilterten Ansatz ... reduzieren Sie das Gesamtlicht um mindestens 1/4, was eine Verstärkung des endgültigen Signals auf der ganzen Linie erfordert, nicht nur in den roten und blauen Kanälen.

Ein Vorschlag aus dem Link ( http://www.guillermoluijk.com/tutorial/uniwb/index_en.htm ) in meiner ursprünglichen Antwort:

Die Schritte wären:

1. Nehmen Sie einige Sekunden lang auf eine brillante Lichtquelle auf, damit alle drei Kanäle in allen Pixeln durchgebrannt werden
2. Verwenden Sie die resultierende RAW-Datei, die sich im Speicher der Kamera befindet, um den benutzerdefinierten Weißabgleich festzulegen
3. Die Präzision des erzielten UniWB kann überprüft werden, indem mit dem neuen Weißabgleich auf alles geschossen wird und die von DCRAW angezeigten Multiplikatoren bei der Entwicklung des resultierenden RAW mit dem Weißabgleich der Kamera betrachtet werden: dcraw -v -w

Die schnelle Methode funktioniert nicht bei allen Kameras. Die Nikons verwerfen beispielsweise alle von der Sättigung betroffenen Pixel für die Weißabgleichsberechnung. Weder die Canon 5D scheint die Daten von einem durchgebrannten RAW zuzulassen. Das Sony Alpha 100 auf der anderen Seite und selbst wenn die Kamera vor einer möglicherweise falschen Weißabgleicheinstellung warnt, kann es verwendet werden, um perfekte Multiplikatoren (1,000000) bereitzustellen. Die schnelle Methode funktioniert perfekt für die Canon 7D.