La balance des blancs automatique fonctionne-t-elle vraiment? Comment?

Je ne comprends pas comment la caméra peut déterminer la balance des blancs à utiliser dans une scène donnée.

Je pouvais le voir fonctionner s'il y avait une dominante de couleurs évidente (par exemple: sous des lampes fluorescentes). Est-ce qu'il compare les histogrammes des différents canaux de couleur et tente de les faire correspondre dans une certaine mesure? Même alors, je ne peux qu’imaginer qu’il fonctionne de manière fiable dans des circonstances très bien définies.

Quelqu'un peut-il expliquer comment il est mis en œuvre dans les caméras d'aujourd'hui et comment il fonctionne généralement?

L’hypothèse de départ est que la scène moyenne doit être neutre en couleurs. Par conséquent, en calculant la couleur moyenne de la scène, puis en appliquant la même correction à chaque pixel, vous obtiendrez une scène de couleur moyenne neutre qui doit présenter une balance des blancs correcte. Cela échouera quand il y a une couleur dominante et la scène.

Les algorithmes sont devenus plus sophistiqués au fil des ans avec de nombreux articles techniques et brevets rédigés sur le sujet. Ils ont ajouté plus d'intelligence, comme une fixation à l'ensemble des illuminants connus.

L'algorithme exact diffère d'une caméra à l'autre et il semble fonctionner extrêmement bien à l'extérieur pendant la journée, où il y a peu de variation. Sous une lumière artificielle, il y a beaucoup plus de variance et c'est plutôt un hasard. Les appareils photo numériques anciens étaient particulièrement mauvais, mais la situation s’améliorait en moyenne.

La meilleure performance de balance des blancs que j'ai jamais vue est celle du HP Photosmart R967 . DC Resource a remarqué cela et a déclaré qu'ils devraient remporter le prix Nobel! Plusieurs appareils photo compacts récents font également un excellent travail. L'avantage d'une caméra sans miroir par rapport à un reflex numérique est qu'elle peut lire des données sur tout le capteur. Les DSLR peuvent maintenant le faire en mode Live-View.

Certains reflex numériques utilisent une approche totalement différente qui consiste à mesurer la balance des blancs à la place. C'est le cas pour l' Olympus E-5 . Il possède un capteur "externe" dédié qui mesure la lumière qui tombe sur la caméra. Vous pouvez désactiver cette option pour les cas où vous photographiez avec un éclairage différent de celui de votre sujet.

La caméra ne peut pas savoir quelle balance des blancs utiliser, elle ne peut que deviner en fonction des données d'image (ou parfois d'un capteur externe, comme Itai l'a mentionné dans sa réponse).

Si, par exemple, je prends une image d'un mur bleu, la caméra pense que j'ai pris une image d'un mur gris en lumière bleue, et l'image devient grise au lieu de bleue. (Il s’agit à peu près du même phénomène que lorsque je photographie un mur blanc ou noir avec une exposition automatique, et que l’appareil photo règle l’exposition de sorte que les deux deviennent gris.)

J'utilise toujours la balance des blancs automatique et l'ajuste manuellement lorsque je modifie l'image brute. D'après mon expérience, la balance des blancs automatique est parfois parfaite, la plupart du temps très rapprochée et, dans de rares cas, très éloignée.

Notez également que le réglage "correct" de la balance des blancs ne correspond pas toujours à la température de couleur exacte de la source lumineuse. Parfois, une image nécessite un léger changement de couleur pour paraître naturelle, et certaines peuvent même en demander beaucoup. Une image prise à la lumière du soleil peut avoir besoin d'être légèrement plus jaune et une image prise aux heures bleues peut nécessiter beaucoup de bleu.

La réponse est aussi variée que les nombreux modèles d'appareils photo et leurs microprogrammes associés.

Lorsqu'ils sont réglés sur AWB, la plupart des appareils photo numériques plus anciens (y compris la quasi-totalité d'entre eux lorsque cette question a été posée) utilisent des algorithmes qui tentent de régler la balance des blancs en supposant que les zones les plus lumineuses du cadre doivent être en blanc neutre ou en gris très clair. . Cela fonctionne assez bien à moins que certaines zones soient complètement saturées dans les trois canaux (avant que des ajustements d'exposition ne soient appliqués).

Le résultat peut être similaire à l’une des sélections prédéfinies disponibles (lumière du jour, tungstène, nuageux, fluorescent, etc.) ou peut être considérablement différent de l’une d’elles. Si la scène détectée est suffisamment proche de l'un des choix prédéfinis de la caméra, celle-ci peut être appliquée ou non , en fonction du modèle de caméra exact en question.

Les nouvelles caméras utilisent souvent des algorithmes plus sophistiqués qui peuvent varier considérablement d’un modèle à l’autre. La plupart des modèles de premier plan sont similaires à certaines formes de mesure, telles que la «Matrix» de Nikon ou la mesure «évaluative» de Canon, dans lesquelles les données du cadre sont comparées à une bibliothèque chargée dans le micrologiciel de l'appareil photo et appliquées en fonction des instructions les plus proches. Si l'appareil photo détecte une scène avec un ciel bleu brillant dans la partie supérieure du cadre et un vert plus foncé dans le cadre inférieur, il appliquera la balance des blancs basée sur un profil de paysage. S'il détecte une scène comportant beaucoup de zones ressemblant à des tons chair, il appliquera un WB basé sur un profil portrait. (Cette explication est grandement simplifiée par les nombreuses subtilités analysées et peut affecter le résultat.)

Certaines caméras permettent même à l'utilisateur de choisir entre le biais vers les zones les plus lumineuses ou vers les zones plus moyennes de la scène. Canon appelle les deux choix disponibles avec certains des modèles les plus récents «AWB priorité blanche» ou «AWB priorité ambiance».