Comment la couleur de l'éclairage ambiant affecte-t-elle le rendu des couleurs?

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Comment la couleur de l'éclairage ambiant affecte-t-elle le rendu des couleurs?

Par exemple:

Si je me tiens sous un réverbère à vapeur de sodium (orange) et que j'étalonne la balance des blancs de mon appareil photo, quel effet cela aurait-il si je prenais une photo d'un tableau de test des couleurs? Vraisemblablement, le blanc restera toujours aussi blanc en raison de l'étalonnage de la balance des blancs, mais comment les autres couleurs seront-elles rendues?

En quoi le résultat différerait-il sous un éclairage coloré primaire et secondaire, par exemple une lumière rouge ou jaune?

Merci.

gjb
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Un exemple extrême de la dépendance de la couleur sur les conditions d'éclairage est le métamérisme , où deux objets peuvent sembler de la même couleur sous une même source de lumière, mais de couleurs différentes sous une deuxième source de lumière.
Rob

Réponses:

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mattdm a tout pour plaire - ce n'est pas la température de couleur qui compte, c'est la largeur du spectre. Voici quelques exemples qui illustrent bien la différence.

Voici une image que j'ai prise il y a quelque temps lors d'un feu de joie. Directement de la caméra, sans la balance des blancs, il semble massivement orange:

Et voici une image prise tout à l'heure sous des lampadaires à vapeur de sodium (j'ai passé un certain temps à chercher une image que j'avais prise sous des lampadaires, qui est très peu nombreuse jusqu'à ce que je réalise que je devais juste sortir de ma porte d'entrée!)

Ressemble similaire. Mais si vous jouez avec la balance des blancs dans la première image, vous pouvez la ramener dans un endroit proche du neutre. En effet, le feu étant une source lumineuse incandescente (chaude), il émet un large spectre. Il se trouve qu'il est centré sur le jaune plutôt que sur le blanc comme la lumière du soleil (qui est une autre source incandescente, mais beaucoup plus chaude!). Nous pouvons simplement changer les couleurs pour obtenir quelque chose de plus similaire à la lumière du jour:

Vous pouvez maintenant faire la différence entre le feuillage, les teintes et le denim. En revanche, l'image du réverbère est éclairée par une source lumineuse fluorescente. Ces lumières émettent des pointes de fréquence très étroites, la lumière n'est pas seulement centrée sur l'orange, c'est l'orange seule et pas d'autre couleur! Si vous essayez de le déplacer pour que le spectre soit centré sur le blanc comme nous l'avons fait avec l'image du feu de joie, nous nous retrouvons avec ceci:

Ce qui est effectivement monochrome, même après une augmentation massive de la saturation - les couleurs ne sont tout simplement pas là. Les couleurs apparentes en haut et en bas sont en fait un défaut d'objectif qui a été mis en évidence en raison du manque d'informations sur les couleurs et exagéré par l'augmentation de la saturation (+50 dans Adobe Camera Raw).


Pour être complet, voici un tableau de rendu des couleurs Gretag MacBeth tourné sous le même lampadaire. La balance des blancs a été définie dans ACR sur la base du carreau "gris":

Comme vous pouvez le voir, l'image peut aussi être monochrome. Aucune quantité de gélification de la lumière ou de réglage de la balance des blancs ne peut enregistrer l'image. Les informations de couleur ne sont tout simplement pas présentes! Si vous n'avez que des spectres de ligne, tout ce que vous obtiendrez en retour est la quantité de cette fréquence particulière que votre sujet reflète. Devenant technique, la couleur est une variable à valeur vectorielle, c'est-à-dire qu'elle consiste en plusieurs coordonnées dans l'espace colorimétrique. Vous ne pouvez pas enregistrer un point dans l'espace colorimétrique avec une seule valeur (tout comme vous ne pouvez pas décrire votre point sur une carte avec une seule valeur), ce que vous avez lorsque vous éclairez votre scène avec une seule longueur d'onde de lumière.

C'est pourquoi les lampes fluorescentes sont mauvaises, beaucoup d'entre elles émettent des spectres très étroits (bien que plus larges que votre lampadaire moyen). En particulier, beaucoup manquent d'une partie de la partie rouge du spectre, ce qui donne des teintes verdâtres non naturelles.

Toutes les lampes fluorescentes ne sont pas mauvaises, voici le tableau éclairé par les lampes fluorescentes dans ma maison qui ont été spécifiquement choisies pour leur large spectre (comme décrit par le nombre CRI (intention de rendu des couleurs) de 93 (la lumière du soleil est de 100)):

Aucun problème de couleur ici!

Matt Grum
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Hors sujet mais curieux: quelle marque de LFC?
mattdm
Merci pour une excellente réponse, surtout pour avoir pris le temps de tester ma question hypothétique :)
gjb
Matt, pourriez-vous poster un exemple de votre carte prise sous le soleil? Je soupçonne que même avec le nombre relativement faible d'échantillons dans ce graphique, vous en trouverez qui connaissent un décalage étrange.
mattdm
Les photos du nuancier sont manquantes! Une chance de les récupérer, s'il vous plaît?
Unapiedra
L'hôte était temporairement en panne, ils sont de retour maintenant!
Matt Grum
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Le problème avec ces sortes de sources de lumière n'est pas la température de couleur , mais plutôt le spectre fourni par la lumière.

Une caméra (ou vos yeux) ne peut enregistrer que les couleurs réfléchies par les objets de la scène (sans compter les objets qui ont des propriétés fluorescentes ). Si la lumière qui brille sur l'objet ne contient pas une certaine couleur, elle ne peut pas rebondir sur vous et, par conséquent, la couleur de l'objet ne peut pas être enregistrée de la même manière qu'elle pourrait être sous une lumière à spectre complet.

Dans votre exemple spécifique de lumière à vapeur de sodium, le spectre de couleurs ressemble à ceci:

spectre lumineux de sodium à basse pression
Image CC-BY-SA de Wikimedia Commons, auteur Philips Lighting

Vous pouvez voir qu'il y a un pic de lumière très étroit juste à côté de 600 nm, ce qui est assez jaune. Tout ce que vous voyez (ou photographie) sera en termes de la façon dont l'objet réfléchit la lumière dans cette bande étroite. Votre hypothèse est donc correcte - vous pouvez déplacer ce qui est enregistré en gris / blanc neutre, mais votre graphique sera probablement assez étrange et "inexact". Et vous ne pouvez vraiment rien y faire à part apporter d'autres éclairages.

Si votre autre éclairage est également à spectre étroit, cela améliorera le rendu des couleurs qu'il ajoute - assez simple, sauf quand il s'agit de tout éclairer de votre scène comme vous le souhaitez avec chaque couleur différente. Et votre balance des blancs devra être davantage un compromis (vous choisiriez probablement quelque chose qui préserverait les deux dominantes de couleurs fortes, plutôt que d'essayer de les neutraliser).


Plus de détails sont couverts dans plusieurs questions existantes:

Meilleure température de couleur de l'ampoule fluorescente pour photographier des personnes et des interviews?

De quels paramètres de balance des blancs ai-je besoin pour capturer la dominante d'un réverbère coloré?

Quand dois-je utiliser les paramètres de balance des blancs manuelle?

mattdm
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"Et il n'y a vraiment rien que vous puissiez faire à part apporter un autre éclairage." Ce n'est pas vrai. Vous pouvez également gélifier la lumière et / ou gélifier l'appareil photo ...
Jay Lance Photography
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@Jay - cela peut simplement soustraire, cependant. Vous ne pouvez pas ajouter au rendu des couleurs de cette façon.
mattdm
Qui a dit quoi que ce soit à propos de l'ajout? Le but de la gélification (dans ce cas) serait de soustraire ou d'atténuer les effets de la ou des fréquences incriminées. C'est clairement autre chose que vous pouvez faire autre que d'apporter un autre éclairage ...
Jay Lance Photography
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@Jay - si le spectre disponible est vraiment étroit, comme une lumière de vapeur de sodium, la fréquence "offensante" est à peu près tout ce qu'il y a . Si vous filtrez cela, ce sera juste sombre.
mattdm
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@Jay: Matt l'a cloué sur la tête ici. Les caméras absorbent la lumière présente et si votre scène est éclairée avec un spectre très étroit, aucune quantité de gélification ne changera le simple fait que vous manquez de certaines fréquences. Vous pouvez peut-être décaler le spectre étroit des fréquences avec un filtre coloré, mais vous n'ajouterez pas de fréquences de lumière supplémentaires. Seule la lumière supplémentaire émettant des plages de fréquences lumineuses différentes ou plus larges le fera.
jrista