¿Funciona realmente el balance de blancos automático? ¿Cómo?

No entiendo cómo la cámara puede calcular el balance de blancos para usar en una escena determinada.

Podría verlo funcionando si hay un tono de color obvio (por ejemplo: bajo luces fluorescentes). ¿Compara los histogramas de los diferentes canales de color y trata de hacer que coincidan hasta cierto punto? Incluso entonces, solo puedo imaginarlo funcionando de manera confiable en circunstancias muy bien definidas.

¿Alguien puede explicar cómo se implementa en las cámaras actuales y qué tan bien funciona normalmente?

Respuestas (3)

La suposición original es que la escena promedio debe tener un color neutral y, por lo tanto, al calcular el color promedio en la escena y luego aplicar la misma corrección a cada píxel, se obtiene una escena cuyo color promedio es neutral y debe tener el balance de blancos correcto. Esto fallará cuando haya un color dominante y la escena.

Los algoritmos se volvieron más sofisticados a lo largo de los años con muchos documentos técnicos y patentes escritas sobre el tema. Agregaron más inteligencia como sujeción al conjunto de iluminantes conocidos.

El algoritmo exacto difiere entre cámaras y parece funcionar extremadamente bien al aire libre durante el día, donde hay poca variación. Bajo luz artificial hay mucha más variación y es más bien impredecible. Las cámaras digitales más antiguas eran particularmente malas, pero ha mejorado en promedio.

El mejor balance de blancos que he visto en mi vida fue el de la HP Photosmart R967 . ¡DC Resource notó esto y comentó que deberían ganar el premio Nobel! Varias cámaras compactas recientes también hacen un excelente trabajo. La ventaja de una cámara sin espejo sobre una DSLR es que puede leer datos de todo el sensor. Las DSLR ahora pueden hacer eso en el modo Live-View.

Algunas DSLR usan un enfoque completamente diferente que consiste en medir el balance de blancos. Este es el caso de la Olympus E-5 . Tiene un sensor 'externo' dedicado que mide la luz que cae sobre la cámara. Puede desactivar esto en los casos en que esté disparando con una iluminación diferente a la del sujeto.

Nota: Una DSLR sin visualización en vivo aún puede medir el balance de blancos usando todo el sensor. El balance de blancos se aplica después de capturar la imagen, como lo demuestra el hecho de que los datos almacenados en un archivo sin formato son anteriores a la aplicación del balance de blancos.
@Guffa: creo que su lógica es defectuosa, intente usar un balance de blancos preestablecido en su lugar y los datos del archivo RAW tampoco tendrán balance de blancos aplicado. Sin embargo, tiene razón en que cualquier cámara podría realizar el cálculo del balance de blancos después de la captura, pero no he visto evidencia de ello, tal vez sea una cuestión de rendimiento, pero lo dudo. Si lee las especificaciones de una DSLR moderna, como la Nikon D7000, dice algo así como 'sensor de balance de blancos de 2016 píxeles', lo que sugiere fuertemente que no se hace con todo el sensor de imagen.
Creo que es una optimización de rendimiento simple: no necesita muestrear cada píxel, y si lo hiciera, terminaría haciendo una conversión sin procesar para medir el balance de blancos y luego otra conversión con este balance en la mano.
@Itai: No hay fallas en la lógica, pero se basa en parte en su declaración original, que acaba de contradecir. Si no se usa todo el sensor de todos modos, no hay ningún beneficio para una cámara de lente fija o una cámara con vista en vivo en primer lugar.
Soy un poco escéptico aquí: suponiendo que todo sea de color neutro podría haber sido como se hizo originalmente, pero eso es tan frágil que dudo que funcione muy bien. Mi conjetura fuerte sería que se hace usando una base de datos de imágenes de referencia y/o varias heurísticas. ¿Tiene alguna referencia para respaldar la afirmación de que principalmente intenta neutralizar el color general?
@Reid: tenga en cuenta el uso del mundo 'original'. Los fabricantes de cámaras no publican su fórmula directamente, pero puede leer artículos y patentes sobre el tema para obtener más información. Hay literalmente cientos de formas en que se hace, pero no conozco ninguna que use imágenes de referencia (se sabe que la medición lo hace de esa manera, pero eso es algo completamente diferente), solo iluminantes de referencia.
@Reid: sí, y dcraw hace balance de blancos automático en el marco promedio y la mayoría de las veces es muy diferente de la elección de la cámara. No puede saber si apuntaste la cámara a un vestido rojo en una pared rosa. Además, si selecciona un bloque blanco y WB de eso, la imagen tiende a volverse aburrida. Me parece más bonito cuando los blancos tienen un matiz amarillo.
PD: De hecho, tengo una habitación con todas las paredes rosas :)
En lugar de la escena promedio, la mayoría de las primeras implementaciones en la cámara asumieron que los puntos destacados deberían ser neutrales, en lugar del promedio de toda la escena. Desde que se escribió esta respuesta, las cámaras se han vuelto cada vez más sofisticadas y ahora algunas usan algoritmos basados ​​​​en bibliotecas para configurar el WB (basado en los datos sin procesar capturados o en una lectura de un medidor de exposición RGB + IR) de la misma manera que ya estaban haciendo algo similar con la exposición en el momento en que se hizo originalmente esta pregunta.

La cámara no puede saber qué balance de blancos usar, solo puede adivinar en función de los datos de la imagen (o, a veces, un sensor externo, como mencionó Itai en su respuesta).

Si, por ejemplo, tomo una imagen de una pared azul, la cámara cree que he tomado una imagen de una pared gris con luz azul y la imagen termina siendo gris en lugar de azul. (Este es más o menos el mismo fenómeno que cuando fotografío una pared blanca o negra con exposición automática, y la cámara establece la exposición para que ambas terminen grises).

Siempre uso el balance de blancos automático y lo ajusto manualmente cuando desarrollo desde la imagen sin procesar. Mi experiencia es que a veces el balance de blancos automático es correcto, la mayoría de las veces está muy cerca y en algunas situaciones raras está muy lejos.

Tenga en cuenta también que la configuración de balance de blancos "correcta" no siempre es la temperatura de color exacta de la fuente de luz. A veces, una imagen necesita un ligero cambio de color para verse natural, y algunas incluso pueden necesitar bastante. Una imagen tomada a la luz del sol puede necesitar un poco más de amarillo, y una imagen tomada en las horas azules puede necesitar mucho azul.

Humm, pero si tomo una foto de una pared azul, sale azul, no blanca. No tengo mi cámara a mano, pero ¿qué pasa con una pared blanquecina? ¿Eso se empuja a blanco neutro?
buen punto sobre el equilibrio "correcto".
Igual aquí. Incluiré algunas tomas de prueba en la misma ubicación y comenzaré con un ajuste de wb que luego aplicaré a todas las tomas como punto de partida. El otro día noté que una imagen correctamente calibrada se veía fría/azul: el cerebro espera que la escena sea ámbar, y aunque una foto no corregida se ve naranja, un poco de calidez da la impresión correcta.

La respuesta es tan variada como los diferentes modelos de cámaras y su firmware relacionado.

Cuando se establece en AWB, la mayoría de las cámaras digitales más antiguas (incluidas casi todas cuando se hizo esta pregunta) utilizan algoritmos que intentan establecer el balance de blancos basándose en la suposición de que las áreas más brillantes del cuadro deben ser de color blanco neutro o gris muy claro. . Esto funciona bastante bien a menos que algunas áreas estén completamente saturadas en los tres canales (antes de aplicar cualquier ajuste de exposición).

El resultado puede ser similar a una de las selecciones preestablecidas disponibles (Luz del día, Tungsteno, Nublado, Fluorescente, etc.) o puede ser considerablemente diferente a cualquiera de ellas. Si la escena detectada está lo suficientemente cerca de una de las opciones preestablecidas de la cámara, esa podría aplicarse o no , según el modelo de cámara exacto en cuestión.

Las cámaras más nuevas a menudo usan algoritmos más sofisticados que pueden variar mucho de un modelo de cámara a otro. La mayoría de los modelos de nivel superior son similares a algunas formas de medición, como la medición "Matriz" de Nikon o la medición "Evaluativa" de Canon, en la que los datos del marco se comparan con una biblioteca cargada en el firmware de la cámara y se aplican según las instrucciones para la coincidencia más cercana. Si la cámara detecta una escena con un cielo azul brillante en la parte superior del marco y un verde más oscuro en el marco inferior, aplicará balance de blancos basado en un perfil de paisaje. Si detecta una escena con muchas áreas que parecen tonos de piel, aplicará un balance de blancos basado en un perfil de retrato. (Esta explicación se simplifica enormemente a partir de las muchas sutilezas que se analizan y pueden afectar el resultado).

Algunas cámaras incluso permiten opciones seleccionables por el usuario entre sesgo hacia las áreas más brillantes de la escena o sesgo hacia las áreas más promedio de la escena. Canon llama a las dos opciones disponibles con algunos de sus modelos más nuevos 'AWB de prioridad blanca' o 'AWB de prioridad ambiental'.

¿Funciona realmente el balance de blancos automático? ¿Cómo?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v