O que * exatamente * é o balanço de brancos?

Ao definir uma configuração de balanço de branco, ajustamos a temperatura e o deslocamento verde-magenta para uma distribuição de luz com intensidade de comprimento de onda que se correlaciona mais estreitamente com a distribuição real de luz emitida pela fonte de luz que ilumina nossa cena.

O que não entendo é como nossa câmera usa essas informações para alterar a maneira como registra os dados de cores RGB. Supondo que essa distribuição ideal ilumine nosso sensor uniformemente, esperamos que objetos branco / cinza exibam uma intensidade específica de vermelho / verde / azul em todo o sensor, e presumo que esse padrão seja mapeado para valores RGB iguais no processo correção de balanço de branco. Só estou adivinhando aqui.

• Com que precisão os dados brutos dos photosites RGB no sensor são convertidos em valores RGB de pixel usando a distribuição modelada de luz do balanço de brancos? Se os canais vermelho, azul e verde de um pequeno fragmento no sensor coletam o mesmo número de fótons, por que isso não é representado por um pixel com valores RGB iguais? Por que "corrigimos" isso distorcendo os valores de acordo com a fonte de luz?

• Se o balanço de branco for escolhido corretamente, a fonte de luz não parecerá branca pura? Isso está em desacordo com o fato de que as fontes de luz claramente não parecem branco puro em geral.

• Se eu quero que uma imagem não represente as cores dos objetos com precisão, mas inclua a variação de cores à qual minha visão está sujeita, que configuração de balanço de branco conseguirá isso? Existe um tipo de configuração global 'neutra' que não altera a projeção de cores? Por exemplo, objetos brancos não aparecem brancos em uma sala escura com a luz vermelha de segurança acesa. Também não quero que elas apareçam brancas nas minhas fotos.

Os dois parâmetros da configuração do balanço de branco (temperatura e deslocamento magenta-verde) alteram o que a câmera considera ser a característica de amplitude de comprimento de onda da iluminação da cena. Como ele usa essas informações (as fórmulas; o que isso visa, em princípio) para alterar a luminância dos canais RGB?

Nossos olhos e cérebro fazem coisas diariamente que fazem os efeitos do LSD parecerem relativamente mansos.

Uma das coisas que nosso cérebro faz é uma atividade de equilíbrio de cores. Ninguém sabe por que, com certeza, mas é teorizado que fazemos isso para que seja mais fácil rastrear presas à medida que elas se esquivam das sombras (as presas refletem o céu azul enquanto estão na sombra, para que se tornem mais azuis). Independentemente do porquê, nossos cérebros fazem isso.

Isso é notavelmente óbvio se você é um mergulhador. Os vermelhos são cortados pela coluna de água rapidamente. De fato, aos 30m, o vermelho é uma cor de camuflagem. No entanto, não percebemos isso quando mergulhamos. Achamos que estamos vendo cores perfeitas. Segure um cartão branco em 30m de água e ele parecerá "branco" para você.

Agora tire uma foto desse cartão. A câmera vê a contagem bruta de fótons. Vai chamar assim. Muito menos fótons vermelhos atingirão a câmera, portanto, ela gravará menos vermelho na imagem. Sem problemas!

A necessidade de equilíbrio de cores ocorre quando você tenta visualizar essas fotos quando não está a 30 metros de profundidade. Seu cérebro fará o seu balanço de cores, como fez debaixo d'água, mas agora o faz com relação à iluminação percebida na sala. Se você estiver em uma sala razoavelmente iluminada, seu cérebro se ajustará para perceber um objeto branco (como a borda branca não impressa em torno de uma foto) como "branco". Agora a imagem parece terrivelmente azul. Este é um modelo preciso de quantos fótons vermelhos atingem seus olhos quando você estava em profundidade, mas agora seu cérebro não está mais corrigindo as cores.

A solução é o balanceamento de branco. Você escolhe um objeto "branco" na imagem (que na verdade é um monte de pixels azulados) e declara "Quero que as pessoas pensem que isso é branco". O software faz um mapeamento de cores para efetivamente fazer o que seu cérebro estava fazendo antes. Uma vez impressa, essa região de pixels assume a cor da luz na sala (geralmente um pouco amarelada), mas agora seu cérebro faz as correções corretamente e você percebe o branco!

Isso é quase o fim da história. Isso funciona muito bem para impressão. Em uma tela, o cérebro tem um pouco mais de dificuldade em adivinhar as correções de cores, porque o brilho da tela não aumenta com a luz da sala ao seu redor. Se você estiver editando uma foto profissionalmente, é comum escolher uma sala com iluminação muito constante e "equilibrar as cores" do monitor para que as coisas mostradas em "branco" sejam exibidas em "branco" quando impressas!

Por que 'corrigimos' isso distorcendo os valores de acordo com a fonte de luz?]

Porque o seu sistema visual responde a mudanças relativas nas intensidades de cores diferentes, enquanto o sensor da câmera registra intensidades absolutas. Se você fica parado sob uma luz de rua de sódio por um tempo, você se acostuma a essa luz ser "branca", mesmo que seja uma cor bem diferente da luz solar. E a própria luz solar muda de cor dependendo da hora do dia, das condições atmosféricas etc., mas na maioria das vezes pensamos na luz solar como "branca" também.

Se o balanço de branco for escolhido corretamente, a fonte de luz não parecerá branca pura?

Não acho que a correlação seja tão direta. Considere uma lâmpada incandescente que ilumina uma sala - a maior parte da luz que ilumina os objetos na sala provavelmente está refletida nas paredes e em outros objetos antes que ela atinja os objetos que você está olhando e salte nos olhos. Então você precisa levar em consideração a cor da parede etc. Se você ajustar o balanço de branco da câmera para fazer com que uma folha de papel pareça branca em uma foto, uma imagem da fonte de luz ainda poderá parecer um pouco esbranquiçada porque o resto da sala desempenha um papel. (Geralmente, no entanto, se você tirar uma foto de uma lâmpada vazia, obtém algo muito branco apenas porque é superexposta.)

Se eu quero que uma imagem não represente as cores dos objetos com precisão, mas inclua a variação de cores à qual minha visão está sujeita, que configuração de balanço de branco conseguirá isso?

É o que o RAW faz - registra exatamente o que o sensor vê sem ajustes. No entanto, ele também registra a configuração do balanço de branco, para que o software possa fazer um ajuste apropriado ao renderizar a imagem.

A resposta geral para o que você está se perguntando é que há uma grande diferença entre a cena fotométrica simples registrada por nossos olhos ou uma câmera e os resultados da filtragem desses dados brutos através de processos de percepção humana. Um fenômeno perceptivo humano que pode estar intimamente relacionado ao que você está perguntando pode ser esse , pelo qual até a quantidade de luz pode influenciar nossa impressão subjetiva de "calor" ou "frescura".

Espero que haja respostas melhores, mas é um lugar para começar a pensar em quão complexa é a situação. :)

Aliás, eu suspeito fortemente que a capacidade de estar ciente das variações nas fontes de luz varia bastante entre as pessoas, e provavelmente pode ser "aprendida" até certo ponto quando você começar a prestar atenção a ela ... pelo menos, eu sei que estou muito mais consciente disso do que costumava estar.

PENSAMENTO ADICIONAL: Em resposta ao seu último ponto, parece-me que, mesmo quando queremos capturar uma impressão da cor clara de uma cena, a impressão literal e "objetiva" da câmera ainda é muito forte, pois nossas impressões são provavelmente sendo "corrigido" em pelo menos algum grau, mesmo quando estamos cientes da cor clara. O melhor resultado subjetivo provavelmente é geralmente alcançado dividindo a diferença, por assim dizer.

O que exatamente é o balanço de brancos?

'Branco' não possui balanço de cores / balanço de branco. As fontes de luz têm um equilíbrio de cores. A amplificação da luz coletada pelo sensor da câmera necessária para fazer com que algo pareça ou se reproduza, pois o branco possui um equilíbrio de cores. A luz de qualquer temperatura de cor / balanço de branco com um espectro completo o suficiente pode parecer branca em uma foto. Também pode ser feito com a aparência laranja, azul, vermelho ou qualquer outra cor que desejamos, ajustando a amplificação dos canais vermelho, verde e azul na imagem que captamos sob essa luz. Chamamos de amplificação total do canal para os três canais de cores nas fotografias o balanço de branco .

Diferentes fontes de luz emitem luz em diferentes temperaturas e tonalidades de cor. Mesmo fontes de "luz branca" que emitem luz que inclui a maior parte ou todo o espectro visível geralmente têm a maior parte de sua luz centrada em várias temperaturas de cor. Se essas fontes de luz são conhecidas como 'radiadores do corpo negro', a luz que emitem é determinada pela temperatura medida em graus Kelvin. Os gases brilhantes nas superfícies das estrelas, por exemplo, são radiadores de corpos negros. O mesmo acontece com a maioria dos metais quando aquecidos até começarem a brilhar, depois derreter e, finalmente, virar vapor se aquecidos o suficiente. A escala de temperaturas que produzem cores específicas a partir de radiadores de corpo preto é expressa em graus Kelvin e é um eixo da roda de cores que se move do azul de um lado para o âmbar do outro lado. Isto é o que chamamos deTemperatura de cor .

Mas a temperatura da cor é apenas um único eixo na roda de cores de 360 ​​°. O que chamamos de balanço de branco inclui toda a roda de cores. As fontes de luz que não são radiadores de corpo preto podem emitir luz que não é encontrada ao longo do eixo de temperatura da cor. Essa luz pode ser mais magenta ou mais verde do que a cor mais próxima que cai ao longo do eixo de temperatura da cor. Às vezes chamamos isso de verde ← → tonalidade do eixo magenta ou tom de cor. Para expressar completamente a cor dominante de uma fonte de luz, não precisamos apenas definir sua localização ao longo do eixo azul → → temperatura da cor âmbar, mas também devemos definir sua localização ao longo do eixo verde → → magenta perpendicular ao azul ← → eixo âmbar. (Quando usamos apenas uma temperatura de cor para descrever adequadamente uma fonte de luz, é porque a tonalidade dessa fonte de luz é neutra - ou seja, ela cai no eixo da temperatura da cor sem tendência para verde ou magenta.) Fontes de luz mais naturais emitem luz que cai ao longo do eixo da temperatura da cor.

Ainda não descrevemos completamente a natureza da luz de uma fonte de luz quando definimos a quantidade de magenta azul ← âmbar e verde ← → magenta que é o componente mais dominante dessa luz.

Não apenas as fontes de luz emitem luz centrada em certos comprimentos de onda (que nossos olhos / cérebro interpretam como certas cores), mas algumas fontes emitem luz que possui uma faixa mais ampla de comprimentos de onda / cores do que outras. As lâmpadas de tungstênio, por exemplo, emitem luz centralizada em torno de 3000K. Mas alguma quantidade de quase toda a gama de comprimentos de onda da luz visível é incluída na luz de uma lâmpada de tungstênio. Só que a luz emitida por uma lâmpada de tungstênio é dominada pelo alcance em torno de 3000K. As luzes de vapor de sódio, por outro lado, emitem um espectro muito estreito de luz em torno de 2500K. Mas as luzes de vapor de sódio de alta pressão não emitem luz em alguns segmentos muito amplos do espectro visível. Praticamente toda a luz que emitem está muito próxima de 2500K. Fontes que emitem um espectro mais limitado da faixa de comprimentos de onda que chamamos de luz visível são ainda mais problemáticas quando tentamos fazer a correção do balanço de branco para obter cores precisas dos objetos que iluminam. Se uma fonte de luz não emitir nenhuma luz azul, não haverá luz para os objetos azuis refletirem. Se não houver sinal azul para amplificar, não importa o quanto amplifiquemos o canal azul, não veremos azul (exceto o azul falso causado pelo ruído de leitura da câmera no canal azul).

Os ajustes que fazemos entre as informações brutas coletadas pela câmera e a foto com a qual queremos terminar, que faz com que algo pareça branco não é uma temperatura de cor em si, é um filtro de compensação que ajusta as forças relativas do vermelho, verde e componentes azuis na imagem, para que os valores de vermelho, verde e azul sejam iguais para os objetos que queremos que apareçam em branco ou cinza neutro. Atribuímos um número de temperatura de cor (5500K) ou nome de balanço de branco (fluorescente fria) a um determinado conjunto de multiplicadores, porque é o apropriado para compensar uma foto tirada sob luz centralizada nessa temperatura de cor e com essa matiz.Se a luz usada for muito azul, devemos aplicar um filtro muito laranja para corrigir a tonalidade azul da luz. É por isso que, embora a luz de 10000K seja muito azul quando movemos o controle deslizante em nosso aplicativo de processamento bruto até 10000K, faz com que as coisas filmadas sob mais luz amarela pareçam laranja. É por isso que, embora a luz de 2500K seja muito quente quando movemos o controle deslizante do nosso aplicativo de processamento bruto até 2500K, faz com que as coisas filmadas em mais luz amarela pareçam muito legais.

Novamente, em qualquer configuração específica de temperatura de cor, também podemos precisar alterar a configuração verde → → do eixo magenta que corre aproximadamente perpendicular ao eixo azul → → amarelo em uma roda de cores para fazer com que um objeto em particular pareça branco. Isso ocorre porque nem todas as fontes de luz emitem luz que cai exatamente ao longo do continuum da temperatura da cor definido pela temperatura, em graus Kelvin, de um radiador de corpo preto. Por exemplo, a iluminação LED usada atualmente para iluminação de palco em muitas boates pequenas pode ter uma tonalidade muito mais magenta do que um radiador de corpo preto emitirá a qualquer temperatura. Por outro lado, as lâmpadas fluorescentes típicas do estilo antigo emitem uma tonalidade muito mais verde do que um corpo preto irradia.

Quando alteramos a configuração de temperatura de cor de uma foto que tiramos, não alteramos a cor da luz que estava presente quando a foto foi tirada. Em vez disso, alteramos o quanto cada um dos canais RGB é amplificado em comparação com os outros dois canais RGB.

Uma configuração de balanço de branco é um conjunto de multiplicadores para os canais vermelho, verde e azul que é apropriado para aplicar a uma foto tirada à luz de uma temperatura e matiz de cor específica. Isso afeta a cor que vários objetos na foto parecerão ter, mas não altera o "equilíbrio de branco" porque esses objetos não possuem equilíbrio de branco - a luz que os iluminava tem um equilíbrio de branco.

Se fotografarmos um objeto branco sob luz de 2700K, precisamos aplicar uma configuração de temperatura de cor de 2700K para que esse objeto fique branco em nossa fotografia. Se fotografarmos o mesmo objeto sob luz centralizada em 8000K, devemos aplicar uma configuração de temperatura de cor de 8000K para que o objeto fique branco em nossa fotografia. Se aplicarmos multiplicadores RGB (ou seja, uma configuração de temperatura de cor ) apropriados para 5000K de luz na primeira imagem tirada sob 2700K de iluminação, o objeto branco ficará amarelo / laranja, se aplicarmos multiplicadores de RGB apropriados para 5000K na segunda imagem tirada em 8000K acender o objeto branco ficará azul.

O termo balanço de branco também é usado para descrever a maneira como tentamos corrigir projeções de cores em fotografias tiradas sob esses vários tipos de fontes de luz.

Lembra quando dissemos que diferentes fontes de luz emitem luz em diferentes temperaturas de cor e balanço de branco? Isso afeta quais cores as coisas que iluminam parecem ser. Afeta a cor que nossos olhos e cérebros os veem. Afeta a cor que nossas câmeras também as veem. Embora nossas câmeras sejam projetadas para imitar a maneira como nossos olhos e cérebros criam cores, elas não fazem exatamente o mesmo.

Nossos sistemas oculares / cerebrais são incrivelmente bons em se adaptar a várias fontes de iluminação, particularmente aquelas que são encontradas na natureza desde o início dos tempos (lembra-se dos radiadores do corpo negro?). Eles também se dão muito bem com as fontes artificiais que inventamos que imitam de perto essas fontes de luz natural. Nosso cérebro pode compensar as diferenças nas fontes de luz e percebemos que a maioria dos objetos tem a mesma cor em diferentes tipos de fontes de luz.

As câmeras, no entanto, devem ajustar o viés que dão aos canais vermelho, verde e azul nas imagens que capturam. A menos que tenhamos dito à câmera, por meio de um cenário como 'luz do dia' ou 'sombra' ou 'fluorescente' ou 'tungstênio', qual é a cor da fonte de luz para fazer um 'palpite' com base nas dicas do cena. Quando as cenas não dão as pistas esperadas, como quando as partes mais brilhantes da cena não são de cor neutra / branca, a câmera geralmente pode errar. Outro cenário que geralmente pode enganar as câmeras de uma maneira diferente é quando a maior parte do quadro é um brilho uniforme que a câmera tenta expor como um brilho médio a meio caminho entre o branco puro e o preto puro.

Então, como isso tudo funciona?

Imagine que você tem uma sala completamente escura sem janelas. Nessa sala existem três fontes de luz separadas. Um emite luz azul pura, um emite luz verde pura e um emite luz vermelha pura. Agora entre nessa sala com quatro cartas na mão: uma azul pura, uma verde pura, uma vermelha pura e uma branca pura.

• Quando apenas a luz azul estiver acesa, não haverá luz da cor correta para os cartões vermelho e verde refletirem e, portanto, parecerão pretos. O cartão azul e o cartão branco refletirão apenas a luz azul e parecerão idênticos em azul. Se tirássemos uma foto sob essa luz, não haveria maneira de discriminar entre o cartão azul e o cartão branco na fotografia resultante.
• Quando apenas a luz verde estiver acesa, não haverá luz da cor correta para os cartões vermelho e azul refletirem e, portanto, parecerão pretos. O cartão verde e o cartão branco refletirão apenas a luz verde e parecerão idênticos em verde. Se tirássemos uma foto sob essa luz, não haveria maneira de discriminar entre o cartão verde e o cartão branco na fotografia resultante.
• Quando apenas a luz vermelha estiver acesa, não haverá luz da cor correta para os cartões azul e verde refletirem e, portanto, parecerão pretos. O cartão vermelho e o cartão branco refletirão apenas a luz vermelha e parecerão idênticos em vermelho. Se tirássemos uma foto sob essa luz, não haveria maneira de discriminar entre o cartão vermelho e o cartão branco na fotografia resultante.
• Quando as luzes vermelha e verde estiverem acesas, não haverá luz da cor correta para o cartão azul refletir e, portanto, parecerá preto. O cartão vermelho ficará vermelho. O cartão verde ficará verde. O cartão branco, no entanto, será uma combinação da luz vermelha e verde que está refletindo e parecerá amarelo. Se tirássemos uma foto sob essa luz, poderíamos discriminar entre os cartões vermelho, verde e branco, mas com a total ausência de luz azul ainda não haveria como fazer o cartão branco parecer branco, variando apenas as amplificações do vermelho. , verde e azul em nossa foto.
• Quando as luzes vermelha e azul estão acesas, não haverá luz da cor correta para o cartão verde refletir e, portanto, ficará preto. O cartão vermelho ficará vermelho. O cartão azul ficará azul. O cartão branco, no entanto, será uma combinação da luz vermelha e azul que está refletindo e parecerá roxo / magenta. Se tirássemos uma foto com essa luz, poderíamos discriminar entre os cartões vermelho, azul e branco, mas com a total ausência de luz verde ainda não haveria como produzir branco apenas variando as amplificações dos tons vermelho, verde e branco. canais azuis em nossa foto.
• Quando as luzes verde e azul estão acesas, não haverá luz da cor correta para o cartão vermelho refletir e, portanto, ficará preto. O cartão verde ficará verde. O cartão azul ficará azul. O cartão branco, no entanto, será uma combinação da luz verde e azul que está refletindo e parecerá aquático. Se tirássemos uma foto sob essa luz, poderíamos discriminar entre os cartões verde, azul e branco, mas com a total ausência de luz vermelha ainda não haveria como produzir branco apenas variando as amplificações dos tons vermelho, verde e branco. canais azuis em nossa foto.

Agora imagine que nossas três fontes de luz estão em um reostato e podem variar de brilho independentemente. Se ligarmos a luz azul em 20%, a luz verde em 60% e a luz vermelha em 100%, teremos uma luz muito parecida com a de uma lâmpada de tungstênio com um tom muito quente. Se tirássemos uma foto de nossos quatro cartões sob essa luz, todos pareceriam ter cores diferentes, mas as cores seriam deslocadas para o vermelho. A principal diferença de antes, porém, é que agora temos pelo menos alguma luz de cada cor com a qual trabalhar. Se ajustarmos a amplificação da câmera de cada canal de cor para que a luz vermelha seja amplificada apenas em 20%, a luz verde em 33% e a luz azul em 100%, terminaremos com cada cor com o mesmo brilho do nosso branco cartão e parece branco.

A enorme desvantagem de fazê-lo dessa maneira é que agora nenhuma das cores é mais brilhante do que 20% do que poderíamos ter obtido se todas as três luzes tivessem sido ajustadas para 100% e todos os três canais de cores tivessem sido amplificados em 100%! Se decidirmos amplificar nossa foto em 500% adicionais no pós-processamento para parecer 100% RGB de 100% de luz RGB, também aumentaremos o ruído de leitura da câmera em 500%! É por isso que é sempre preferível obter a iluminação o mais próxima possível do que queremos antes de expor a fotografia.

Como exatamente os dados brutos dos photosites RGB no sensor são convertidos em valores RGB de pixel usando a distribuição modelada de luz do balanço de branco?

É importante lembrar que os filtros em uma máscara Bayer não são absolutos. Nem os três tipos de cones na retina humana!

Alguma luz vermelha passa pelos filtros verde e azul! Alguma luz verde passa pelos filtros vermelho e azul! Alguma luz azul passa pelos filtros verde e vermelho! É apenas que mais luz vermelha do que verde ou azul passa pelos filtros vermelhos. Mais luz verde do que vermelho ou azul passa pelos filtros verdes. Mais luz azul do que vermelha ou verde passa pelos filtros azuis. Mas todo fóton (independentemente do comprimento de onda da luz que oscila) que passa pelo filtro Bayer e desce para cada poço de pixel é contado da mesma forma que todos os outros fótons que fazem esse pixel bem. Os dados brutos do sensor são um único valor de luminância monocromática para cada poço de pixel (mais apropriadamente chamado de sensel).

Da mesma forma, todos os cones em nossas retinas têm alguma resposta a todos os comprimentos de onda da luz visível. Só que a sobreposição entre verde e vermelho é muito mais próxima aos nossos olhos do que nas nossas câmeras.

Se os canais vermelho, azul e verde de um pequeno fragmento no sensor coletam o mesmo número de fótons, por que isso não é representado por um pixel com valores RGB iguais?

A razão pela qual uma câmera nem sempre pode usar a mesma ponderação é que a cor de várias fontes de luz é diferente. Nossos olhos e cérebros geralmente compensam essas variações na temperatura da cor e no balanço de brancos de diferentes fontes de luz. Nossas câmeras precisam de um pouco mais de orientação. Se a câmera estiver configurada para 'Auto WB', ela usará as informações coletadas na cena para adivinhar a configuração correta. As câmeras mais básicas geralmente fazem isso assumindo que a coisa mais brilhante da imagem é branca. As câmeras modernas se tornaram muito sofisticadas na capacidade de adivinhar corretamente na maioria das vezes. Mas certos cenários ainda são difíceis de interpretar adequadamente. Assim, as câmeras também oferecem ao usuário a capacidade de definir a temperatura da cor e o balanço de brancos manualmente.

Por que "corrigimos" isso distorcendo os valores de acordo com a fonte de luz?

Como quando a luz de várias fontes de luz reflete em objetos brancos, a luz refletida não contém as mesmas quantidades de vermelho, verde e azul em comparação com a luz de outras fontes de luz refletidas nos mesmos objetos em branco. As cores dos objetos em nossa foto já estão 'distorcidas' quando a luz atinge o sensor, com base na cor da fonte de luz que ilumina a cena que fotografamos. Fazemos a correção do balanço de branco para neutralizar as cores 'distorcidas' causadas pela fonte de luz imperfeita.

Se o balanço de branco for escolhido corretamente, a fonte de luz não parecerá branca pura? Isso está em desacordo com o fato de que as fontes de luz claramente não parecem branco puro em geral.

O WB "correto" para uma determinada fonte de luz é uma amplificação dos canais R, G e B que é mais ou menos recíproca à força de cada um na fonte de luz. Se a fonte de luz tiver mais vermelho, amplificaremos mais o canal azul. Se a fonte de luz tiver mais azul, amplificaremos mais o canal vermelho.

Se eu quero que uma imagem não represente as cores dos objetos com precisão, mas inclua a variação de cores à qual minha visão está sujeita, que configuração de balanço de branco conseguirá isso?

Depende da fonte de luz e das cores dos objetos que a fonte de luz está iluminando. Um bom lugar para começar seria algo em torno de 1/3 do caminho no eixo da temperatura da cor entre a temperatura da fonte de luz e cerca de 5200K ("luz do dia").

Existe um tipo de configuração global 'neutra' que não altera a projeção de cores?

Não. Seus olhos e cérebro sempre se ajustam de uma maneira ou de outra a diferentes fontes de luz. Sua câmera não se ajusta, a menos que o balanço de branco seja alterado. Se você tiver a câmera definida como Balanço de branco automático, a câmera, em vez do fotógrafo, escolherá como será ajustada.

Por exemplo, objetos brancos não aparecem brancos em uma sala escura com a luz vermelha de segurança acesa. Também não quero que elas apareçam brancas nas minhas fotos.

Nos casos em que a iluminação é muito limitada em seu espectro, o ajuste da saturação geralmente terá um efeito maior na cor percebida do que o ajuste do balanço de brancos. Se houver apenas luz vermelha na imagem, nenhuma quantidade de amplificação de verde e azul mudará muito.

Leitura adicional

Para obter um exemplo extremo de como o equilíbrio de branco adequado, particularmente ao longo do eixo verde magenta, pode afetar a cor (e mais) de uma foto, consulte esta resposta em Luz azul / vermelha apagada, fazendo com que as fotos pareçam desfocadas (vários exemplos de imagens são incluído na resposta)

Para saber como a correção do balanço de brancos e o uso de ajustes seletivos de cores na conversão de matérias-primas podem melhorar muito o resultado final, deixando a câmera fazer isso, consulte: Muito ruído nas minhas fotos de hóquei. O que estou fazendo de errado? (um exemplo incluindo capturas de tela das configurações usadas para processar o arquivo bruto) estão incluídas)

Para obter mais informações sobre como definir ajustes finos do balanço de branco além da temperatura de cor na câmera (ou, com muitas câmeras, mesmo ao usar AWB), consulte: Como cancelar a iluminação roxa do palco em assuntos? (vários exemplos de imagens estão incluídos na resposta)

Qual é a temperatura da cor da iluminação alvo do balanço de brancos?
O que é o balanço de brancos em uma câmera? Quando e onde devo usar o WB?
Qual é o significado de "balanço de branco"?
Por que as altas temperaturas do balanço de branco ficam mais vermelhas quando objetos mais quentes são mais azuis?
Os arquivos RAW armazenam 3 cores por pixel ou apenas uma?
Por que minha foto branca tem um tom azul?
Qual é a diferença entre balanço de branco automático e balanço de branco personalizado?
Existem razões para usar filtros coloridos em câmeras digitais?
Como encontro o equilíbrio de branco correto para uma paisagem noturna?

A eletrônica e a mente humana são coisas diferentes. Como já mencionado, nossos olhos ajustam a iluminação / cena para nós.

Luz, em física, são comprimentos de onda. Nos comprimentos de onda são diferentes frequências. Essas diferentes frequências determinam a cor. Abaixo está um exemplo muito simplificado da relação entre cores e comprimentos de onda:

De: http://science.hq.nasa.gov/kids/imagers/ems/visible.html

Com isso, você pode entender que diferentes fontes de luz emitem diferentes frequências. Veja outro gráfico simplificado:

De: http://micro.magnet.fsu.edu/primer/lightandcolor/lightsourcesintro.html

As câmeras podem realmente capturar mais do que nossos olhos. É aqui que entra o balanço de brancos. Para uma câmera mostrar o que nossos olhos estão vendo, ela ajusta o balanço de brancos.

Se eu quero que uma imagem não represente as cores dos objetos com precisão, mas inclua a conversão de cores à qual minha visão está sujeita, que configuração de balanço de branco conseguirá isso?

Balanço de branco automático. Se os resultados da sua câmera não forem satisfatórios, altere o balanço de brancos. Você pode aprender alguma coisa!

Lembre-se, as câmeras são muito sofisticadas hoje em dia. Mas não tão sofisticado quanto o corpo humano.