Wie kann man RAW-Fotos unter Wasser anpassen?

Das grundlegende Problem beim Fotografieren unter Wasser ist, dass das Wasser ziemlich viel Licht absorbiert. Es absorbiert Rot mehr als Blau. Wie Sie in diesem Wikipedia-Artikel über elektromagnetische Absorption durch Wasser sehen können, wird rotes/orangefarbenes Licht (pro Meter Wasser) etwa 100-mal stärker absorbiert als blaues/violettes Licht.

Ich bin mir nicht sicher, ob einfache Weißabgleichsanpassungen ausreichen, um dies anzupassen, aber ich würde zwei Dinge versuchen:

Versuchen Sie, den Weißabgleich „automatisch“ vorzunehmen

Wenn Sie etwas mit einer sehr neutralen Farbe in Ihrer Szene haben, können Sie oft einen automatischen Weißabgleich in einigen Fotoprogrammen vornehmen. Wenn Ihre Schüsse alle ungefähr die gleiche Tiefe haben, müssen Sie dies möglicherweise nur einmal ausrechnen und auf alle anwenden.

Versuchen Sie den "manuellen" Farbausgleich (zuerst?)

Wenn der automatische Weißabgleich nicht funktioniert oder keine großartigen Ergebnisse liefert oder Sie keine neutralen Objekte in Ihren Szenen haben, können Sie versuchen, die RGB-Werte basierend auf dem erwarteten Licht in der Szene manuell anzupassen. Es kann hilfreich sein, genau zu wissen, welche Wellenlängenbänder der Bayer-Filter Ihrer Kamera verwendet, aber wenn ich mir die Grafik ansehe, würde ich vermuten, dass ihre Zentren ungefähr Rot = 650-700 nm, Grün = 500-550, Blau = 425-450 sind, was sich in Absorption umwandelt Koeffizienten von R=0,4, G=0,04, B=0,007 (Einheiten sind Lichtanteil pro Meter).

Sie könnten also Ihre Farbkanäle multiplizieren, um das rote und grüne Licht auf das Niveau von Blau zu bringen, wenn Sie ungefähr wissen, in welcher Tiefe Sie sich befanden. Die Formel, die Sie benötigen, um herauszufinden, wie viel Licht tatsächlich dort unten angekommen ist, ist das Beer-Lambert-Gesetz und ist wirklich nur eine exponentielle Zerfallsfunktion, die auf dem Produkt der obigen Koeffizienten und Ihrer Tiefe basiert:

Aus diesen Zahlen ergeben sich bei 10 m relative Intensitäten von RGB = [0,018, 0,67, 0,93], sodass Sie den Rotkanal mit ~51 und den Grünkanal mit ~1,4 multiplizieren möchten. Beachten Sie auch, dass ich mit 10 m die Gesamtentfernung meine, die das Licht von der Oberfläche zurücklegt, dh Tiefe des Motivs + Ihre Entfernung zum Motiv.

Bei einer Entfernung von 20 m durch das Wasser hätten Sie relative Intensitäten von RGB = [0,00034, 0,45, 0,87], sodass Sie den roten Kanal mit ~ 2600 und den grünen mit ~ 1,9 multiplizieren möchten.

Offensichtlich haben Sie bei dieser Art von Tiefe einen sehr verrauschten roten Kanal, selbst bei ISO100 (bei 20 m verlieren Sie ~ 11 Bits an Informationen auf dem roten Kanal, wenn Sie mit 2600 multiplizieren, sodass vielleicht 3 Bits ausbleiben der ursprünglichen 14, wenn Sie Glück haben!).

Diese Zahlen sind alle ziemlich grob und gehen natürlich von einer einzigen Wellenlänge für den gesamten Bereich jedes RGB-Filters und der gleichen Gesamtreisestrecke des Lichts durch das Wasser für die gesamte Szene aus (aber dieser Nahaufnahmefisch und die Meereskoralle 3 m darunter haben ~ 6 m Unterschied in der Absorptionsentfernung), aber viele dieser Annahmen sind sowieso bereits in der digitalen Verarbeitung enthalten ...

Da ich dies nicht selbst getan habe, würde ich wahrscheinlich versuchen, diese Anpassungen vor / nach dem Versuch verschiedener Weißabgleiche vorzunehmen, um zu sehen, was die besten Ergebnisse liefert, und versuchen, die obigen Verstärkungsverhältnisse anzupassen (idealerweise möchten Sie einige Daten über das RGB erhalten Filterwellenlängen und bessere Daten zur Farbabsorption exakter Wellenlängen, um diese Verhältnisse zu bestimmen).

Es ist zu spät?

Eine Antwort auf diese Frage legt also nahe, dass Sie eine Art Unterwasserfilter verwenden sollten, von dem ich vermute, dass er ein Übertragungsspektrum aufweist, das der Umkehrung des Absorptionsspektrums von Wasser in einer bestimmten Tiefe sehr ähnlich ist. Das wäre ideal, da Sie sich nicht auf die angenommene Leistung Ihrer RGB-Kanäle in Luft verlassen. Aber das hilft dir jetzt natürlich nicht bei der RAW-Verarbeitung!

Schließlich kann auch das Hinzufügen Ihres eigenen Lichts hilfreich sein. Wenn Sie etwa 10 m unter der Oberfläche, aber nur 1 m vom Unterwassermotiv entfernt fotografieren, würde die Bereitstellung Ihres eigenen Lichts (ausreichend, um das Sonnenlicht zu überwältigen, das noch so weit herunterkommt) viel weniger Kompensation erfordern. Bei einer Entfernung von 2 m (1 m zum Motiv, 1 m vom Motiv) sind die RGB-Verhältnisse [0,45, 0,92, 0,99], also sollte eine Anpassung von R um 2,2 und G um 1,07 ausreichen, und der automatische Weißabgleich könnte sogar "gerade so sein Arbeit". Dies würde möglicherweise auch bei einigen Szenen helfen, wenn Sie versuchen können, die Gesamtstrecke, die das Licht zurücklegt (von der Lichtquelle zum Motiv zur Kamera), über die gesamte Szene hinweg konsistenter zu machen.