为什么不使用相机作为色度计?


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显然,要获得可靠的结果,必须校准成像管线的关键部分,尤其是要在其上编辑图像的计算机显示器。

几乎没有人质疑这样的假设:校准显示器的唯一真正正确的方法是使用专用的硬件色度计和相关的(通常是专有的)软件。我不知道通过某种替代方法可以取得什么样的结果?特别是,使用(轮廓)相机代替专用色度计。

有一个名为ArgyllCMS的开源库,该库主要是一个免费的颜色管理工具,旨在与专用的硬件色度计一起使用。他们已经收集了有关此类仪器的注释,并与其软件一起使用。*

他们一定甚至没有理由不提起使用相机的可能性吗?

http://hoech.net/dispcalGUI/是ArgyllCMS的跨平台GUI前端,对于基于linux的工作流程或作为仅要校准两个的高端版本的产品,它看起来很有希望例如,屏幕(尽管我赞赏软件开发的成本,但我并不真正认为色彩管理不是特别复杂,也不是开发人员最初的想法所需要的)。

我看到直接连接到屏幕的设备将能够消除环境光对读数的影响,并且还可以看到某些设备具有监视环境光和进行适当补偿的功能。显然,专用色度计中的传感器将具有与相机不同的特性;有哪些显着特征?

我有一个暗示,如果没有额外的专用硬件就可以达到足以让某些严肃​​的业余爱好者接受的结果,那么它将得到更广泛的了解和讨论。但是,我通常对正统的观点x持怀疑态度,说“你必须拥有,否则你永远做不到y”。

希望可以对此事阐明一些明确的看法,我认为在这里对这个问题有更多的看法通常是有益的。

2005年关于ArgyllCMS邮件列表的讨论,涉及使用数码相机进行打印机校准

*此处值得注意的一件事是,Datacolor的业务模型似乎特别围绕着不仅基于提供的软件的功能来区分自己的Spyder产品,而且还阻碍了第三方软件对硬件的使用。


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这是您要搜索的内容:使用DSLR免费监控色彩校准
2013年

埃里克 看起来很有希望。如果您将其发布为答案,我会将其标记为已接受(尽管目前我有点忙于实际检查它,希望它能正常工作。我认为从理论上讲,它应该至少比我说的更好-垃圾资本家的阴谋比色计)。
PeterT

1
是什么让您无法从显示纯白色(无环境光)的计算机显示器的散焦图像中获取手动白平衡,然后使用自定义白平衡设置拍摄完美照亮的灰卡(注意:颜色偏差将被反转;即屏幕太冷会产生图像太热),然后在图像查看器中打开生成的图像,记下特定的颜色通道偏差,然后通过调整显示器的颜色控件来消除这些偏差?不科学,但是差不多。
HamishKL '16

听起来比购买某些产品更科学,因为论坛上的某些人说您需要它:)
PeterT

Answers:


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一个明显的问题(或者说一个明显的问题)是相对较少的相机具有(甚至非常接近)曝光的准确性和可重复性的程度,以使其完全正常工作。

当杂志审查预算允许时,其中一些包括照相机快门速度精度的图表。尤其是在较快的快门速度下,经常会看到30%或更高的误差。光圈变化不大,但仍然很多。使用电子快门的相机可能会使曝光时间更加准确,但是光圈仍然存在相同的问题。

仅举例来说,几乎所有缝合了几张全景图的人都很快了解到,将单独的图片缝合在一起是很容易看到的“接缝” 的惯例。其中一些可能是由于环境光的变化引起的,但我想大多数是由于相机的曝光变化所致。您可以通过将几张照片平均在一起来减少同一张曝光量的差异,但这并不能告诉您当您进行了所谓的一站式曝光改变时,曝光量实际上发生了多少变化。

底线:如果您能达到产生有意义的轮廓所需的曝光精度,我将感到非常惊讶。我敢打赌,一个相当谨慎的基于眼球的配置文件(例如,使用Adobe的颜色小部件)将比您打算从大多数相机获取的配置更加准确。


有趣,谢谢。我不知道要独立测试多快的快门速度和光圈精度,以及为什么在当前的评论中很少如此讨论这些问题。
PeterT 2011年

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+1用于介绍有关曝光精度的要点。但是,并不能立即排除@PeterT的想法。缺乏准确性不是问题,但可重复性差。例如,如果您的相机持续花费1/40秒。在标称1/30秒的设置下进行曝光,虽然不准确,但却很精确。 可以一次又一次地通过在相同条件下以相同设置拍摄相同目标的照片来测量精度。那么,为什么不在屏幕上拍摄标准目标(没有环境照明)呢?比较不同的镜头将告诉我们重复设置的效果。
whuber 2011年

@whuber:我也提到了重复性...
Jerry Coffin

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是的,你做到了。但是您专注于准确性。有一些希望:一个人精确测量了一个笨拙的相机快门,发现标准偏差为0.08光圈(circlemud.org/~jelson/lomography_shutter),尽管它的速度超过1/2光圈也太快了。其他人则报告说,在最快的速度下,精度是一个挑战,但在较慢的速度上可能不是那么多,这在机械上是有意义的(nemeng.com/leica/006b.shtml)。因此,在慢速至中等快门速度下,像样的SLR似乎有可能具有高度可重复的曝光。
whuber 2011年

1
无论我的Pentax Kx的准确性和可靠性有什么特点,如果它们比我最初发布问题以来所使用的任一种色度计差,我将感到非常惊讶。
PeterT

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有一个很好的循序渐进教程,可帮助您实现以下目标:

使用DSLR免费监控色彩校准

他从色温设置开始调整显示器设置。之后,他在监视器上再拍了一些显示色彩校准表的照片后,调整了红色,绿色和蓝色的色彩增益。

一切都是手动完成的。没有编写任何申请。编写本教程的人使用Mac OS X和可能昂贵的RAW图像编辑软件。

您可以为此使用Gimp,它是免费的(开放式)软件,也可以是RAW-TherapeeUFRaw,它们也是免费的(开放式)软件,并且可以在大多数相机上使用。它们适用于所有常见的操作系统。

我确信可以改进和完善整个过程,但这是一个很好的起点。


再次感谢您的输入。似乎还有很多工作要做,有人需要编写一个能够生成更详细的色彩配置文件并更好地实现流程自动化的工具...我只是给了您一个投票,而不是接受答案,我必须承认,当我非常肤浅地看待它时,才想到会发生一些聪明的事情。
PeterT

4

相机色度计是Google Play上的一个应用程序,它将手机上的相机用作色度计,用于校准其他设备。

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.auralisoft.colorimeter

[一些实验结果]

我在Nexus 6上使用后置摄像头获得了非常一致的捕获结果。以下是Nexus 7 2013设备在相同(相当酷)白屏下捕获的10个RGB值及其标准偏差:

       R             G           B
  0.64074441    0.82363862  0.960373769
  0.637419746   0.823843618 0.960422471
  0.635585636   0.823491139 0.961107378
  0.637959867   0.823703707 0.960575674
  0.637286725   0.823480298 0.960555295
  0.636529085   0.826055671 0.963249426
  0.637193203   0.822952933 0.961079831
  0.635713642   0.824445067 0.962552416
  0.637704785   0.82248129  0.961555964
  0.635952103   0.82470173  0.962591767
  -------------------------------------

均值0.63720892 0.823879407 0.961406399

标准差0.00142383 0.00094581 0.000989068

我没有其他的Nexus 6可以尝试,另外一台Nexus 7设备无疑会返回略有不同(但一致)的结果。我们对照片的外观或噪点不感兴趣,而是对是否可以在多个像素上平均获得良好的RGB读数感兴趣。由于照相电话具有电子快门,因此这里没有其他张贴者讨论过的SLR中的机械快门带来的一致性问题。

[实际结果]

这是校准前后的一些结果。

我在Nexus 6上使用相机校准了Xperia C4手机,然后使用Datacolor Spyder 4色度计在校准前后测量了Xperia的显示屏。

Nexus 6相机执行的唯一校准是通过“相机色度计”应用程序的“捕获白点”菜单选项为其提供参考D65白点。参考D65白点来自使用Spyder 4色度计校准的另一台显示器。

首先是Xperia C4的未经校准的伽玛曲线(黄色):

未校准的伽玛

青色线是平均伽玛值。白色曲线是目标sRGB伽玛。Xperia C4的未经校准的伽玛值太低,并且与sRGB目标大大偏离。

这是校准后Xperia C4的伽玛曲线,它更加接近目标sRGB曲线:

校准后的伽玛

接下来是在校准前后各种灰度等级的deltaE(2000)误差之间的图形比较。校准后,平均deltaE误差从3.06降至142。

校准前后的灰度增量

这是CIE图,显示了校准前后的色域(白色三角形)和饱和度扫描(小的实心圆)。黑色三角形是目标sRGB色域。小方块是饱和度目标。

校准前: CIE图(未校准)

校准后: CIE图(已校准)

最后,下图比较了校准前和校准后每种原色和副色饱和点的平均deltaE误差,以及所有颜色的总体平均deltaE误差:

饱和度扫描误差比较

总体平均deltaE误差从3.69降至2.30。


为什么对这个答案不满意?这是一个合法的答案,为问题增加了另一个有效的方面。
user23573 '16

不是我的不赞成票,但是考虑到问题的前提,很高兴解决这个应用程序为什么能够运行(并且可以信任)的问题,而通常不建议以这种方式使用相机。
mattdm

难怪您会获得一致的结果,不一致的结果称为噪点,并且在您的照片中清晰可见。要获得更多的刺激,您可以检查另一个nexus 6如何看到相同的白屏,或者您会从其他人的nexus 7读取什么值!
szulat '16

2

根本原因是照相机的光谱特性通常与人类观察者不同(具有这种特性的照相机是不寻常的,并且通常非常昂贵,并且用于特定任务,例如显示器的均匀性测试等)。

比色计仪器被设计为具有与标准观察者相匹配的光谱响应,并采取了措施以确保一定程度的可追溯色彩精度。相机制造商希望他们的照片看起来不错。

就像在所有事情中一样,您往往会得到所要支付的东西。许多廉价的色度计都不是很好。


1

我无法给出技术性的答案,但我是作为实验进行的-在我对专用色度计的偏斜和不一致的结果感到沮丧之后,使用DSLR来测量显示器的色彩输出。这是校准显示器的一种非常行人的方法,但最终提供了比“专业”设备(可能已损坏)更准确的解决方案,至少从视觉和拍摄更多测试图像时的一致性来判断。


1
我很想做一些开放源代码的工作,以便在某个时候更好地自动化基于DSLR的校准​​……当然,时间允许的话。:)我仍然没有获得色度计的专利权,并认为可以达到良好的效果。
PeterT 2012年

1

这实际上是一个非常有趣的问题。

缺点

您可以使用相机,但问题是:

  • 相机本身可能未校准。您可以选择不同的白平衡设置,我可能会选择“太阳”设置。

  • 镜头本身具有偏色。也许您可以在没有近距离镜头的情况下进行拍摄。但是,相机仍然可以在传感器上留下偏色。

  • 您仍然需要参考目标。例如,您要拍照比较哪种白色?

  • 博览会的价值。事情变得更加复杂。您如何知道目标的暴露程度?

为了获得更标准的结果,我会选择非常低的快门速度。大约1/2秒。

Erik发布的链接很有趣。但是需要根据您的需要进行调整。

优点

我认为在某些情况下可以使用摄像机,例如,以一个作为参考来匹配2台相邻的显示器。

可用于定义显示器的白点。


但是,如果您不需要专业的解决方案,则可以使用图形卡上的常规控制器。我在这里做了一个基础教程。http://www.otake.com.mx/Apuntes/ColorCalibration/ColorCalibration.phtml

问题是您只能使用伽马函数来操纵此值。


1

新来的。我与DTPers,专业印刷店和摄影师进行了长达16年的关于色彩管理的长期“对话”。在进行数字印刷之前,我曾尝试过彩色印刷,但作为一名完美主义者,我决定让专业实验室尽其所能,并在必要时进行重印。

我尖叫着进入数字时代。理解光线以及24小时内从红色到蓝色再返回的变化对于理解颜色管理至关重要。我做的第一份专业打印工作是去打印机,问排版人员是否可以得到他们的打印机配置文件的副本以嵌入到图像中。他们告诉我,只要将图像转换为CMYK,使用什么配置文件都没有关系。自从PDF格式问世以来,甚至不需要转换为CMYK。

这是你的答案。无需将相机用作色度计。是的,正如另一篇文章所述,颜色传感器有偏差,主要偏向光谱的红色端。其他人提到在视觉上确定适当的色彩平衡。大多数人无法分辨深红色(Roll Tide)和红衣主教(Woo Pig Sooie)之间的区别。大多数人不知道光具有色温。而且使用滤镜可以使图像看起来温暖或凉爽。

多年前,我从Color Consortium网站上检索了一些颜色配置文件,并将这些配置文件与我的所有软件和硬件一起使用。我将显示器连接到Windows盒后所做的就是将RGB设置分别设置为50%。然后,我进行了打印,并将显示器的亮度调整为打印的浓度(在墨水完全干燥之后)。然后,我进行了必要的“亮度”调整,进行了另一次打印并将监视器的亮度重置为该打印。

从我的低端爱普生打印机到专业的打印店,我一直在接受可接受的打印件。专业人士告诉我,认为彩色配置的显示器,扫描仪,照相机等对于获得专业效果必不可少。这是真的。您必须具有5000K照明(低水平),穿黑衣服,在工作区的墙壁上粉刷18%的灰色,并在相同的5000K照明下查看最终产品,以查看正确的颜色。

问题,Barnes and Nobel,Borders或任何其他杂志和图书销售商是否采用这些条件?Kinda很难让室外信息亭管理照明,因此人们可以正确查看发布的颜色,这是您不知道的。对不起,讽刺。

相机是反射光记录仪。它不是(也没有打算)成为供RLRI操作员做出光校正滤镜决策的测量光色温的仪器。此外,在当前照明条件下,始终可以进行自定义白平衡以校正相机看到的色温。色度计是一种专业工具,无需花费每个位置和照明所需的时间来平衡相机的白平衡,从而节省了专业工作人员和客户的钱。

干杯!


“问题,Barnes and Nobel,Borders或任何其他杂志和图书销售商是否采用这些条件?” 我想你的意思是图书发行商。在某种程度上,是的,总是如此。是的,取决于出版物,是的。
丹·沃尔夫冈

1
不,在观看最终产品的照明条件下。
kdd

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他们一定甚至没有理由不提起使用相机的可能性吗?

  • 不准确?
  • 复杂?
  • 要求先校准相机?
  • 无法为此目的正确校准相机(通常仅使用具有反射色的ColorChecker校准相机)?
  • 无法消除反射?
  • 测量暗值时噪声太大?

这里值得注意的一件事是,Datacolor的业务模型似乎特别围绕着不仅基于提供的软件的功能来区分自己的Spyder产品,而且还阻碍了第三方软件对硬件的使用。

我不了解DataColor,但是X-Rite比色计和分光光度计可以与Argyll一起使用。


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从物理上讲,颜色是连续波长光谱的函数。颜色校准需要在人眼受体光谱响应的色彩空间中起作用。如果相机的传感器/滤光片与这些传感器/滤光片完美匹配,那么我们就不必为白平衡而烦恼。

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