¿Por qué cuando el canal verde se corta, se vuelve azul?


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Estaba tomando fotos de esculturas de nieve por la noche, y noté algo extraño en mi Olympus O-MD E-M10 Mark II.

Esta escultura iluminada de verde

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cuando el canal verde se quema, se vuelve azul

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y luego eventualmente se vuelve blanco.

¿Por qué el canal verde se acortaría de esta manera?


Esencialmente, el mismo fenómeno que describí en esta respuesta sobre el rojo que se vuelve naranja con luz brillante.
David Richerby

Respuestas:


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La luz que describe como "verde" también contiene componentes de luz "roja" y "azul". Son mucho más débiles que el componente verde, pero están ahí.

Una vez que la exposición es lo suficientemente brillante como para que el canal verde esté completamente saturado, aumentar la exposición aún más no puede aumentar el valor registrado en el canal verde a más del 100%. Si el verde está completamente saturado a 1/100 segundos, mostrará el canal verde al 100%. Si duplicamos el tiempo de exposición a 1/50 de segundo, el verde aún se registrará al 100%. Ese es el valor máximo que se puede grabar para cada canal.

El aumento de la exposición adicional hace aumentar el valor registrado en los canales rojo y azul hasta la exposición alcanza un punto para cada uno en el que también están completamente saturados. Míralo de esta manera: si tu escultura refleja 10 veces más verde que azul reflejada en tu escultura, exponer diez veces más brillante de lo necesario para saturar completamente el canal verde dará como resultado una saturación total de los canales verde y azul. La cámara no tendrá forma de mostrar que el verde es 10 veces más brillante que el azul. Mostrará ambos canales con el mismo valor: 100%.

Cuando los tres canales están completamente saturados, obtenemos un blanco puro. No importa que haya mucho más luz verde que roja o azul que incida en el sensor. Mientras haya al menos la cantidad suficiente de cada color para saturar completamente cada canal de color, veremos esa área renderizada en blanco.

Además, las máscaras Bayer en los sensores digitales no tienen puntos de corte duros entre los colores : parte de la luz verde atraviesa los filtros rojo y azul, parte de la luz roja y azul pasa a través del filtro verde, y así sucesivamente.

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La línea azul muestra qué porcentaje de luz a lo largo de todo el espectro visible es contado por los sensores filtrados de azul del sensor Sony IMX249. Las líneas verde y roja muestran lo mismo para los sensores filtrados verde y rojo. Observe que por encima de aproximadamente 820 nm, los tres son más o menos igualmente sensibles. Es por eso que los sensores digitales tienen un filtro IR en la pila de sensores. Observe también que la respuesta de los sensores filtrados rojo y verde comienza a aumentar a medida que la longitud de onda se mueve por debajo de 420 nm, por lo que también se incluye un filtro UV en la pila de sensores.

Es muy parecido a cuando usamos un filtro de color en la lente para filmar películas en blanco y negro. Si usamos un filtro rojo, parte de la luz de los objetos verdes y azules todavía pasa a través del filtro. Esos objetos verdes y azules simplemente aparecen más oscuros de lo que serían de otra manera. Pero no se vuelven totalmente negros.

Entonces, incluso si la luz que ilumina su escultura fuera de color verde puro, parte de esa luz pasaría a través de los filtros rojo y azul en el sensor de su cámara y sería registrada por los pozos de píxeles "rojo" y "azul". Sobreexponga lo suficientemente brillante y saturará completamente los tres canales.

De un comentario:

Que podamos ver objetos azules a través del filtro rojo no implica necesariamente que el filtro pase una cantidad significativa de azul. Puede significar que el objeto azul tiene una reflexión significativa en la parte roja del espectro. Por ejemplo, el color # 3f00ff también es azul, pero tiene un componente rojo no despreciable.

Independientemente de la longitud de onda, la luz que pasa a través del filtro rojo se incluye en el valor de luminancia monocromática individual para los píxeles filtrados en rojo. No importa si la luz es roja, verde o azul: los fotones que pueden pasar a ese sensor (pozo de píxeles) se registran todos de la misma manera. Es solo que se permite un mayor porcentaje de la luz roja que cae sobre un filtro rojo que el porcentaje de luz azul que cae sobre un filtro rojo. Pero lo que pasa se cuenta como fotones , no fotones rojos o fotones azules o fotones verdes .

Esencialmente, lo que tenemos con un archivo sin procesar de un sensor digital enmascarado de Bayer es tres imágenes monocromas: una compuesta por la mitad de los píxeles del sensor filtrados por verde, uno compuesto por una cuarta parte de los pocillos de píxeles del sensor filtrados por rojo y uno compuesto de una cuarta parte de los pozos de píxeles del sensor filtrados por azul. Al igual que con el rodaje de películas en blanco y negro con filtros de color, algo de luz de todo el espectro visible pasará a través de cada filtro. Podemos tomar tres impresiones en blanco y negro filtradas para los tres canales de color y combinarlas para producir una impresión en color. Lo digital es el mismo principio. Así son los conos en la retina humana.


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Que podamos ver objetos azules a través del filtro rojo no implica necesariamente que el filtro pase una cantidad significativa de azul. Puede significar que el objeto azul tiene una reflexión significativa en la parte roja del espectro. Por ejemplo, el #3f00ffcolor también es azul, pero tiene un componente rojo no despreciable.
Ruslan

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@Ruslan: se produce un efecto similar en la visión humana si se coloca una luz estroboscópica brillante detrás de un filtro de color. Si la luz no fuera tan brillante como para saturar la retina, sería visiblemente roja, pero si es lo suficientemente brillante como para saturar todo, parece blanca.
supercat

@Ruslan Independientemente de la longitud de onda, la luz que pasa a través del filtro rojo se incluye en el valor de luminancia monocromática único para los píxeles filtrados en rojo. No importa si la luz es roja, verde o azul: los fotones que pueden pasar a ese sensor (pozo de píxeles) se registran todos de la misma manera. Es solo que se permite un mayor porcentaje de la luz roja que cae sobre un filtro rojo que el porcentaje de luz azul que cae sobre un filtro rojo. Pero lo que pasa se cuenta como fotones , no fotones rojos o fotones azules o fotones verdes .
Michael C

Esencialmente, lo que tenemos con un archivo sin procesar de un sensor digital enmascarado de Bayer es tres imágenes monocromas: una compuesta por la mitad de los píxeles del sensor filtrados por verde, uno compuesto por una cuarta parte de los pocillos de píxeles del sensor filtrados por rojo y uno compuesto de una cuarta parte de los pozos de píxeles del sensor filtrados por azul. Al igual que al filmar películas en blanco y negro con filtros de color, algo de luz de todo el espectro visible pasará a través de cada filtro. Podemos tomar tres impresiones en blanco y negro filtradas para los tres canales de color y combinarlas para producir una impresión en color. Lo digital es el mismo principio.
Michael C

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¿Por qué cuando el canal verde se corta, se vuelve azul?

En realidad, gira hacia magenta. Mira más de cerca tu foto.

Cuando los clips verdes y los otros dos canales (rojo, azul) no lo hacen, el resultado es básicamente verde. Bajar el verde tiene el mismo efecto en el tono que el rojo y el azul. Rojo + azul es magenta, por lo que reducir el verde por sí solo hace que el tono sea más magenta.


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Creo que te equivocas. No puedo ver ninguna región donde el verde se haya convertido en magenta. ¿Y por qué debería hacerlo? Creo que has olvidado que todas las regiones de las que estás hablando tienen verde al 100%. Entonces, algo que era rgb = (10%, 100%, 10%) (verde intenso) podría convertirse en rgb = (50%, 100%, 50%) pero eso no es magenta, es un verde menos intenso, algo grisáceo. Cualquier color que se produzca después de los clips de canal verde todavía tiene 100% de verde, por lo que no es remotamente magenta. Claro, es "más magenta" de lo que era antes, pero se verá como algo entre casi verde puro y blanco puro.
David Richerby

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Las partes verdes se vuelven cian y luego blancas; Las partes magentas de la segunda imagen ya estaban magentas en la primera.
David Richerby

Las áreas dominadas por el verde también tienen más luz azul que roja. En tal caso, el azul se acercará a la saturación a un nivel de exposición que el rojo aún no. A pesar de que más "rojo" se filtrará a través del "filtro verde" que el azul, el algoritmo de demostración lo sabe y amplificará cada canal en consecuencia. Como David ha señalado, el color resultante se moverá hacia el magenta a medida que se agregue más rojo y azul, pero nunca pasará del blanco puro en esa dirección mientras el verde esté completamente saturado.
Michael C

@David: quise decir más magenta de lo que realmente es .
Olin Lathrop

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Está bien, pero usted afirma que "En realidad, se convierte en magenta" y no lo hace. Y usted dijo que el autor de la pregunta debería mirar más de cerca su imagen, presumiblemente para corregir su idea errónea de que el verde se está convirtiendo en azul. Pero el verde realmente se convierte en cian; mirar más de cerca solo confirmará eso.
David Richerby
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