Was sind die RGB-Werte, die eine weiße Fläche mit 5800 K auf einem kalibrierten 6500 K-Monitor korrekt darstellen?

Betrachten Sie einen hochwertigen Monitor, der mit den Standardparametern kalibriert ist: 6500 K, 2,2 Gamma, 120 cd/m^2. Die Kalibrierung wird mit einem LaCie-Hardwaresensor und seiner Software durchgeführt und ist ziemlich genau.

Ich beabsichtige, ein Bild der Sonne durch ein Teleskop mit einem sicheren, speziellen Sonnenfilter (Baader-Sonnenfilm mit voller Öffnung für Teleskope) zu machen. Die Temperatur der Sonne beträgt 5800 K. Der Filter ist "weiß", eigentlich ziemlich anständig, aber ich bin sicher, dass sein Spektrum nicht 100% flach ist - streng genommen kann es das nicht sein. Außerdem kann die Kamera etwas Infrarot usw. einfangen und die Farbe der Sonnenoberfläche weiter verändern.

Ich möchte das resultierende Bild so verarbeiten, dass auf dem kalibrierten 6500 K-Monitor die Farbe der Sonne so originalgetreu wie möglich dargestellt wird. Ich erwarte, dass das Ergebnis wie ein weiches cremiges Weiß aussieht.

Im Grunde läuft das darauf hinaus, ein 5800-K-„Weiß“ auf einem 6500-K-Monitor darzustellen. Wie mache ich das?

Ich könnte das Bild laden und die Farbtoneinstellungen (Weißabgleich) in der Software optimieren, bis die RGB-Triaden auf der Sonnenscheibe in den erforderlichen Bereich fallen, aber ich weiß nicht, was dieser Bereich ist. Klingt so, als ob es irgendwo eine Formel dafür geben sollte ("gegeben T1 die Temperatur des Monitors, dann wird T2 weiß dargestellt, wenn xR + yG = zB" oder so ähnlich, ich denke mir nur etwas aus).

Ein anderer Ansatz: Es wäre schön, wenn es eine App gäbe, die bei jeder Temperatur einfach "Weiß" erzeugen könnte, vorausgesetzt, der Monitor ist auf eine bestimmte Farbtemperatur kalibriert. Dann konnte ich das erzeugte Weiß mit dem Bild der Sonne vergleichen und Anpassungen vornehmen. Aber ich kenne jetzt keine solche App.

Irgendwelche Vorschläge?

Ich mache den größten Teil meiner Rohdateiverarbeitung in Lightroom, ich kann GIMP für zusätzliche Farbkanaltricks verwenden. Ich bin natürlich kein Fotoexperte, aber ich kann Anweisungen befolgen. :)

Vielen Dank!

Antworten (2)

Die Antwort lautet: sRGB = (255, 241, 234).

Die Details der Berechnung:

Ich habe das Spektrum eines schwarzen Körpers bei 5800 K mit der Planck-Formel berechnet, dann mit den CIE-Farbanpassungsfunktionen des Standard-2-Grad-Beobachters multipliziert und über die Wellenlängen integriert, um die (X, Y, Z)-Farbe zu erhalten. Ich habe dann durch X + Y + Z geteilt, um die Chromatizität zu erhalten:

(x, y) = (0.3260, 0.3354)

Multiplizieren von (x, y, 1-xy) mit der XYZ-zu-sRGB-Matrix und Dividieren durch die größte Komponente (R) ergibt:

(R, G, B) = (1, 0.8794, 0.8267)

Ich habe dann Gamma-codiert, mit 255 multipliziert und auf die nächste ganze Zahl gerundet und bekam:

(R’, G’, B’) = (255, 241, 234)

Vorbehalt : Meine Antwort liegt im sRGB-Farbraum, der fast, aber nicht ganz 6500 K mit 2,2 Gamma beträgt. Übrigens ist „6500 K mit 2,2 Gamma“ keine Farbraumspezifikation: Sie benötigen auch die Chromatizitäten der Primärfarben, um einen vollständig spezifizierten Farbraum zu erhalten.

Wow! Jaw fiel auf den Boden. Genau das habe ich gefragt. Vielen Dank! Übrigens, bei (255, 241, 234) denke ich, dass es wie Weiß mit einem leichten Goldton aussehen würde, was Sinn macht.
Dies ist eine ausgezeichnete Antwort. Ich habe drei Fragen:
" über die Wellenlängen integriert, um die (X, Y, Z)-Farbe zu erhalten. Ich habe dann durch X + Y + Z geteilt, um die Chromatizität zu erhalten: " Wie sind Sie durch Skalarteilung von einem 3-Vektor zu einem 2-Vektor gekommen? (Wo ist Z hingegangen?)
I then gamma-encodedBedeutet das, dass Sie R, G und B potenziert haben gamma, wie [dies]? Welchen Wert gammahast du verwendet? Es scheint viele Möglichkeiten zu geben.
@kdbanman: Nein, ich meine, ich habe die linearen RGB-Werte gemäß den Gleichungen (1.2) des Dokuments, auf das Sie verwiesen haben, in die nichtlineare sRGB-Darstellung umgewandelt. Dies kommt einem Potenzgesetz mit Exponent 1/2,2 nahe, wenn auch nicht genau.
Vielen Dank! Ich nehme an, das ist eine Antwort auf meine gammaFrage. Wenn Sie Zeit haben, wie wäre es mit der 3-Vektor-zu-2-Vektor-Frage?
@kdbanman: Eigentlich ist es ein 3-Vektor: (x, y, z). Aber z ist redundant (gleich 1−x−y) und wird normalerweise weggelassen.
Das macht Sinn. Nochmals vielen Dank für die Antworten!
Trotz all Ihrer Hilfe habe ich immer noch Probleme. Ich habe hier mal eine Frage gestellt . Gibt es eine Chance, dass Sie helfen können?

Möchten Sie die Farbe der Sonne in Ihren Fotos ändern oder einfach nur die vorhandene Farbe genau wiedergeben? Beides sind sehr unterschiedliche Aufgaben. Ersteres würde wahrscheinlich viel Arbeit erfordern, und ich bin mir nicht sicher, ob es tatsächlich korrekt wäre. Letzteres ist mit ICM- und ICC-Profilen eigentlich schon für Sie erledigt.

Es sollte auch beachtet werden, dass "weiß" eine höchst subjektive Sache ist. Das "Weiß" Ihres Monitors wäre technisch gesehen zu blau für ein "echtes Weiß", da 6500k-Modelle Tageslicht und kein Sonnenlicht sind. Das Weiß der Sonne, wie es direkt ohne Einfluss einer Atmosphäre oder Filterung abgebildet wird, wird auf normalisierter Basis wahrscheinlich genauer bei 5785 K in der Photosphäre modelliert, kann jedoch je nach Standort und zwischen etwa 4000 K und 6000 K schwanken Zeit (Sonnenflecken neigen dazu, kühler zu sein). Es gibt auch die Chromosphäre über der Photosphäre, die von etwa 6000 K bis zu Zehntausenden von Grad Kelvin reicht, bis Sie auf die Korona treffen, die in die Millionen von Grad ansteigt. Wenn Sie die Sonne ohne Filter abbilden, würden Sie die Photosphäre nur durch Sonnenflecken fotografieren. Sonst kann der Weißpunkt der Sonne über ihrer Oberfläche stark schwanken. Mit einem Filter wird Ihr endgültiger Weißpunkt durch sein Design und die Wellenlängen, für die er tatsächlich ausgelegt ist, beeinflusst, also wieder festnagelnGenauer Weißpunkt wird wahrscheinlich eine schwierige Sache sein, um damit zu beginnen. Ein neutrales, echtes Weiß für das menschliche Auge liegt wahrscheinlich im Bereich von 5500 K, aber das ändert sich tatsächlich, je nachdem, ob Sie einen Emitter oder einen Reflektor betrachten.


Image Color Management oder ICM ist ein System, das entwickelt wurde, um die richtige, genaue Konvertierung von Farbinformationen aus einem Farbraum (z. B. RAW-Dateien von Ihrer Kamera) durch den Farbraum Ihrer Bearbeitungssoftware (z. B. Photoshop, mit ist Standard D50), an den Farbraum eines Ausgabegeräts (z. B. eines Computermonitors). Sie sollten auf niedriger Stufe eigentlich nichts Besonderes tun müssen, um die richtige Farbbalance zu erreichen, vorausgesetzt, Ihr Bildschirm ist tatsächlich richtig kalibriert. Solange Sie der Genauigkeit Ihres Bildverarbeitungsgeräts vertrauen und der Genauigkeit Ihres Bildschirms vertrauen, sollten Sie sich bei Verwendung einer vollständig farbverwalteten Software wie Photoshop keine Gedanken darüber machen müssen, die Farbe Ihrer Fotos pixelweise manuell zu optimieren. eben. Adobe Camera Raw und Lightroom enthalten beide ein Farbtemperatur-Anpassungswerkzeug (sowie ein Tönungswerkzeug,für Ihren Eichzustand .

Zu guter Letzt sollten Sie sich bewusst sein, dass die Farbbalance Ihrer Fotos nur so genau ist, wie Sie es auf Ihrem eigenen System beabsichtigt haben. Der durchschnittliche Benutzer kalibriert seine Bildschirme nicht, und daher kann die Darstellung stark variieren. Viele kalibrierte Bildschirme haben einen Weißpunkt von 6500 K, viele Fotografen kalibrieren jedoch auf 5000 K, um mit Photoshop übereinzustimmen und Naturfaserdrucke genauer auf dem Bildschirm darzustellen. Ich persönlich würde eine Bildschirmkalibrierung auf 5500 K als "weißpunktausgeglichener" betrachten als 6500 K (was definitiv blauer ist). Wenn Sie so viel Genauigkeit wie möglich wollen, würde ich sagen, dass die Kalibrierung Ihres Bildschirms auf 5785 K und die Anpassung Ihres Foto-Weißabgleichs ein möglichst natürliches Weiß erzeugen würden, zumindest relativ zur Sonne.


Nebenbei bemerkt, wenn Sie die Weißpunktkonvertierung wirklich selbst direkt für jedes Pixel in Ihren Bildern verwalten möchten, dann sollten Sie sich die Arbeit von CIE ansehen . Sie arbeiten seit Anfang bis Mitte des 20. Jahrhunderts (ab 1913) an Beleuchtung, Leuchtmitteln, Farbtheorie, Farbkonvertierung, Farbmodellierung und Farbraumdefinition. Die L. aDer b*-Farbraum (Lab), kurz Lab, ist das grundlegende Modell der menschlichen Wahrnehmung von Licht und Farbe. Es ist der Kern der Farbraumkonvertierung und -transformation. XYZ ist ein kritischer Modellierungsraum, der als Zwischenschritt bei der Konvertierung von RGB in Lab und dann wieder aus Lab in einen anderen Farbraum (der auch RGB sein kann, aber einfach mit einem anderen Weißpunkt.) verwendet wird ein paar Informationen auf Wikipedia über CIE, Lab, XYZ usw.:

Offensichtlich habe ich an viele Dinge nicht gedacht, danke für die ganzen Informationen, ich muss es langsam groken. Nehmen wir an, der Zweck ist folgender: Fotografieren Sie einen schwarzen Körper, der bei der Temperatur T2 leuchtet, mit leichten Farbfehlern aufgrund von Kamera, Filterung usw. Zeigen Sie ihn auf einem auf T1 kalibrierten Bildschirm an. Die Herausforderung besteht nun darin, den Farbton (relative RGB-Anteile) des Bildes so anzupassen, dass die Oberfläche auf einem Bildschirm mit dieser speziellen Kalibrierung so nah wie möglich am ursprünglichen Farbton von T2 ist. Ich möchte die Anpassung vornehmen, indem ich die Datei tatsächlich bearbeite, nicht indem ich die Parameter des Monitors verändere.
Sie könnten das wirklich nur tun, den ursprünglichen Farbton abgleichen (der bei der Erörterung von Farbräumen und Transformationen als Chromatizität bezeichnet werden sollte, da dies in Lab der Fall ist). Sie müssen entweder genau wissen, was T2 "ist". Beginnen Sie mit (was nur mit einer direkten Messung möglich ist) oder kennen Sie genau den Fehler jeder Komponente Ihres Bildgebungsgeräts (z. usw.) Beides sind keine Kleinaufträge.
Wenn Sie T2 genau messen möchten, müssen Sie zunächst Ihre Genauigkeitsgrenzen definieren. Willst du es zu 99,9 % genau? Sie müssten wahrscheinlich aus dem Weltraum messen. Wollen Sie es genau so haben, wie es in unserer Atmosphäre gemessen wird? Sie könnten das wahrscheinlich mit einem geeigneten eigenständigen Gerät tun. Hier ist jedoch der Haken ... selbst wenn Sie T2 unabhängig messen, wird es auch bei diesen Geräten ähnliche Fehler in Präzision und Genauigkeit geben. Sie müssen diese Fehler auf die eine oder andere Weise berücksichtigen, was bedeutet, dass Sie sie kennen, was Sie dazu bringt, nur die Kamera direkt zu korrigieren.
Ich bin gespannt, welche Genauigkeit Sie wirklich brauchen. Die Normalisierung der Kalibrierung Ihres Bildschirms mit dem Weißpunkt, den Sie für die Photosphäre annehmen, sollte ein hübsches Grundlinienweiß erzeugen. Sie sollten in der Lage sein, genügend Fehler visuell zu erkennen, sodass Sie jede Diskrepanz manuell korrigieren können. Es wird nicht zu 99,999 % genau sein, wahrscheinlich nicht einmal zu 99 %, aber sein höchst zweifelhaftes menschliches Sehvermögen könnte die Diskrepanz erkennen, ohne etwas zu vergleichen, wie z sowas in der Art. Wenn Sie eine Genauigkeit von über 99 % benötigen, nun ja ...
Zu Ihrer Information, wenn Sie ein Tool wie ACR oder Lightroom verwenden und einen Weißabgleich vornehmen, bearbeiten Sie das Foto. Dafür müssten Sie die Bildschirmkalibrierung nicht ändern. Aber um ehrlich zu sein...weiß ein sehr relativer Begriff. Selbst mit dem LaCie-Kalibrierungsgerät variieren der genaue Weißpunkt und die Leuchtdichte Ihres Bildschirms ... es ist zweifelhaft, dass es sich um exakte 6500 K handelt. Sie variiert wahrscheinlich zumindest um +/- 50 Kelvin, abhängig von der thermischen Temperatur des Monitors, der Temperatur der Umgebungsbeleuchtung usw. Die Genauigkeit, die Sie suchen, ist ohne buchstäbliche wissenschaftliche Geräte möglicherweise nicht vorhanden.
Ich müsste wissen, nach welcher Genauigkeit Sie wirklich suchen, bevor ich Ihnen weiterhelfen kann. Dezimalgenauigkeit wird extrem schwierig zu erreichen sein und niemals konsistent sein (zumindest ohne wissenschaftliche Hardware und hochpräzise Software). Eine Fehlerquote von 3-5% sollte definitiv machbar sein, aber wenn Ihr Monitor nicht auf ein Grundlinienweiß (@5500k) kalibriert ist, müssen Sie die Diskrepanz berücksichtigen, um das zu bekommen, was Sie meiner Meinung nach wollen.
Wenn Sie diskutieren möchten, können Sie unserem Chat beitreten . Ich bin jetzt dort und Sie können mich anpingen, indem Sie eine Nachricht an @jrista richten. Ich sollte den Ping hören, wenn ich AFK bin.
Hohe Präzision ist nicht wichtig. Ein ungefähres Ergebnis ist in Ordnung.
Wenn die Annäherung in Ordnung ist, würde ich einfach darauf vertrauen, dass Ihre Hardware ausreichend kalibriert ist, und die Software die meiste Arbeit erledigen lassen. Laden Sie Ihre Fotos in einen RAW-Editor (sie müssten wirklich RAW sein ... WB-Anpassungen funktionieren nicht gut bei Bildern, die bereits in RGB-Pixel zerlegt sind) und stellen Sie den Weißabgleich auf 5785 K oder ungefähr dort ein. Das sollte das Weiß auf dem Foto genau auf die normative Temperatur der Photosphäre der Sonne einstellen. Aufgrund des versetzten Weißpunkts des Weißpunkts Ihres Bildschirms bei 6500k sieht dieses Weiß möglicherweise etwas falsch aus. Sie könnten um 715 K anpassen, um dies zu kompensieren.
@jrista: Der Vorschlag in Ihrem letzten Kommentar kann nicht funktionieren: Er lässt die Oberfläche der Sonne als Monitorweiß erscheinen, dh 6500 K, während das OP sie stattdessen röter machen möchte, um der tatsächlichen Farbart der Sonne zu entsprechen. Außerdem korrigiert Ihre Methode nicht die Farbe des Filters, die möglicherweise alles andere als vollkommen neutral ist, und das OP hat dieses Problem in der Frage ausdrücklich angesprochen.