Was sind die RGB-Werte, die eine 5800 K weiße Oberfläche auf einem kalibrierten 6500 K-Monitor korrekt darstellen?

Stellen Sie sich einen hochwertigen Monitor vor, der mit den Standardparametern kalibriert ist: 6500 K, 2,2 Gamma, 120 cd / m ^ 2. Die Kalibrierung wird mit einem LaCie-Hardwaresensor und seiner Software durchgeführt und ist recht genau.

Ich beabsichtige, die Sonne mit einem sicheren, speziellen Sonnenfilter (Baader-Sonnenfilm für Teleskope mit voller Apertur) durch ein Teleskop zu fotografieren. Die Temperatur der Sonne beträgt 5800 K. Der Filter ist "weiß", eigentlich ganz anständig, aber ich bin sicher, dass sein Spektrum nicht 100% flach ist - genau genommen kann es nicht sein. Die Kamera erfasst möglicherweise auch Infrarot usw. und ändert außerdem die Farbe der Sonnenoberfläche.

Ich möchte das resultierende Bild so verarbeiten, dass die Farbe der Sonne auf dem kalibrierten 6500-K-Monitor so originalgetreu wie möglich dargestellt wird. Ich erwarte, dass das Ergebnis wie ein weiches Cremeweiß aussieht.

Grundsätzlich bedeutet dies, dass auf einem 6500-K-Monitor ein Weißwert von 5800 K angezeigt wird. Wie mache ich das?

Ich könnte das Bild laden und die Farbtoneinstellungen (Weißabgleich) in der Software anpassen, bis die RGB-Triaden auf der Solarscheibe in den erforderlichen Bereich fallen, aber ich weiß nicht, was dieser Bereich ist. Klingt so, als ob es irgendwo eine Formel dafür geben sollte ("Wenn T1 die Temperatur des Monitors ist, wird T2 weiß dargestellt, wenn xR + yG = zB" oder so ähnlich, ich erfinde nur Sachen).

Ein anderer Ansatz: Es wäre schön, wenn es eine App gäbe, die bei jeder Temperatur nur "Weiß" erzeugen könnte, vorausgesetzt, der Monitor ist bei einer bestimmten Farbtemperatur kalibriert. Dann konnte ich das erzeugte Weiß mit dem Bild der Sonne vergleichen und Anpassungen vornehmen. Aber mir ist jetzt eine solche App bekannt.

Irgendwelche Vorschläge?

Ich verarbeite die meisten Rohdateien in Lightroom und kann GIMP für zusätzliche Farbkanal-Tricks verwenden. Natürlich bin ich kein Fotografieexperte, aber ich kann den Anweisungen folgen. :)

Vielen Dank!

white-balance display-calibration color-correction

— Florin Andrei
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Antworten:

Die Antwort lautet: sRGB = (255, 241, 234).

Die Details der Berechnung:

Ich habe das Spektrum eines schwarzen Körpers bei 5800 K mit der Planckschen Formel berechnet, dann mit den CIE-Farbanpassungsfunktionen des Standard-2-Grad-Beobachters multipliziert und über die Wellenlängen integriert, um die (X, Y, Z) -Farbe zu erhalten. Ich habe dann durch X + Y + Z geteilt, um die Farbart zu erhalten:

(x, y) = (0.3260, 0.3354)

Multiplikation (x, y, 1-xy) mit der Matrix XYZ zu sRGB und Division durch die größte Komponente (R) ergibt:

(R, G, B) = (1, 0.8794, 0.8267)

Ich habe dann gammacodiert, mit 255 multipliziert und auf die nächste ganze Zahl gerundet und Folgendes erhalten:

(R’, G’, B’) = (255, 241, 234)

Einschränkung : Meine Antwort liegt im sRGB-Farbraum, der bei 2,2 Gamma fast, aber nicht ganz 6500 K beträgt. Übrigens ist „6500 K mit 2,2 Gamma“ keine Farbraumspezifikation: Sie benötigen auch die Chromatizitäten der Primärfarben, um einen vollständig spezifizierten Farbraum zu erhalten.

— Edgar Bonet
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Whoa! Kiefer fiel zu Boden. Genau das habe ich gefragt. Vielen Dank! Übrigens, bei (255, 241, 234) denke ich, es würde wie Weiß mit einem leichten goldenen Farbton aussehen, was Sinn macht.

— Florin Andrei

Dies ist eine hervorragende Antwort. Ich habe drei Fragen:

— kdbanman

„ Über die Wellenlängen integriert , um die (X, Y, Z) Farbe zu erhalten , teilte ich dann von X + Y + Z die Chromatizität zu bekommen. “ Wie haben Sie von einem 3 - Vektor in einen 2 - Vektor durch skalare Division? (Wohin ist Z gegangen?)

— kdbanman

" I then gamma-encoded " Bedeutet das, dass Sie R, G und B gammawie [dieses] hochgesetzt haben ? Welchen Wert gammahaben Sie verwendet? Es scheint viele Möglichkeiten zu geben.

— kdbanman

@kdbanman: Nein, ich meine, ich habe die linearen RGB-Werte gemäß den Gleichungen (1.2) des Dokuments, auf das Sie verwiesen haben, in die nichtlineare sRGB-Darstellung umgewandelt. Dies kommt einem Potenzgesetz mit Exponent 1 / 2.2 nahe, wenn auch nicht genau.

— Edgar Bonet

Suchen Sie ändern die Farbe der Sonne in Ihren Fotos oder einfach repräsentieren die Farbe , die genau ist es? Die beiden sind sehr unterschiedliche Aufgaben. Ersteres würde wahrscheinlich viel Arbeit erfordern, und ich bin nicht sicher, ob es tatsächlich korrekt wäre. Letzteres ist für Sie mit ICM- und ICC-Profilen bereits erledigt.

Es sollte auch beachtet werden, dass "Weiß" eine sehr subjektive Sache ist. Das "Weiß" Ihres Monitors wäre technisch zu blau für ein "echtes Weiß", wenn man bedenkt, dass 6500k-Modelle Tageslicht und nicht Sonnenlicht sind. Das Weiß der Sonne, wie es direkt abgebildet wird, ohne die Beeinflussung einer Atmosphäre oder eine Filterung, wird wahrscheinlich auf normalisierter Basis bei 5785 K in der Photosphäre genauer modelliert, kann jedoch je nach Standort und zwischen etwa 4000 K und 6000 K schwanken Zeit (Sonnenflecken sind in der Regel kühler). Es gibt auch die Chromosphäre über der Photosphäre, die von etwa 6000 K bis zu Zehntausenden von Kelvin reicht, bis Sie auf die Corona treffen, die in Millionen von Grad ansteigt. Wenn Sie die Sonne ohne Filter abbilden, können Sie die Photosphäre nur durch Sonnenflecken fotografieren. Andernfalls kann der Weißpunkt der Sonne über ihrer Oberfläche wild schwanken. Mit einem Filter wird Ihr ultimativer Weißpunkt durch sein Design und die Wellenlängen beeinflusst, durch die er eigentlich verlaufen sollDer genaue Weißpunkt wird wahrscheinlich eine schwierige Sache sein. Ein neutrales, wahres Weiß für das menschliche Auge liegt wahrscheinlich im Bereich von 5500 K, was sich jedoch tatsächlich ändert, je nachdem, ob Sie einen Emitter oder einen Reflektor beobachten.

Image Color Management (ICM) ist ein System, das die ordnungsgemäße und genaue Konvertierung von Farbinformationen aus einem Farbraum (z. B. RAW-Dateien von Ihrer Kamera) in den Farbraum Ihrer Bearbeitungssoftware (z. B. Photoshop) mit verwaltet Standard D50) auf den Farbraum eines Ausgabegeräts (z. B. eines Computermonitors). Sie sollten eigentlich nichts Spezielles auf niedriger Stufe tun müssen, um die richtige Farbbalance zu erzielen, vorausgesetzt, Ihr Bildschirm ist tatsächlich richtig kalibriert. Solange Sie der Genauigkeit Ihres Bildbearbeitungsgeräts und der Genauigkeit Ihres Bildschirms vertrauen, sollten Sie sich bei Verwendung einer vollständig farbverwalteten Software wie Photoshop nicht darum kümmern müssen, die Farbe Ihrer Fotos bei einem Pixel manuell zu ändern. Niveau. Adobe Camera Raw und Lightroom enthalten beide ein Werkzeug zur Farbtemperaturanpassung (sowie ein Tönungswerkzeug,für Ihren Kalibrierungszustand .

Zu guter Letzt sollten Sie sich darüber im Klaren sein, dass die Farbbalance Ihrer Fotos nur dann korrekt ist, wenn Sie beabsichtigen, sie auf Ihrem eigenen System zu speichern. Der durchschnittliche Benutzer kalibriert seine Bildschirme nicht, weshalb die Darstellung stark variieren kann. Viele kalibrierte Bildschirme weisen einen Weißpunkt von 6500 K auf. Viele Fotografen kalibrieren jedoch auf 5000 K, um Photoshop anzupassen und Naturfaser-Ausdrucke genauer auf dem Bildschirm darzustellen. Persönlich würde ich eine Bildschirmkalibrierung auf 5500 K als "weißer Punkt ausgeglichen" betrachten als 6500 K (was definitiv blauer ist). Wenn Sie so genau wie möglich arbeiten möchten, würde ich sagen, dass die Kalibrierung Ihres Bildschirms auf 5785 K und die Anpassung Ihres Fotoweißabgleichs das natürlichste Weiß erzeugen, zumindest im Verhältnis zur Sonne.

Wenn Sie die Weißpunktkonvertierung tatsächlich direkt auf jedem Pixel in Ihren Bildern durchführen möchten, sollten Sie sich mit der Arbeit von CIE befassen . Sie beschäftigen sich seit Anfang des 20. Jahrhunderts (ab 1913) mit Beleuchtung, Leuchtmitteln, Farbtheorie, Farbkonvertierung, Farbmodellierung und Farbraumdefinition. Das L ab * color space (Lab) ist das fundamentale Modell der menschlichen Wahrnehmung von Licht und Farbe. Es ist das A und O der Farbraumkonvertierung und -transformation. XYZ ist ein kritischer Modellierungsraum, der als Zwischenschritt bei der Konvertierung von RGB in Lab und anschließend von Lab in einen anderen Farbraum (möglicherweise auch RGB, jedoch mit einem anderen Weißpunkt) verwendet wird ein bisschen Information auf Wikipedia über CIE, Lab, XYZ, etc .:

— jrista
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Offensichtlich eine Menge Dinge, über die ich nicht nachgedacht habe, danke für all die Informationen, ich muss es langsam lernen. Angenommen, der Zweck ist der folgende: Fotografieren Sie einen schwarzen Körper, der bei der Temperatur T2 leuchtet und leichte Farbfehler aufgrund von Kamera, Filterung usw. aufweist. Zeigen Sie ihn auf einem Bildschirm an, der auf T1 kalibriert ist. Die Herausforderung besteht nun darin, den Farbton (relative RGB-Anteile) des Bildes so anzupassen, dass auf einem Bildschirm mit dieser speziellen Kalibrierung die Oberfläche dem ursprünglichen Farbton von T2 so nahe wie möglich kommt. Ich möchte die Einstellung vornehmen, indem ich die Datei bearbeite, nicht indem ich die Parameter des Monitors verschiebe.

— Florin Andrei

Sie können das wirklich nur, wenn Sie den ursprünglichen Farbton (der bei der Diskussion von Farbräumen und Transformationen als Chromatizität bezeichnet werden sollte, da dies in Lab der Fall ist) berücksichtigen. Sie müssen entweder genau wissen, was T2 bedeutet Beginnen Sie mit (was nur mit einer direkten Messung möglich ist) oder kennen Sie den Fehler jeder Komponente Ihres Bildgebungsgeräts genau (z. B. Sensor-IR-Filter, CFA, Sonnenfilter, Quantisierungsfehler, die bei der A / D-Umwandlung auftreten, Demosaikierungsdiskrepanzen, etc.) Keiner von denen sind kleine Bestellung.

— jrista

Wenn Sie T2 genau messen möchten, müssen Sie zuerst Ihre Genauigkeitsgrenzen definieren. Wollen Sie es zu 99,9% genau? Sie müssten wahrscheinlich vom Weltraum aus messen. Möchten Sie, dass es genau so ist, wie es in unserer Atmosphäre gemessen wird? Sie könnten das wahrscheinlich mit einem geeigneten eigenständigen Gerät tun. Hier ist der Haken ... selbst wenn Sie T2 unabhängig messen, gibt es auch bei diesen Geräten ähnliche Fehler in Bezug auf Präzision und Genauigkeit. Sie müssen diese Fehler auf die eine oder andere Weise berücksichtigen, was bedeutet, dass Sie sie kennen, was Sie dazu bringt, die Kamera direkt zu korrigieren.

— jrista

Ich bin gespannt, welche Genauigkeit Sie wirklich benötigen. Wenn Sie die Kalibrierung Ihres Bildschirms mit dem Weißpunkt normalisieren, den Sie für die Photosphäre angenommen haben, sollte ein hübsches Grundweiß erzeugt werden. Sie sollten in der Lage sein, visuell genügend Fehler zu erkennen, um Abweichungen manuell zu korrigieren. Es wird nicht zu 99,999% genau sein, wahrscheinlich auch nicht zu 99% genau, aber sein höchst zweifelhaftes menschliches Sehen könnte die Diskrepanz erkennen, ohne etwas Vergleichbares, wie ein Farbfeld von genau 5785 K, das in der Ecke des Fotos oder eingebettet ist sowas in der Art. Wenn Sie eine Genauigkeit von über 99% benötigen, dann ...

— jrista

Wenn die Annäherung in Ordnung ist, würde ich nur darauf vertrauen, dass Ihre Hardware ausreichend kalibriert ist, und die Software den größten Teil der Arbeit erledigen lassen. Laden Sie Ihre Fotos in einen RAW-Editor (es müsste sich wirklich um RAW handeln ... WB-Anpassungen funktionieren bei Bildern, die bereits in RGB-Pixel zerlegt wurden, nicht gut), und stellen Sie den Weißabgleich dort auf 5785 K oder in der Nähe ein. Damit sollte das Weiß auf dem Foto genau der normativen Temperatur der Photosphäre der Sonne entsprechen. Aufgrund des versetzten Weißpunkts des Weißpunkts Ihres Bildschirms bei 6500k sieht das Weiß möglicherweise etwas anders aus. Sie könnten um 715 K einstellen, um dies zu kompensieren.

— jrista