胶片与X3的白平衡
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[1 楼] johnyj [资深泡菜]
10-7-27 19:43
昨天看到有篇文章讨论胶片的白平衡问题,觉得对X3也很适用。

通常胶片生产出来都是5000-5500K色温的默认白平衡,不可调。这样因胶片不如人眼有自适应性,在早晚阳光照明处就会体现出较强的红色,在靠蓝天散射光照明的阴影区就体现出较强的蓝色,比人眼看到的微小色偏要夸张的多。这也是常说的亮部暖,暗部冷的色彩表现。

X3的成像方式和胶片类似,如果成像想达到胶片的效果,那么在白平衡上也应该采用胶片的方式,固定使用5000-5500K色温的白平衡,而非使用传统数字相机的自动白平衡。

X3是数字图像,比胶片好的是在后期可以进行偏色的校正,但如果前期拍摄时的白平衡错误,就相当于买了质量不合格的胶卷,偏色在后期将很难校正。因为SPP中不提供精确调整白平衡的功能,所以精确自定义白平衡就成为X3使用中最难的一个环节。

X3有个弱点:如果白平衡偏差稍大,将导致光谱的两头也即蓝色和红色端出现较为严重的偏色,而纯红色的物体和蓝天又是照片中最常出现的。我最近又做了很多实验,发现仅仅在日光下用白板或灰版自定义白平衡,出来的数值纯粹是碰运气,只有下午运气好的时候能碰到5300K色温的日光,而中午的日光一般都是6200K色温,这个色温下的自定义白平衡,拍出来的片子不仅饱和度过高,而且色版上的色块误差都很大。

试了半天,发现目前最精确的办法仍然是自己在显示器上设定黄色背景来人为制造5300K色温,目前最精确的自定义白平衡可将拍摄到的色版图上各色块的三通道误差都控制在3%以内,也就是每个通道的0-255值最高偏差不过6。
[24 楼] tgl11 [资深泡菜]
10-7-31 11:08
还别去整个啥光源的白平衡了,自动白平衡

有时你把相机横着拍和竖着拍同个场景,色彩表现都不同

这也让我措手不及..
[23 楼] 沈浪 [资深泡菜]
10-7-30 17:46
咳,不同光照度的情况下,X3各层感应的增益都不一样,怎么能够用一个简单的算法来解决问题呢?这个就是X3只能是个“日光机”的道理。在日光机的基础上,再尽量通过算法去逼近,唯一的解决方法。别希望X3能包打天下。
[22 楼] johnyj [资深泡菜]
10-7-30 17:32
继续

Guillermo Luijk在他的网页中阐述了这样一个试验:通过拍一张暗紫色的图来自定义白平衡,出来的白平衡数据将使红绿蓝三通道的增益比例是1:1:1,也即完全没有任何白平衡校正的原始芯片输出。

http://www.guillermoluijk.com/tutorial/uniwb/index_en.htm

他提到,白平衡数据是在DEMOSAIC出图计算之前的,也就是对MSK芯片来说最后的色彩计算,是要先对三通道数据进行白平衡调整后才进行的。

对于X3来说,应该是类似的原理:白平衡数据决定三通道的增益,然后把调整过后的三通道数据经过X3矩阵转换为XYZ标准色。

假设拍一张9000K色温的白板来自定义白平衡,明显蓝色的成分多,红色的成分少,表现在芯片的输出上就是蓝色通道数据大,红色通道数据小。为了达到三通道完全平衡,也就是那幅紫色的图(我们已经知道拍那幅紫色的图来自定义白平衡,各通道增益都是1),蓝色通道增益略增加,而红色通道增益需要增加很多。

下表是佳能350D的各个不同白平衡数据,依次是红绿蓝三通道增益:

    * 白炽灯: 1.392498 1.000000 2.375114
    * 日光:   2.132483 1.000000 1.480864
    * 荧光灯: 1.783446 1.000000 1.997113
    * 阴影:   2.531894 1.000000 1.223749
    * 闪光:   2.429833 1.000000 1.284593
    * 多云:   2.336605 1.000000 1.334642

可以看到,色温越高,相对应的白平衡数据中红色通道的增益越高,蓝色通道的增益越小。荧光灯的白平衡,红色和蓝色通道的增益相当接近,都在绿色通道的2倍左右。

相信X3的工程师们不可能对任一种色温都做大量的色彩测试算出一个X3转换矩阵,他们应该是在标准5000K或5500K照明光源下进行大量色彩测试从而算出一个标准的X3转换矩阵。因此照片的照明光越接近于他们测试时用的标准照明光源,就越能得到精确的色彩表现;而偏离的越多,就越需要白平衡数据的纠正,因为白平衡数据的不精确性,就导致了偏色。
[21 楼] jubox [注销用户]
10-7-30 08:30
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[19 楼] 不想被感动 [泡菜]
10-7-29 10:19
技术贴,应该好好学习。
[18 楼] johnyj [资深泡菜]
10-7-29 04:56
上图分析!

1号图是我用5300K自定义白平衡,在日光下用色盘吸管点击灰色块,色盘校正6M+6Y,各色块的各通道值和标称值误差在3%以内,相当准确。

2号图是同一自定义白平衡拍摄的白炽灯下的色版,色盘为0,此时明显偏黄。

3号图是我在SPP中用吸管点击灰色块校正白平衡,色盘显示为39C+35M,白色就正常了,但第二行的第二列紫色块不太正常,而且这并不象我眼睛真实看到的颜色。

4号图是我在色盘上选择纠正位26C+24M,这个颜色略黄,很接近我眼睛看到的了。同时,色版的紫色块发色就变得正常了,色版整体相当接近于日光下的色版表现。

可见这样的办法是可行的:即使在色温低到3600K的情况下,使用自定义白平衡,再用色盘部分纠正色温差异,也还是可以基本准确地再现色彩。

我也比较过用白炽灯白平衡来解这张图,但效果相差不大。
[17 楼] johnyj [资深泡菜]
10-7-29 03:28
原文由 jubox 在2010-07-28 23:57发表
受环境光影响太大,稍挪个角度都变,即使不使用自动对焦都不成,张张要调,新鲜感未过觉得还蛮挑战的,角力日久,实不堪折耗,呵呵,准备卸甲投降了。


如果使用自动白平衡,那肯定是这个结果,亮度不同出来的白平衡都不一样,所以我才这里拼命研究自定义白平衡嘛。

照理来说,以X3光谱感应曲线的平滑度,一旦找到最佳的自定义白平衡,以后就算拍摄的色温变化再厉害,也该能线性地仅靠色盘就纠正色差。
[16 楼] jubox [注销用户]
10-7-28 23:57
用户已注销,历史内容不予显示
[15 楼] 5265 [泡菜]
10-7-28 20:35
還有N次白平衡之說的...

白平衡是一個整體的校準...除非選擇性的調整
不過那叫局部校色....

[5265 编辑于 2010-07-28 20:39]
[14 楼] 西皮士 [泡菜]
10-7-28 19:32
有时候甚至jpg直出的感觉比较好
折腾久了就干脆黑白
[13 楼] johnyj [资深泡菜]
10-7-28 19:14
这个问题,思考实践有接近一年了,还是不怎么得要领,尤其是买来小色版后,才发现DP1的偏色很难对付。

线性的偏色,各处的偏色是一致的:所有地方都偏红,或所有地方都偏绿,这样只要给图片中增加相对的互补色即可完全纠正。

常见的是非线性的偏色,比如说我GF1的片子用LR直出就感觉有偏色:天空发绿,草地发红,纠正了天空的绿,草地就更红,纠正了草地的红,天空就更绿。这种偏色,每个相机都有,是因为芯片对光谱上各频率光的感应曲线过渡不够平滑而导致的。X3按资料来说因为是利用半导体的天然性能,感应曲线相当平滑,如果使用得当,应该更容易获得极为精确的颜色。所以估计是FOVEON的测试部门偷懒了。

不管怎么说,在非线性偏色的情况下,光谱上蓝色端偏绿,而绿色部分偏红,很难同时纠正,于是就只好通过单独调整三个通道的增益来纠正:蓝色端偏绿,那么就减小绿通道增益;绿色端偏红,就更多的减小红通道,因为绿通道已经减弱了。但因为蓝色端的输出也受红通道影响,一旦红通道减小了,蓝色端可能原有的紫色就因为缺红而发蓝了。

因此,这种对三个通道增益的调整,就成为一个无数次的摸索过程:一方面要尽可能保持颜色的准确,但另一方面又要尽可能同时照顾到所有颜色的偏色,最终就要在颜色的准确性上做出某种妥协。

就我的体会,实现这样的目标,仅靠一次白平衡校正是很难实现的,但可以利用两次白平衡校正来实现:第一次白平衡校正决定各通道增益,把较为明显的各通道偏色消除,但不可避免使色版呈现整体的线性的偏色;第二次色盘校正再将这些线性的偏色纠正。
[12 楼] 5265 [泡菜]
10-7-28 11:42
我懷疑X3 RGB通道會互相干擾
之前有人分析過X3好像不是RGB好像是白-黃-藍來著

MSK三個通道顯然不會干擾 所以校準容易得多了

另外說X3顏色好像前面的紅外濾鏡有很大關係,適馬搞了很久都沒能很好解決..

[5265 编辑于 2010-07-28 11:43]
[11 楼] 5265 [泡菜]
10-7-28 11:31
.....這是不可能的 那有樣的白平衡...
那樣廠家做這樣一個白平衡得了...
[10 楼] johnyj [资深泡菜]
10-7-28 05:21
目前白平衡拍的黄昏,色盘5M+12Y。
[9 楼] johnyj [资深泡菜]
10-7-28 05:02
原文由 ewing 在2010-07-28 00:07发表

就拿第三代红蜘蛛来说,校正时可以选择3000k~13000k之间的所有自定义色温,想挑出5500k的标准色温直接选就行啦,矫正完毕后打开PS填充 ......


多谢有朋友回这么多!色彩管理问题正如你所说的,是个很大的话题,欢迎一起讨论!

这个问题的核心,厂家目前还没公开,所以没法往里深入。比如说,为何RAW处理软件除了色温滑杆,还有一个色偏滑杆?同一幅图片,为何LR和SP解出来是不同的白平衡色温?

可见,我们所说的5500K色温,那是便于普通人的理解,从技术的角度看,只有照明光源中各频率光的强度分布以及相机根据接收到的该信息计算出的红绿蓝三通道之间的增益之比才是白平衡的关键,只有DCRAW能从这个角度去处理白平衡,但DCRAW目前还不支持DP1。

实际应用中,X3远比想象的要麻烦。我用摄影专用5500K照明光打在灰卡上给DP1自定义白平衡,结果定义以后拍该5500K照明光下的色卡,拍出来仍有偏色,SPP中仍需要用吸管校正灰色,而且即使校正后,很多色块颜色差异都很大。

这说明,要么就是DP1自定义白平衡的机制不准确,要么就是X3确实很特殊,仅仅用标准色温来定义白平衡是不能达到准确的颜色再现能力的。我的首要任务是先找到一个使得X3的偏色都呈线性的白平衡设置,然后才能在色盘中一次性地予以全部纠正。

我目前的测试方法,是每设一次不同的白平衡就拍一次色版,然后色盘校正灰色后看红绿蓝三色块中的红绿蓝三通道各自是否更加接近色版标称值,主要是看互相之间的比例关系,因为亮暗和饱和度都可以另外统一调整。

结果,在PS中试过几十个不同设定之后,目前接近于一个黄绿色的背景,显然不会有任何标准色温具有这种颜色的,用这个背景定义出来的白平衡拍色版,仍需要色盘再次较色,但较色后各色块同时回正,各通道误差基本都在3%以内,相当令人满意了。

这样,一旦找到X3最佳的白平衡设定,以后就一直固定使用,就如日光型胶片一样。如你所说,如果色温偏离5500K太多了,那就需要使用相应的其他白平衡了。大多数情况下,尤其是有日光的风景照,色温都不会偏离太多,所以只要最佳白平衡设定是精确的,那么事后对偏离的部分在SPP中用色盘做少量的线性纠正,还是可以准确地体现当时人眼的观感的。

至于ICC文件,我一直觉得没啥作用,因为在每一种不同色温下,拍出来的色卡颜色都是不同的,需要就每一种不同的色温来制作一个ICC,实用上远不如一个精确的白平衡设定包打天下来的方便。
[8 楼] ewing [泡菜]
10-7-28 00:07
发现楼主喜欢折腾,不过不得要领。

谁说所有的显示器都是6500k的标准SRGB色温?所有的显示器的色温在未经过专业仪器校正前都偏高或者偏低,所以首先必须专业的工具进行显示器校正。

就拿第三代红蜘蛛来说,校正时可以选择3000k~13000k之间的所有自定义色温,想挑出5500k的标准色温直接选就行啦,矫正完毕后打开PS填充一白色,让后让相机拍摄[一定要充满屏幕],将拍摄图片设置为自定义白平衡就可以啦。

这样方法不是最好的建议,单是可以活动任何K值的显示器K值。

要完美解决,还是用色彩校正ICC来实现,用人工光源5500k的恒定光2盏来拍摄120色的ColorCheck数码色板,经过矫正后存档为ICC文件。

什么叫色温,什么叫白平衡似乎楼主还不完全明白,建议你还是详细多看些资料。

色温是用绝对黑体加热产生光来进行衡量的,色温是对光而言,最简单的一句话就是含有蓝光成分较多的光线,色温比偏高,红光成分较多的光线色温偏低,对于太阳光而言色温取决于太阳高度角,所在纬度以及天气状况,一般是早晚太阳光中红光成分多,其他时间蓝光成分多,用阳光来定义5500k你会死得很惨,太阳得光线强弱和照射角度不是你能控制得。

胶片时代没有白平衡这个概念,胶片时代有得只是日光型胶片和灯光型胶片,前者适合在阳光下拍摄[阳光下接近5500k左右的光线能比较准确还原颜色],后者适合在灯光下拍照[3200k左右的色温能比较准确还原颜色],胶片机拍摄几乎很难取得绝对准确的颜色,因为你没法控制自然光线,没法控制胶卷的化学反应,还有后期的冲卷技术都会影响到照片色彩,即使同一型号的胶卷,分别在同一时间内用两相同型号胶卷拍摄颜色都会有偏差,本身胶片就是化学生产的,很难保持每一卷都完全一致。胶片时代要在不同光线环境下拍摄,镜头前面必须加上矫色片来对现场光线进行纠正,数码世代不需要,因为引入了新的概念叫白平衡。

什么叫白平衡,可能楼主和很多人都不完全了解,白平衡的概念就是定义白色,相机不懂得什么是白色。白平衡的引入只是要让相机知道在这样的光线环境下,什么是白色物体的定义。单反相机内的设置还真的很多人不明白,也没有多少人能认证去想~

由于相机CMOS是直接感应光线,所以光线中红光成分和蓝光成分的多少均会直接显示在照片上,红光多了就会偏红偏暖,蓝光多了就会偏蓝偏冷,相机的白平衡大概是以5500k的光线这个值作为参考,原则上5500k光线含有等量的红蓝绿三色光,低于这个值表示含红光成分偏高照片偏暖,这就是为什么色温为3200k的钨丝光下面拍图像会偏红,高于这个值表示含蓝光多,例如晴朗无云的蓝天色温在10000k以上,拍出的图片多数都会偏蓝。也就是说如果能包装每次拍摄都在5500k的光线下,基本不用考虑白平衡色彩都会正确,问题是你不能,这个时候白平衡纠正就起作用啦。

预设白平衡,自定义白平衡,自定义色温值这几个选项有什么区别?一般相机的自动白平衡只能适应4000k~7000k之间的光线,太高或太低色温光线下相机都不能准确还原物体颜色。

预设白平衡,例如3200k钨丝灯白平衡,实际相机的白平衡纠正起什么作用呢,大家都知道在3200k这种红色成分偏高的光线下拍摄照片会严重偏红,白平衡纠正就是用一高色温值去平衡低色温值,简单理解就是如果相机设定为钨丝灯白平衡相机会在拍摄时补充适当的蓝光去中和过多的红色令图片看起来如5500标准色温下颜色一样,相反如果设置为阴天白平衡,因为阴天光线中蓝光成分高,相机在拍摄时会自动补充红色成分去中和过多的蓝光,这也证明为什么平时把相机调到钨丝灯在阳光下拍摄会严重偏蓝,因为在这个模式下相机是默认补充蓝色调的。

自定义白平衡,这个需要配合灰卡来做设定,每次拍摄前都必须拍摄灰卡在单一或者混合光线下的情况作为白平衡的参考值。

自定义色温,很简单你知道拍摄时候的光线色温就直接设置成该光线色温,一般人都是估量要精确没可能弄一色温表吧,可是自然光线色温会随时改变~

DPx系列相机只有自定义白平衡和预设定白平衡可以选择,没有自定义色温值,即使你用自定义白平衡拍摄5500k光线下的白色并保持固定使用,也是无法保证每次拍摄效果的,结果你应该很清楚,不同情况下还是去得调整SPP的色盘,只是在同一天内近似场景的调整参数都是一致。

为什么会这样呢,我不是一早说过,白平衡是红蓝光线的平衡,假设你把DP设置到自定义色温5500k光线下的白纸白平衡,实际上你拍摄时用的是3200k的钨丝灯,这样很明显你在SPP中会看到严重偏红的图片,要正确使用这个自定义白平衡应该直接用灰卡在3200k的光线下自定义白平衡,这样就不用在SPP中进行色盘调整都可以得到这个色温中的颜色啦。当然我了解你把模式固定下来只是为了每次在SPP中调色盘都使用同样的参数,方便做后期处理,问题是大哥你得确保你的显示器颜色永远正确,而且你的色觉视力也是100%正确才能最大限度接近真实,而且你也得记得当时拍摄时的物体色彩,所以实际应用中这样做并没有正确使用到相机的设置,也无法100%正确,除非你永远保持用5500k色温的光线拍摄。

其实白平衡这个概念还是不能解决物体偏色的根本原因,就算是胶片时代的日光型胶片,拍摄时如果同一场景中部分物体受阳光直接照射色彩会比较正确,单部分物体处在阴影中就会发青发蓝,自己可以去看看胶片是否如此。要根本解决相机颜色问题,还是必须用ICC色彩文件,光靠一个白平衡是不能将整个色彩空间内偏色的颜色都进行修正的,这点你可以请猪猪大侠来作证。

最后要强调,正确的白平衡和不等于是好事,特别是针对风景拍摄而言,要懂得利用白平衡颜色补偿的原理来强化图片效果,对于拍摄商品来说,绝对严谨的态度是不能使用自然光拍摄,必须在影棚内使用色温恒定的5500k灯光,每次拍摄前最好做色卡校正。

色彩这块在数码是个很大学问,非专业人事大多一知半解,我也是非专业人事,不过在阅读大量资料后已经明白到色彩管理的流程,除了120色Colorchecker外,我已拥有显示器和打印机校正工具,暂时没买色卡是因为我还没到那个必须要求100%色彩准确的程度,而且使用上难度也高。
[7 楼] johnyj [资深泡菜]
10-7-27 21:50
原文由 johnyj 在2010-07-27 21:30发表
正午日光下灰卡自定义白平衡,色盘校正5C+7M

SP中查 色温6280 色偏4

LR中查 色温5450 色偏-16


让人迷惑的是,SP和LR对同一个白平衡参数给出了不同的色温和色偏值,这说明这两个软件的色温与白平衡数据的对应关系是不同的,这也给我摸索最佳白平衡带来了进一步的困难:到底以哪个为准?

由DCRAW的使用可知,白平衡数据的本质是红绿蓝三个通道的增益比例,对我来说,这个比例最直观的体现就是PS中用来定义白平衡的黄色背景的红绿蓝三通道的数值大小。
[6 楼] johnyj [资深泡菜]
10-7-27 21:30
正午日光下灰卡自定义白平衡,色盘校正5C+7M

SP中查 色温6280 色偏4

LR中查 色温5450 色偏-16

色版上各色块基本符合观感,但SRGB值和标称值出入较大,有些超过10。
[5 楼] johnyj [资深泡菜]
10-7-27 21:16
谈谈我自己摸索最佳白平衡的过程,这个过程极慢,我仍然在摸索中,估计有望在夏天结束前达到最终目标。

X3的白平衡和MSK的白平衡有较大不同。MSK的芯片,色彩分离度较高,通常只需给出正确的白平衡即可一次完全校正,因此MSK的RAW处理软件,只较一次白平衡即可出片。而X3的白平衡调整分两步:拍摄和SPP解片的白平衡是最关键的,需要5300K到5500K的色温自定义白平衡以保证各通道的增益基本相同,然后再视情况在SPP中依靠色盘进行二次校正。

比方说,我在阴天使用5300K色温自定义白平衡拍片,出来的照片一定会偏蓝。这和胶片的表现是类似的,我可以有意保留这种蓝色调以体现阴冷的感觉,也可以再次用色盘部分纠正这种蓝色使得颜色表现恢复正常。

使用5300K色温自定义白平衡的好处在于:在任何光照情况下拍的色版,只需用吸管点击灰色块校正色偏,各色块的颜色表现始终都和色版标称值相当接近。目前唯一不足是,即使在白天日光下,自定义白平衡的出片也还是需要色盘校正较多的位置,可能在5M+6Y处,如果能进一步减小这个差异,并保持各通道偏差在5个点以下,那就找到了最佳白平衡了。

5300K色温上下,各种频率的光能量分布基本相当,绿色略多。目前我为了模拟这种色温,是在PS中布一个红绿蓝三通道为235,255,200的背景 (因为显示器本身是D65色温,蓝色略多,所以PS中的背景蓝色通道稍少)。但我也在考虑,是否一个各通道光能量完全相等的背景,会更好地平衡各通道?这都需要进一步的实验。
[4 楼] johnyj [资深泡菜]
10-7-27 20:43
原文由 一根筋3 在2010-07-27 20:33发表
强烈建议死马,增加白平衡数值手动设置功能!!!


以前给SIGMA去过信建议过,没见啥动静。。。
[3 楼] 一根筋3 [泡菜]
10-7-27 20:33
强烈建议死马,增加白平衡数值手动设置功能!!!
[2 楼] 5265 [泡菜]
10-7-27 20:29
白平衡不能校準RGB的整個誤差...兩者不是完全關係...
無論怎么調白平衡也不能把兩種對立的偏色同時校正...
所以很希望SSP有RGB的三曲綫調整...