Mi az a szín?
A fény különböző hullámhosszai eltérő emberi reakciót váltanak ki. Szemünkben S-, M- és L-típusú csapok felelősek a látható spektrumból a kék (short), zöld (medium) és vörös (long) színek érzékeléséért, a környező hullámhosszokra kevésbé érzékenyek. Az agy ezek összetételéből állapítja meg a látott színt. Ezek szerint az emberi látás nem dolgozza fel a fény teljes spektrális eloszlását, azaz különböző eloszlások azonos színnek tűnhetnek. A látásban pálcikák is részt vesznek, amelyek a fény intenzitását érzékelik. Fény nélkül a csapok nem tudnak megfelelően működni, emiatt sötétben fekete-fehér árnyalatokban látunk. Ráadásul a pálcikák rövidebb hullámhosszú fényre érzékenyebbek, sötétben a kékes árnyalatok világosabbak (Purkinje-jelenség).
Spektrális eloszlás
Egy fényforrás intenzitását az elektromágneses spektrum különböző hullámhosszain a spektrális eloszlás jellemzi. Grafikonon ábrázolva a vízszintes tengelyen a hullámhossz, a függőleges tengelyen pedig az adott hullámhosszhoz tartozó intenzitás található. A napfénnyel és hagyományos izzókkal ellentétben a LED-es fényforrások eloszlása szakaszos, csúcsos lehet, fényük kevésbé természetes. Az eloszlás határozza meg egy fényforrás színhőmérsékletét, vagyis azt, hogy fénye milyen színűnek tűnik, valamint azt, hogy mennyire adja vissza természetesen a színeket (CRI). Egy 2700 Kelvin értékű melegfényes LED izzó CRI értéke alacsony, ha spektruma nem tartalmazza a zöld és kék tartományokat.
CRI = Color Rendering Index
# https://global.sekonic.com/sekonic-c-800-spectrometer
# https://www.newsshooter.com/2024/08/25/arri-skypanel-x-review
Színszűrők és mikrolencsék
Szenzorok jellemzésére a spektrális eloszláshoz hasonló kvantumhatásfokot (QE) használják. Ez azt mutatja meg, hogy a szenzor mennyire képes a fotonokat elektronokká alakítani, azaz mennyire hatékonyan érzékeli a fényt különböző hullámhosszokon. A szenzorok az emberhez hasonlóan három tartományra szűrnek, ehhez vörös, zöld és kék színszűrőket alkalmaznak a pixeleken. Szűrés előtt minden képponton mikrolencsék segítik a fényt fókuszálni. Az infravöröshöz közeli hullámhosszok elkerülése miatt IR cut szűrőt helyeznek a szenzor felületére, ipari kamerákról ez gyakran eltávolítható, vagy megvásárolható nélküle (NIR kamerák).
NIR = Near Infrared
# https://thinklucid.com/product/phoenix-04-mp-imx287
# https://landingfield.wordpress.com/2013/02/06/peeping-into-pixel-a-micrograph-of-cmos-sensor
Bayer-minta
Bryce Bayer 1976-os szabadalmában kétszer annyi zöld színszűrőt használt, mint vöröset és kéket, vagyis a minta fele zöld, negyede vörös és negyede kék. Ezzel az volt a célja, hogy az emberi látás működését utánozza, ami a zöld színre a legérzékenyebb, mivel a L- és M-típusú csapok érzékenységi görbéi jelentősen átfednek.
Egy szenzoron tehát egy pixel csak egy színt képes érzékelni. Az ISP (Image Signal Processor) feladata az interpoláció, ami ebben az esetben az eltérő színű pixelek összemosását jelenti. Minden irányban egy vagy több képpontnyi lépéssel az összes pixel RGB értéke megbecsülhető, ez a folyamat a demosaicing.
ColorChecker használata
A valósághű színek megtartásához referenciaként szolgáló táblákról, kártyákról szokás fényképeket készíteni akár egy portréfotózás előtt, akár egy ipari kamera telepítésekor. Ezek szabványos színekkel rendelkeznek, így a fényképek alapján korrekciós profil készíthető az adott környezethez. A Calibrite cég ColorChecker termékét ismeri a legtöbb szerkesztőprogram és automatikusan tudnak korrigálni vele. Hasonló népszerű eszköz a grey card, amely a szürke szín egy vagy több árnyalatát tartalmazza.
# https://calibrite.com/us/product/colorchecker-classic