Если яркость → динамический диапазон… баланс белого → что?

Феномен, который вы описываете, называется цветовым постоянством , и он обеспечивается частично хроматической адаптацией системы человеческого зрения и частично чем-то, что я буду описывать, используя научный термин « сложные вещи в нашем мозгу » . Это может звучать немного бойко, но на самом деле это сложная тема, в которой целые книги только касаются поверхности и ведутся серьезные исследования .

Динамический диапазон, то есть работа с экстремальными значениями яркости, определяется несколькими разными вещами в системе человеческого зрения. Ваши глаза сами по-разному адаптируются к разным уровням освещенности, от открытия и закрытия зрачков до реального изменения уровня чувствительности. И, в отличие от того, как работает датчик камеры, это не глобальное изменение, поэтому вы получаете остаточное изображение, когда смотрите на яркий свет, а затем отводите взгляд. Но есть и второй компонент — опять же, сложный мозговой материал . Вместо изображения, похожего на камеру, ваш мозг на самом деле строит ментальную модель мира с течением времени, и это включает в себя память/восприятие различной яркости. Динамический диапазон в нашей модели во много раз превышает то, что может воспринимать сам глаз.

Этот процесс работает настолько хорошо, что люди не осознают различий в яркости, с которыми мы сталкиваемся каждый день, что приводит к таким вопросам, как « Почему моя камера измеряет сцены в помещении темнее, чем я ожидал, вынуждая меня использовать высокое значение ISO?» — противоречит всем инстинктам признать, что солнечный свет в 500 раз ярче, чем типичный «яркий» интерьер.

Когда дело доходит до постоянства цвета, хроматическая адаптация частично объясняет ситуацию. Но также важно понимать, что ваш мозг усердно работает, пытаясь вписать все в постоянную модель мира, и это включает в себя работу с различными источниками света — источниками света с разными свойствами, такими как цветовая температура. Ваш мозг использует для этого множество сигналов, и, несмотря на все отмеченные мной исследования, мы не совсем уверены, как именно это работает. Он включает в себя наше восприятие источника света, наше восприятие фона и окружения, память цветов ., а возможно и другие факторы. Как бы то ни было, это означает, что когда вы находитесь во внутренней комнате с лампами накаливания и солнечным светом через окно, ваш мозг учитывает разницу в цветовой температуре так, как этого не делает фиксированная запись сцены.

Современные камеры просто выполняют глобальную коррекцию баланса белого на основе автоматической или ручной оценки источника света. Это может работать очень хорошо, когда есть только один источник света, но в противном случае часто получается беспорядок. Насколько я знаю, никакие камеры не пытаются делать что-то еще, поэтому, когда это возможно, фотографы просто работают над тем, чтобы источники света соответствовали — см., например , Как мне использовать гели, чтобы моя вспышка соответствовала цвету окружающего света? .

Вполне возможно, что достижения в области компьютерного зрения вернутся к фотографии — как я уже сказал, сейчас ведутся активные исследования. В то же время вы не можете купить камеру, которая отличается от любой другой в том, что касается нескольких источников света. Если вы находитесь в такой ситуации, если вы не можете изменить свет, лучше всего снимать в формате RAW, делать несколько версий, каждая из которых настроена на нейтральность для различных источников, а затем смешивать их вместе вручную (например, используя несколько слоев). и частичное стирание, чтобы получить общий вид). Это может потребовать много работы, что возвращает нас к размышлениям о том, можем ли мы в конце концов сгладить или отфильтровать свет.

Система человеческого зрения удивительна, но у нее есть ограничения. Кривая Круитхофа описывает диапазон, в пределах которого большинство людей отмечают «приятное» постоянство цвета. Обратите внимание, что это связано с яркостью, с большей терпимостью к теплым (низким K) тусклым источникам света и большей терпимостью к холодным (высоким K) ярким источникам.

Это полезно иметь в виду при компоновке фотографий, так как сохранение (или создание) синего или оранжевого/красного оттенка, а не установка баланса белого на нейтральный, посылает сообщение о том, что фотографируемое окружение находится за пределами нормального диапазона видимой яркости (возможно, при свечах или костре).

Наши глаза имеют широкий диапазон цветовой (хроматической) адаптации .

Мы видим, используя комбинацию наших глаз и нашего мозга. Что касается цветовой адаптации, то это явление действует на оба глаза независимо. Благодаря этому у вас есть отличный способ продемонстрировать свою удивительную способность приспосабливаться.

Пожалуйста, попробуйте этот эксперимент!

Поместите сильный цветной фильтр только на один глаз. Это может быть темно-красный или темно-желтый и т. д. Что, без фильтров? Используйте цветные целлофановые обертки от конфет. Вы надеваете фильтр только на один глаз и осматриваетесь обоими открытыми глазами. Через несколько минут снимите фильтр и осмотритесь, прикрывая один глаз рукой. Теперь поменяйте закрытые глаза. Сделайте это переключение несколько раз. Вы воочию увидите способность глаза/мозга приспосабливаться к условиям. Вглядываясь сквозь красный фильтр, глаз/мозг интерпретировал это как ненормальную ситуацию. Глаз/мозг уменьшил чувствительность глаза с фильтром к красному. Другой нефильтрованный глаз не был изменен. Оглядевшись вокруг, вы наверняка заметите, что когда-то отфильтрованный глаз видит мир с голубым (синим + зеленым) оттенком. Голубой является дополнением красного (наоборот). Попробуйте это со многими различными цветными фильтрами. Вы будете поражены тем, как наши глаза/мозг пытаются нормализовать наше цветовое зрение. Это баланс белого, который мы хотим видеть в наших камерах.

Дополнительно: динамический диапазон человеческого глаза огромен. Один из трюков, который использует глаз/мозг, — настроить ISO глаза для лучшего ночного зрения. Моряки накладывали повязку на один глаз на час, прежде чем выйти на палубу ночью. Вот почему пиратов часто изображают с повязкой на глазу. В темных условиях глаз/мозг омывает сетчатку пурпурным белком, называемым видимым пурпуром (родопсином). Это стимулирует палочки и колбочки, усиливая нашу способность видеть в темноте. Краска отбеливается за считанные секунды при ярком освещении.