Цветопередача разных камер присуща сенсору или программному обеспечению?

Это может быть связано либо с чувствительностью датчика к определенным частям видимого спектра, либо с алгоритмами, используемыми для создания цвета из информации о монохроматической яркости, собранной датчиком . Но почти всегда речь идет о том , как они сочетаются для создания видимого изображения .

Вы можете взять одни и те же необработанные данные изображения с одной и той же камеры, пропустить их через два разных конвейера обработки и получить два разных результата.

Точно так же вы можете взять необработанные данные с двух разных датчиков, отображающих одну и ту же сцену с помощью одного и того же объектива, и запустить их через один и тот же конвейер обработки и получить два разных результата.

Изображения, снятые с помощью маскированных сенсоров Байера, должны быть тщательно обработаны, прежде чем мы получим что-либо, отдаленно напоминающее то, как мы воспринимаем сцену с помощью системы глаз/мозга. Когда вы открываете «сырое» изображение, вы видите тщательно обработанную интерпретацию информации, собранной сенсором. Различия в чувствительности камеры к различным длинам волн света и различия в том, как эта информация обрабатывается, влияют на изображение, которое мы видим.

Мне было любопытно узнать о различиях в цветных фильтрах Bayer у разных производителей — пытается ли кто-нибудь из них оптимизировать светопропускание для снижения шума за счет точности цветопередачи?

Почти все они делают это в той или иной степени, потому что все они имитируют систему человеческого зрения, которая использует несколько типов колбочек в сетчатке. Не все колбочки в нашей сетчатке одинаково реагируют на все длины волн света. Каждый тип колбочек реагирует на различные длины волн света иначе, чем другие типы. Затем наш мозг сравнивает разницу в реакции разных типов колбочек на определенный источник света, чтобы создать то, что мы воспринимаем как цвет.

Камеры, использующие маски Байера (или внешние приложения, которые интерпретируют необработанные данные с сенсора камеры), делают то же самое: они сравнивают различия между сигналом, полученным от пикселей, замаскированных с помощью различных цветных фильтров, с одним и тем же источником света и пытаются создать цвет. это имитирует то, что создает система человеческого глаза/мозга.

Сравнение кривых спектрального отклика различных датчиков, например тех, которые включены в некоторые ответы по некоторым ссылкам выше, выявит различия, которые вы ищете. Пиковая характеристика каждого канала покажет, где каждый фильтр настроен так, чтобы он был наименее ограничительным (что делает этот пиксель «наиболее чувствительным» к этой длине волны). " или "слабым" является каждый цветовой фильтр (при условии, что шкалы на осях сравниваемых диаграмм одинаковы).

Но трудно сказать, является ли один профиль более «точным», чем другой, потому что разные люди могут иметь несколько разные цветовые реакции на одни и те же стимулы. На самом деле профиль одной камеры может больше походить на то, как один человек воспринимает конкретную сцену, а профиль другой камеры, немного отличающийся от него, может больше походить на то, как другой человек воспринимает ту же самую сцену.

Нет реальной вещи, которая соответствовала бы тому, что мы называем «цветом», пока разум не создает цвет на основе раздражителей. Свет не имеет собственного цвета. То, что мы называем «видимым светом», по своей сути не отличается от невидимых длин волн электромагнитного спектра. С точки зрения чистой физики единственная разница между микроволнами, радиоволнами, видимым светом, рентгеновскими лучами и т. д. заключается в длинах волн и частотах, на которых они вибрируют. Эти разные длины волн и частоты влияют на то, как они взаимодействуют с различными материалами и энергетическими полями, но фундаментальные принципы их работы одинаковы.

Единственное, что делает «видимый свет» видимым , это то, что наши сетчатки химически реагируют на определенные длины волн ЭМИ, и наш мозг интерпретирует эти химические реакции для создания цветов.

Цвета, которые создает наш мозг, основаны на различиях в реакции разных типов колбочек в сетчатке на один и тот же свет. Есть цвета, которые мы воспринимаем, которые не соответствуют ни одной длине волны света. Эти цвета — это восприятие нашим мозгом определенных комбинаций нескольких длин волн. Другие виды могут воспринимать одни и те же длины волн или комбинации длин волн видимого света иначе, чем люди. Часто диапазон длин волн, которые они воспринимают как видимые, отличается. Многие животные могут видеть длины волн, недоступные людям, и наоборот.

Если бы, например, мы захотели создать систему камер, которая обеспечивала бы «точные по цвету» изображения для собак, нам нужно было бы создать датчик, который маскируется, чтобы соответствовать реакции колбочек в сетчатке собак , а не тот, который соответствует колбочки в сетчатке человека Из-за того, что в сетчатке собак только два типа колбочек, они видят «видимый спектр» иначе, чем мы, и могут гораздо меньше различать световые волны с одинаковой длиной волны.

Диаграмма выше объясняет, почему мы думаем, что наша собака тупая из-за того, что она пробежала мимо этой новой блестящей ярко-красной игрушки, которую мы только что выбросили во дворе: она едва может видеть длины волн света, которые мы называем «красными». Для собаки он выглядит как очень тусклый коричневый цвет для человека. Это, в сочетании с тем фактом, что собаки не могут фокусироваться на близком расстоянии, как это делают люди — они используют для этого свое мощное обоняние — ставит его в невыгодное положение, поскольку он никогда не чувствовал запах новой игрушки, которую вы только что вытащили. упаковки, в которой он пришел.

Вернемся к людям.

Оказывается, не у всех людей в сетчатке одинаковое количество типов колбочек. У некоторых (большинства) из нас трое. У некоторых из нас, почти исключительно женщин, четверо. Те, чей мозг фактически использует дополнительные колбочки для восприятия цвета, известны как тетрахроматы . Колбочка дополнительного размера немного отличается по длине и наиболее чувствительна к желтому цвету, который находится между «зеленой» и «красной» колбочками, которые уже центрированы на длинах волн, намного более близких друг к другу, чем на длинах волн, на которых находятся наши «синие» колбочки. по центру. Это увеличивает степень «перекрытия» между «зелеными» и «красными» колбочками и позволяет тетрахроматам воспринимать меньшие различия в слегка отличающихся оттенках цвета.

Если вам интересно, 8-битное цветовое пространство sRGB слишком ограничено , чтобы тетрахроматы могли различать больше оттенков цветов на устройствах sRGB, чем остальные из нас, простых смертных трихроматов. Человеческие тетрахроматы также не имеют более широкой цветовой гаммы, чем остальные из нас. Они просто могут воспринимать больше оттенков цвета в пределах одного и того же общего цветового диапазона. Однако есть свидетельства того, что они могут воспринимать вариации цвета при более тусклом свете, чем остальные из нас. Другие тетрахроматические животные могут иметь расширенные диапазоны чувствительности на обоих концах «видимого» спектра. Все зависит от физиологии колбочек в сетчатке.

Да, оба. Кому-то нравятся «естественные» цвета, кому-то — «яркие». Номинально нейтральные программные предпочтения в камере (в наши дни вы обычно получаете выбор «расширенных» настроек) могут иметь тенденцию в любом направлении. Чего вы НЕ получите, особенно в камере потребительского уровня, так это абсолютной точности. И разные технологии будут неточны по-разному.

У Nikon и Canon разные рабочие процессы обработки цвета из-за разных производителей графических чипов и сенсоров. В основном это разница баланса белого и чувствительности сенсора. В среднем формате почти все датчики используют 16-битный цвет против 14-битного на 35 мм. Canon или Nikon не могут даже близко подобраться к телесным тонам ни одной 16-битной камеры 2001 или 2017 года выпуска, какое бы программное обеспечение вы ни использовали. Программное обеспечение работает с выходами RAW/и т. д. камеры после того, как графический чип закончил обработку изображения, поэтому не имеет значения.