Введение

Регулировка цветовой насыщенности в фотографии – процесс, применяемый к статичным изображениям.

В фотографии и обработке изображений цветовой баланс – это глобальная регулировка интенсивности цветов (обычно основных цветов: красный, зеленый и синий). Важной целью этой регулировки является корректное отображение определенных цветов, особенно нейтральных, таких как белый или серый. Поэтому данный метод иногда называют балансом серого, нейтральным балансом или балансом белого. Цветовой баланс изменяет общую цветовую гамму изображения и используется для цветокоррекции. Обобщенные варианты цветового баланса применяются для коррекции цветов, отличных от нейтральных, или для намеренного их изменения в художественных целях. Баланс белого – один из наиболее распространенных видов балансировки, при котором цвета корректируются так, чтобы белый объект (например, лист бумаги или стена) выглядел белым, а не оттенком другого цвета. Данные изображения, полученные с помощью сенсоров – будь то фотопленка или электронные датчики изображения – необходимо преобразовать из исходных значений в новые, подходящие для цветопередачи или отображения. Несколько аспектов процессов захвата и отображения делают такую цветокоррекцию необходимой, включая несоответствие сенсоров захвата сенсорам человеческого глаза, необходимость учета свойств среды отображения и различие между условиями освещения при захвате изображения и условиями просмотра на дисплее. Операции цветового баланса в популярных программах для редактирования изображений обычно выполняются непосредственно со значениями пикселей красного, зеленого и синего каналов, без учета какой-либо модели цветовосприятия или цветопередачи. В пленочной фотографии цветовой баланс обычно достигается с помощью цветокорректирующих фильтров, устанавливаемых на источники света или на объектив камеры.

Общий цветовой баланс

Иногда настройка, позволяющая сохранить нейтральные цвета нейтральными, называется балансом белого, а термин "цветовой баланс" относится к настройке, которая, помимо этого, обеспечивает соответствие общего вида других цветов в отображаемом изображении цветам в оригинальной сцене. Особенно важно, чтобы нейтральные (серые, нейтральные, белые) цвета в сцене выглядели нейтрально при воспроизведении.

Психологический цветовой баланс

Люди относятся к оттенкам кожи более критично, чем к другим цветам. Деревья, трава и небо могут быть неточными, и это не вызовет беспокойства, но если оттенки кожи выглядят неестественно, человек может казаться больным или мертвым. Для решения этой важной задачи цветового баланса, сами три основных цвета намеренно не сбалансированы для достижения истинно нейтрального цвета. Цель этого дисбаланса основных цветов – более точно воспроизводить оттенки кожи во всем диапазоне яркости.

Оценка и адаптация осветительного вещества

Большинство цифровых камер оснащены средствами для выбора цветокоррекции в зависимости от типа освещения сцены, используя ручной выбор освещения, автоматический баланс белого или пользовательский баланс белого. Алгоритмы, используемые в этих процессах, выполняют обобщенную хроматическую адаптацию. Существует множество методов балансировки цветов. Нажатие кнопки на камере позволяет пользователю сообщить процессору о характере освещения сцены. На некоторых камерах предусмотрена кнопка, которую можно нажать, направив камеру на серую карту или другой объект нейтрального цвета. Это позволяет зафиксировать окружающее освещение, что дает цифровой камере возможность установить правильный цветовой баланс для данного света. Существует обширная литература о том, как можно оценить окружающее освещение на основе данных, полученных с камеры, и затем использовать эту информацию для преобразования данных изображения. Было предложено множество алгоритмов, и их качество является предметом дискуссий. Несколько примеров и изучение соответствующих источников литературы приведут читателя ко многим другим. Примерами служат Retinex, искусственная нейронная сеть или байесовский метод.

Цвета

Цветовое балансирование изображения влияет не только на нейтральные тона, но и на другие цвета. Изображение, не имеющее цветового баланса, характеризуется цветовым оттенком, поскольку все элементы на изображении кажутся смещенными в сторону определенного цвета. Цветовое балансирование можно рассматривать как процесс устранения этого цветового оттенка. Цветовой баланс также тесно связан с постоянством цвета. Алгоритмы и методы, используемые для достижения постоянства цвета, часто применяются и для цветового балансирования. Постоянство цвета, в свою очередь, связано с хроматической адаптацией. Концептуально, цветовое балансирование состоит из двух этапов: во-первых, определение источника освещения, при котором было сделано изображение; во-вторых, масштабирование компонентов изображения (например, R, G и B) или иное преобразование этих компонентов для соответствия освещению при просмотре. Виджиано обнаружил, что балансировка белого в собственной цветовой модели RGB камеры, как правило, приводит к меньшему искажению цветов (т.е. к меньшему нарушению постоянства цвета), чем балансировка белого в RGB монитора, для более чем 4000 гипотетических наборов чувствительности камеры.

Предпочтительные пространства для цветовой адаптации

Сравнение изображений, приведённых к балансу с помощью диагональных преобразований в различных цветовых пространствах RGB, выявило несколько пространств, которые показали лучшие результаты по сравнению с другими и с пространствами, используемыми в камерах или мониторах, в задачах хроматической адаптации, согласно оценкам нескольких моделей цветовосприятия. Пространства "Sharp", "Bradford", "CMCCAT" и "ROMM" статистически не уступали лучшим результатам на большинстве тестовых наборов изображений.

Общая адаптация осветительного элемента

Лучшая цветовая матрица для адаптации к изменению источника света не обязательно является диагональной матрицей в фиксированном цветовом пространстве. Давно известно, что если пространство источников света можно описать как линейную модель с N базисными функциями, то корректное цветовое преобразование будет представлять собой взвешенную сумму N фиксированных линейных преобразований, которые не обязательно могут быть одновременно диагонализованы.