ฉันจะคำนวณอุณหภูมิสีของแหล่งกำเนิดแสงส่องสว่างภาพได้อย่างไร

ฉันจะคำนวณอุณหภูมิสี (เทียบเท่าตัวดำ) ของแหล่งกำเนิดแสงส่องสว่างภาพที่กำหนดได้อย่างไร ด้านล่างเป็นภาพหน้าจอของ Adobe Lightroom ที่ใช้ควบคุมอุณหภูมิสีและการเปลี่ยนแปลงใน RGB Histograms จากส่วนประกอบของภาพ RGB ฉันจะคำนวณได้อย่างไร ฉันควรคาดหวังว่าจะมีค่าเดียว - อุณหภูมิของวัตถุสีดำเท่ากับแหล่งกำเนิดแสงใช่ไหม?

4600K 23810K

image-processing color

— ท่านลอร์ด
แหล่งที่มา

ฉันไม่แน่ใจว่าเหมาะสม อุณหภูมิสีเป็นคุณสมบัติของแสงเช่นเดียวกับหลอดไฟที่ใช้ส่องสว่างฉากในขณะที่กำลังถ่ายภาพ ฉันไม่รู้ว่าภาพตัวเองมีอุณหภูมิสีหรือไม่ อุณหภูมิสีของภาพสีเขียวธรรมดาคืออะไร สีเขียวไม่ได้อยู่ในขอบเขตความมืด เกิดจากวัตถุสีเขียวเข้มที่มีอุณหภูมิสูงหรือวัตถุสีเขียวอ่อนที่มีอุณหภูมิต่ำหรือไม่?

— endolith

ส่วนสุดท้ายของคำถามของฉัน - "ฉันควรคาดหวังว่าจะมีค่าเดียว - อุณหภูมิของวัตถุสีดำเทียบเท่ากับแหล่งกำเนิดแสงใช่ไหม" ฉันไม่ชัดเจน ถ้าเป็นเช่นนั้นโปรดแนะนำการแก้ไข หากคุณมีพื้นผิวสีเขียวมันจะดูแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดแสง ฉันพยายามที่จะเห็นสีเขียวและคำนวณอุณหภูมิ (เทียบเท่าตัวดำ) ของแหล่งกำเนิดแสง - Photoshop และ Light Room ทำมันได้อย่างไร แม้วัตถุสีเขียวธรรมดาจะไม่ปรากฏเป็น - # 00FF00 (ฐานสิบหก rgb)

— ลอร์ดโลห์

@endolith - ฉันทำการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง คุณคิดว่าคำถามนี้ชัดเจนขึ้นหรือไม่?

— ลอร์ดโลห์

ตกลงที่เหมาะสมมากขึ้น แต่ฉันยังไม่แน่ใจว่าเป็นไปได้ แสงสีเขียวสองเฉดจากแหล่งอุณหภูมิที่แตกต่างกันไม่สามารถสร้างภาพที่เหมือนกันได้หรือไม่ ดังนั้นคุณจะบอกอุณหภูมิสีของแสงโดยไม่ทราบคุณสมบัติของวัตถุและกล้องได้อย่างไร

— endolith

@endolith - มันได้หรือไม่ ฉันไม่แน่ใจ. ฉันคิดว่ามันอาจจะ กล้องได้สร้างขึ้นในการควบคุมสมดุลสีขาว แต่ภาพส่วนใหญ่มีหลายเฉดสีและดูเหมือนว่าจะวิเคราะห์ด้วยฮิสโทแกรม - สุ่ม ดังนั้นอาจมีช่วงความมั่นใจในการอยู่ที่อุณหภูมิเฉพาะ นอกจากนี้กล้องและรูปภาพยังมีข้อมูลเมตาด้วย ฉันรู้สึกว่าสมการนี้คือการขับเคลื่อนโดยผู้เชี่ยวชาญ - คน (ผู้เชี่ยวชาญ) ทำการปรับเทียบเพื่อให้ได้ตัวเลข เช่น * C หรือ * F - ใครเป็นผู้ตัดสินใจว่าจุดเยือกแข็งของน้ำจะถูกตั้งค่าเป็น 0 * C หรือ 32 * F

— ลอร์ดโลห์

คำตอบ:

กระดาษนี้(ดาวน์โหลด pdf) ให้สูตรต่อไปนี้สำหรับการคำนวณอุณหภูมิสีที่สัมพันธ์กัน (CCT) พวกเขาไม่ได้พูดอย่างชัดเจน (หรือฉันคิดถึงมัน) แต่ตัวอย่างของพวกเขาทำให้ฉันอนุมานว่าพวกเขากำลังสมมติค่า RGB ในช่วง 0-255

1. แปลงค่า RGB เป็นค่าCIE tristimulus (XYZ) ดังต่อไปนี้:

X = (- 0.14282) (R) + (1.54924) (G) + (- 0.95641) (B)

$X = (-0.14282)(R) + (1.54924)(G) + (-0.95641)(B)$

Y = (- 0.32466) (R) + (1.57837) (G) + (- 0.73191) (B) = ผม ล. ล. ยู ม. ผม n a n ค อี

$Y = (-0.32466)(R) + (1.57837)(G) + (-0.73191)(B) = Illuminance$

Z = (- 0.68202) (R) + (0.77073) (G) + (0.56332) (B)

$Z = (-0.68202)(R) + (0.77073)(G) + (0.56332)(B)$

2. คำนวณค่า chromaticity ปกติ:

x = X / (X + Y + Z)

$x = X/(X+Y+Z)$

Y = Y / (X + Y + Z)

$y = Y/(X+Y+Z)$

3. คำนวณค่า CCT จาก:

ค ค T = 449 n^{3} + 3525 n^{2} + 6,823.3 n + 5,520.33

$CCT = 449n^3 + 3525n^2 + 6823.3n + 5520.33$

ที่ไหน n = (x - 0.3320) / (0.1858 - Y)

$\text{where }n = (x − 0.3320) / (0.1858 − y)$

ซึ่งสามารถนำมารวมกันเพื่อสร้างสมการต่อไปนี้:

ค ค T = 449 n^{3} + 3525 n^{2} + 6,823.3 n + 5,520.33

$CCT = 449n^3 + 3525n^2 + 6823.3n + 5520.33$

ที่ไหน n = ((0.23881) R + (0.25499) G + (- 0.58291) B) / ((0.11109) R + (- 0.85406) G + (0.52289) B)

$\text{where }n = ((0.23881)R+(0.25499)G+(-0.58291)B) / ((0.11109)R+(-0.85406)G+(0.52289)B)$

ฉันไม่แน่ใจเกี่ยวกับการใช้สิ่งนี้กับภาพ แต่ถ้าคุณต้องการเพียงตัวเลขเดียวที่ทำให้เป็นเรื่องธรรมดากว่าที่คุณอาจใช้ค่าเฉลี่ยบางอย่าง? หาค่า RGB "เฉลี่ย" ที่ยอมรับได้สำหรับภาพ (เช่น centroid) และใช้เพื่อคำนวณอุณหภูมิหรือ (ตัวเลือกที่มีราคาแพงกว่าการคำนวณมาก) คำนวณอุณหภูมิสำหรับแต่ละพิกเซลในภาพและรับค่าเฉลี่ยของผลลัพธ์เหล่านั้น .

นอกจากนี้โปรดทราบว่า CCT เป็นเพียงตัวชี้วัดโดยประมาณสำหรับสีส่วนใหญ่เนื่องจากมีเพียงส่วนโค้งเดียวในพื้นที่สีที่แสดงถึงสีที่สามารถรับได้จากหม้อน้ำตัวดำจริง ดังนั้นสำหรับสีอื่น ๆ อุณหภูมิสีที่คำนวณได้นั้นเป็นเพียงการประมาณอุณหภูมิร่างกายสีดำที่ใกล้เคียงที่สุด ดังนั้นสำหรับบางสี (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสีเขียว) มันอาจเป็นค่าที่ค่อนข้างไร้ความหมายอย่างน้อยก็ในแง่ของร่างกาย นี่คือภาพประกอบในภาพต่อไปนี้ (จากบทความวิกิพีเดียเกี่ยวกับอุณหภูมิสี )

เส้นสีดำในภาพหมายถึงPlanckian ทีของสีซึ่งได้จริงจะผลิตโดยรังสีร่างกายบล็อก เส้นทางข้ามที่เล็กกว่าแสดงถึงอีกหนึ่งค่าของการประมาณ CCT ที่อยู่ใกล้เคียง

นอกจากนี้เนื่องจากคำถามของคุณอ้างอิง Adobe Lightroom โดยเฉพาะฉันพบสิ่งนี้ในขณะที่ค้นหา:

แถบเลื่อน [ใน Adobe Lightroom] ไม่ได้ปรับอุณหภูมิร่างกายสีดำของแสง แต่เป็นการชดเชยที่ใช้กับภาพเพื่อชดเชยอุณหภูมิร่างกายสีดำของแสง นี่จะไปในทางตรงกันข้าม

ดังนั้นโปรดจำไว้ว่าอุณหภูมิสีที่คุณเห็นบนแถบเลื่อน Lightroom จะไม่เหมือนกับที่คำนวณจากสูตรด้านบน

— แซมมาโลนี
แหล่งที่มา

โปรดทราบว่าการแปลง RGB-XYZ ที่ใช้ด้านบนดูเหมือนจะเฉพาะเจาะจงกับพื้นที่สีที่ใช้โดยฮาร์ดแวร์บางตัว แน่นอนที่สุดมันไม่ถูกต้องสำหรับ sRGB ซึ่งเป็นสิ่งที่อาจใช้ในกรณีของ OP อ้างถึงการแปลงที่ถูกต้องในมาตรฐาน sRGB

— awdz9nld

โปรดทราบว่าองค์ประกอบ Y ใน CIE 1931 หมายถึงความส่องสว่างซึ่งตรงข้ามกับความสว่าง

— awdz9nld

ฉันคำนวณบางสีตามสูตรของคุณและตามที่เห็นในบางกรณีมันใช้งานได้ในบางกรณี - เช่นสีแดง (255 0 0) และสีน้ำเงิน (0 0 255) - ให้คำตอบที่ผิด:

สีขาว (255 255 255): n = 0.4049, CCT = 8890.77 K -> ดูเหมือนว่าถูกต้อง
สีเหลือง (255 255 0): n = -0.6646, CCT = 2410.65 K -> ดูเหมือนว่าถูกต้อง
สีเขียว (0 255 0): n = -0.2986, CCT = 3785.42 K -> ดูเหมือนว่าถูกต้อง
สีฟ้า (0 255 255): n = 0.9902, CCT = 16168.7 K -> ดูเหมือนว่าจะถูกต้อง
magenta (255 0 255): n = -0.5428, CCT = 2783.54 K -> ดูเหมือนว่าถูกต้อง

แต่:

สีแดง (255 0 0): n = 2.1497, CCT = 40938.6 K -> ดูเหมือนว่าจะผิด
สีน้ำเงิน (0 0 255): n = -1.1148, CCT = 1672.45 K -> ดูเหมือนว่าจะผิด

— Tamas
แหล่งที่มา