Как цвет окружающего освещения влияет на цветопередачу?

У mattdm все в порядке — важна не цветовая температура, а ширина спектра. Вот несколько примеров, которые хорошо иллюстрируют разницу.

Вот изображение, которое я снял некоторое время назад у костра. Прямо с камеры, без установленного баланса белого, он выглядит очень оранжевым:

А вот изображение, снятое только что при уличных фонарях с парами натрия (я провел некоторое время в поисках любого изображения, которое я снял при уличных фонарях, которых было очень мало, пока я не понял, что мне просто нужно выйти из входной двери!)

Выглядит похоже. Но если вы поиграете с балансом белого на первом изображении, вы можете вернуть его где-то ближе к нейтральному. Это связано с тем, что огонь, являющийся раскаленным (горячим) источником света, излучает широкий спектр. Просто так случилось, что он сосредоточен на желтом, а не на белом, как солнечный свет (это еще один источник накаливания, но гораздо более горячий!). Мы можем просто изменить цвета, чтобы получить что-то более похожее на дневной свет:

Теперь вы можете разглядеть разницу между листвой, скинтоном и джинсовой тканью. С другой стороны, изображение уличного фонаря освещено флуоресцентным источником света. Эти огни излучают очень узкие частотные всплески, свет не просто сосредоточен на оранжевом, это только оранжевый и никакой другой цвет! Если вы попытаетесь сдвинуть его так, чтобы спектр был сосредоточен на белом, как мы сделали с изображением костра, мы получим следующее:

Который фактически монохромный, даже после значительного повышения насыщенности - цветов просто нет. Видимые цвета вверху и внизу на самом деле являются дефектом объектива, который был обнаружен из-за отсутствия информации о цвете и преувеличен при увеличении насыщенности (+50 в Adobe Camera Raw).

Для полноты картины вот диаграмма цветопередачи Гретаг Макбет, снятая под тем же уличным фонарем. Баланс белого выставлялся в ACR на основе "серого" тайла:

Как видите, изображение может быть и монохромным. Никакое гелеобразование света или регулировка баланса белого не могут спасти изображение. Информации о цвете просто нет! Если у вас есть только линейчатые спектры, все, что вы получите, это то, сколько именно этой частоты отражает ваш объект. С технической точки зрения, цвет — это переменная с векторным значением, то есть он состоит из нескольких координат в цветовом пространстве. Вы не можете записать точку в цветовом пространстве с одним значением (точно так же, как вы не можете описать свою точку на карте одним значением), что у вас есть, когда вы освещаете свою сцену только одной длиной волны света.

Вот почему люминесцентные лампы плохи, многие из них излучают очень узкий спектр (хотя и шире, чем обычные уличные фонари). В частности, у многих отсутствует часть красной части спектра, что приводит к неестественным зеленоватым оттенкам кожи.

Не все флуоресцентные лампы плохие, вот диаграмма, освещенная флуоресцентными лампами в моем доме, которые были специально выбраны из-за их широкого спектра (как описано числом CRI (намерение цветопередачи) 93 (солнечный свет равен 100)):

Здесь нет проблем с цветом!

Проблема с такими источниками света заключается не в цветовой температуре , а скорее в спектре света.

Камера (или ваши глаза) может записывать только те цвета, которые отражаются от объектов сцены (не считая объектов, обладающих флуоресцентными свойствами). Если свет, падающий на объект, не имеет определенного цвета, он не может отразиться к вам, и, следовательно, цвет объекта не может быть записан так, как он мог бы быть при свете полного спектра.

В вашем конкретном примере света с парами натрия цветовой спектр выглядит следующим образом:

_{Изображение CC-BY-SA с Викисклада, автор Philips Lighting}

Вы можете видеть, что есть очень узкий световой всплеск чуть меньше 600 нм, который довольно желтый. Все, что вы видите (или фотографируете), будет зависеть от того, как объект отражает свет в этой узкой полосе. Итак, ваше предположение верно — вы можете сдвинуть то, что записано как нейтральное серое/белое, но ваша диаграмма, вероятно, будет выглядеть довольно странно и «неточно». И вы ничего не можете с этим поделать, кроме как добавить другое освещение.

Если ваше другое освещение также имеет узкий спектр, это улучшит передачу добавленных цветов — довольно просто, за исключением случаев, когда все в вашей сцене освещено так, как вы хотите, чтобы оно было с каждым другим цветом. И ваш баланс белого должен быть скорее компромиссным (вероятно, вы выберете что-то, что сохранит оба сильных цветовых оттенка, а не попытается их нейтрализовать).

Более подробная информация содержится в нескольких существующих вопросах:

Лучшая цветовая температура люминесцентной лампы для съемки людей и интервью?

Какие настройки баланса белого мне нужны, чтобы запечатлеть оттенок цветного уличного фонаря?

Когда следует использовать ручные настройки баланса белого?