Pourquoi devons-nous réellement ajuster la balance des blancs?

La réponse semble évidente: sans la balance des blancs, nous aurions une mauvaise reproduction des couleurs, car un éclairage différent produirait beaucoup de teintes de couleurs différentes. Nos yeux s'adaptent aux teintes de couleur afin que nous puissions reconstruire les vraies couleurs des objets, les caméras doivent donc également ajuster la balance des blancs.

Mais cela semble étrange. Nous pouvons clairement percevoir la teinte de couleur dans les scènes: tout le monde peut voir que les lampes à incandescence sont jaunâtres, tandis que les lampes fluorescentes sont très blanches / légèrement bleues. Mais avec la balance des blancs automatique, la teinte de couleur est supprimée sur la photo. L'éclairage incandescent et l'éclairage fluorescent deviennent blancs.

Et bien que nos yeux s'adaptent à la teinte des couleurs, pourquoi ne s'ajustent-ils pas en regardant une photo? Pourquoi la caméra doit-elle faire un travail que les yeux feraient déjà?

Cela semble impliquer que pour obtenir une reproduction précise des couleurs - y compris la teinte de couleur que nous percevons et voulons donc capturer, il suffit de régler la balance des blancs à la lumière du jour, tout le temps.

Mais la balance des blancs est évidemment nécessaire. Même dans une pièce avec de terribles lumières incandescentes qui dégagent une dominante jaune fortement perceptible, l'image sur le viseur numérique semble toujours beaucoup plus correcte avec la balance des blancs en automatique qu'avec le soleil! Je suis resté là à jouer avec l'appareil photo pendant un bon moment, et je ne comprends toujours pas pourquoi c'est le cas. Pourquoi le viseur de la pièce, qui montre une image sans teinte jaune, aurait-il l'air correct juste à côté des objets illuminés d'une teinte jaune intense? Et quand je mets l'appareil photo au soleil, l'écran montre soudainement une teinte jaune beaucoup plus forte que la pièce réelle, même si mes yeux ajustés en jaune devraient ramener à la fois la pièce et l'écran au blanc, non?

Y a-t-il quelque chose à propos des écrans et du papier photographique qui fait que notre cerveau / nos yeux "désactivent" notre correction interne de la balance des blancs?

La couleur perçue d'un objet dépend de deux éléments: la couleur intrinsèque de l'objet et le spectre de couleurs de la lumière qui brille sur lui.

Une pomme rouge par exemple, apparaîtra presque noire avec une lumière bleue pure qui brille dessus. Selon la différence de densité spectrale des différentes lumières, la couleur absolue perçue de la pomme rouge changera, elle n'est pas constante. Mais parce que nous savons de quelle couleur est vraiment la pomme, notre cerveau ajuste notre perception des couleurs pour que la pomme rouge soit ce que nous attendons.

La balance des blancs est l'outil pour faire en sorte que la sortie de la caméra reflète le post-traitement de notre cerveau.

Lorsque nous regardons une photo ou un écran, notre cortex visuel applique sa balance des blancs en fonction des lumières dans la pièce et de vos connaissances et de vos idées préconçues sur les couleurs intrinsèques des articles, mais il n'est pas équipé pour effectuer un ajustement spécial supplémentaire en sachant c'est regarder une photo. Lorsque la balance des blancs de la photo ou de l'écran est différente de l'environnement dans lequel vous vous trouvez, les couleurs résultantes semblent étranges, par exemple la couleur perçue de la pomme rouge est différente de ce que votre cerveau attend de l'éclairage de votre pièce.

Vous dites que tout le monde peut voir que les lampes à incandescence sont jaunes, mais ce n'est pas strictement vrai. Vous connaissez les lumières par rapport à d'autres sources de lumière, c'est pourquoi vous pensez qu'elles sont jaunes, mais cela peut facilement être trompé. Je pourrais vous mettre dans une pièce, nouvelle pour vous, avec seulement des ampoules à incandescence, et je pourrais faire en sorte que les lumières semblent pratiquement de n'importe quelle couleur, en sélectionnant soigneusement les couleurs de la peinture et d'autres objets pour inciter votre cortex visuel à appliquer une balance des blancs incorrecte . Si j'avais dans la pièce un tas d'objets qui sont généralement blancs, mais qui sont en fait teintés d'une manière particulière, votre cerveau ajustera sa correction de la balance des blancs afin qu'ils le soient, ce qui peut entraîner la perception des lumières incandescentes d'une couleur différente. La fameuse robe bleu / or est un exemple du phénomène au travail.

La page Wiki sur la constance des couleurs contient plus d'explications ainsi que quelques exemples d'images qui peuvent illustrer davantage le concept.

Nos yeux s'adaptent à la lumière ambiante. Lorsque vous regardez une photo, l'éclairage de l'image ne correspond pas nécessairement à la lumière ambiante. Nos yeux et notre cerveau travaillent ensemble pour obtenir une compréhension globale de ce que nous voyons, c'est pourquoi les illusions d'optique fonctionnent sur nous. L'esprit pense savoir ce qui est plus sombre / plus clair ou plus proche / plus loin, puis les gens conçoivent des dessins pour tromper le cerveau.

Cela fonctionne également pour la balance des blancs. Notre cerveau ignore l'éclairage car il sait à quoi les choses devraient ressembler. Une photo casse cependant cela car elle peut présenter une scène éclairée différemment sur un écran ou une impression et nous avons donc du mal à résoudre cette différence.

Les courbes de réceptivité des récepteurs de nos yeux et des récepteurs d'un appareil photo numérique sont différentes. Nous avons trois types de récepteurs différents à partir desquels nous fabriquons notre impression de couleur. Les sources de lumière émettent de l'énergie sur un spectre de fréquences / longueurs d'onde, les surfaces réfléchissent différentes à différentes longueurs d'onde et nos récepteurs ont des sensibilités différentes à différentes longueurs d'onde. Une grâce qui sauve est que les intensités ont tendance à changer relativement progressivement et de nombreuses sources de lumière sont modelées sur la lumière du soleil qui a le spectre d'un corps noir chaud filtré à travers l'atmosphère. Maintenant, le ciel est bleu à cause de la dispersion, et le bleu du ciel a été détourné de la lumière du soleil comme on le voit dans l'espace. Le résultat global ne manque que du bleu, mais si le ciel est couvert ou juste le soleil obstrué (parce que nous sommes à l'ombre),

Les ampoules à incandescence sont de nature similaire à la lumière du soleil, mais ne démarrent pas aussi chaudement et manquent de l'action dispersive de l'atmosphère. Les lampes fluorescentes ont tendance à avoir beaucoup d'intensité concentrées sur des bandes de longueur d'onde étroites.

C'est un cauchemar complet pour produire, disons, de la peinture automobile. Vous pouvez créer des peintures de remplacement qui se fondent parfaitement sous la lumière du soleil, mais auront l'air totalement inégales sous les lampadaires à vapeur de sodium.

Les couleurs fortement pigmentées ont tendance à avoir un comportement de réfraction fortement dépendant de la longueur d'onde. Les musées des beaux-arts sont quelques-uns des rares environnements dépendant de façon cruciale de l'éclairage incandescent.

La chimie des films couleur dépendait de la création d'un mélange de sensibilités correspondant étroitement à celles de l'œil humain. Les filtres de couleur des appareils photo numériques fonctionnent différemment (et ont tendance à mieux utiliser la lumière). En fin de compte, vous devez faire correspondre la sortie à ce qu'un œil humain pourrait percevoir et vous devez faire des hypothèses sur la source de lumière et les surfaces réfléchissantes. Ces hypothèses sont codées dans la balance des blancs. Avec des surfaces sensiblement pigmentées et / ou différentes sources de lumière dans une image, une seule balance des blancs peut même ne pas être suffisante (les programmes d'édition bruts ont tendance à avoir des corrections de couleur pour les ombres en option).

Il y a même eu des caméras avec plus de 3 détecteurs de couleurs différentes (Sony DSC-FSF828 avait une matrice bleue, émeraude, rouge, verte au lieu de bleu, vert, rouge, vert) mais la perte de résolution pour les importants récepteurs verts n'a pas convaincu les utilisateurs que la balance des blancs se comportait mieux valait la peine et de tels développements n'ont pas vraiment duré assez longtemps pour mûrir.