Por que realmente precisamos ajustar o balanço de brancos?

A resposta parece óbvia: sem balanço de branco, teríamos uma reprodução de cores ruim, porque uma iluminação diferente produziria muitos tons de cores diferentes. Nossos olhos se ajustam às tonalidades das cores para que possamos reconstruir as cores reais dos objetos, para que as câmeras também precisem ajustar o balanço de brancos.

Mas isso parece estranho. Nós claramente pode perceber tonalidade de cor em cenas: todos podem ver que as lâmpadas incandescentes são amarelados, enquanto as lâmpadas fluorescentes são muito branco / ligeiramente azul. Mas com o balanço de branco automático, a tonalidade da cor é removida na fotografia. Tanto a iluminação incandescente quanto a fluorescente ficam brancas.

E embora nossos olhos se ajustem à tonalidade da cor, por que eles não se ajustam ao olhar para uma fotografia? Por que a câmera precisa fazer o trabalho que os olhos já fariam?

Isso parece implicar que, para obter uma reprodução precisa das cores - incluindo as tonalidades que percebemos e, portanto, queremos capturar, basta definir o balanço de branco para a luz do dia, o tempo todo.

Mas o balanço de brancos é evidentemente necessário. Mesmo em uma sala com luzes incandescentes terríveis que emitem um tom amarelo fortemente perceptível, a imagem no visor digital ainda parece muito mais correta com o balanço de brancos automático, do que com a luz solar! Eu fiquei lá mexendo na câmera por um bom tempo, e ainda estou realmente confuso por que esse é o caso. Por que o visor da sala, que mostra uma imagem sem tonalidade amarela, parece correto literalmente ao lado de objetos iluminados com uma tonalidade amarela forte? E quando eu coloquei a câmera na luz solar, a tela de repente mostra coloração amarela uma maneira mais forte do que o quarto real, mesmo que meus olhos amarelos ajustado deve mudar tanto a sala e parte de trás da tela para branco, não?

Existe algo nas telas e no papel fotográfico que faz com que nossos cérebros / olhos "desliguem" nossa correção interna de balanço de branco?

A cor percebida de um objeto depende de dois elementos: a cor intrínseca do objeto e o espectro de cores da luz que brilha sobre ele.

Uma maçã vermelha, por exemplo, aparecerá quase preta com uma luz azul pura brilhando nela. Dependendo da diferença na densidade espectral de diferentes luzes, a cor percebida absoluta da maçã vermelha mudará, não é constante. Mas, como sabemos qual é a cor da maçã, nosso cérebro ajusta nossa percepção de cores, de modo que a maçã vermelha é o que esperamos.

O balanço de branco é a ferramenta para fazer com que a saída da câmera reflita o pós-processamento de nossos cérebros.

Quando olhamos para uma fotografia ou uma tela, nosso córtex visual aplica seu equilíbrio de branco dependendo das luzes da sala e do seu conhecimento e preconceitos sobre quais devem ser as cores intrínsecas dos itens, mas não está equipado para fazer ajustes especiais extras está olhando para uma fotografia. Quando o balanço de branco da foto ou tela é diferente do ambiente em que você se encontra, as cores resultantes parecem estranhas, por exemplo, a cor percebida da maçã vermelha é diferente da esperada pelo cérebro na iluminação da sala.

Você diz que todos podem ver que as lâmpadas incandescentes são amarelas, mas isso não é exatamente verdade. Você conhece as luzes em comparação com outras fontes de luz, e é por isso que acha que é amarelo, mas isso pode ser facilmente enganado. Eu poderia colocá-lo em uma sala nova para você, apenas com lâmpadas incandescentes, e eu poderia fazer as luzes parecerem praticamente de qualquer cor, selecionando cuidadosamente as cores da tinta e de outros objetos para induzir seu córtex visual a aplicar um balanço de branco incorreto . Se eu tivesse um monte de objetos na sala que são geralmente brancos, mas de fato são pintados de uma maneira específica, seu cérebro ajustará a correção do balanço de brancos, e isso pode resultar na percepção das luzes incandescentes de uma cor diferente. O infame vestido azul / dourado é um exemplo do fenômeno em ação.

A página Wiki em Constância de cores tem mais explicações, além de algumas imagens de exemplo que podem ilustrar melhor o conceito.

Nossos olhos se adaptam à luz ambiente. Quando você olha para uma fotografia, a iluminação na imagem não corresponde necessariamente à luz ambiente. Nossos olhos e cérebro trabalham juntos para obter uma compreensão global do que vemos e é por isso que as ilusões de ótica funcionam em nós. A mente pensa que sabe o que é mais escuro / mais claro ou mais próximo / mais adiante e então as pessoas desenham desenhos para enganar o cérebro.

Isso funciona também para o balanço de branco. Nosso cérebro ignora a iluminação porque sabe como as coisas devem ficar embaixo dela. Uma fotografia, no entanto, quebra isso porque pode apresentar uma cena com iluminação diferente em uma exibição ou impressão e, portanto, temos problemas para resolver essa diferença.

As curvas de receptividade dos receptores dos nossos olhos e dos receptores de uma câmera digital são diferentes. Temos três tipos diferentes de receptores dos quais fabricamos nossa impressão colorida. As fontes de luz emitem energia através de um espectro de frequências / comprimentos de onda, as superfícies refletem diferentes em diferentes comprimentos de onda e nossos receptores têm diferentes sensibilidades em diferentes comprimentos de onda. Uma graça salvadora é que as intensidades tendem a mudar comparativamente gradualmente e muitas fontes de luz são modeladas após a luz solar, que tem o espectro de um corpo preto quente filtrado pela atmosfera. Agora o céu está azul devido à dispersão, e o azul do céu foi desviado da luz do sol como visto no espaço. O resultado geral está faltando apenas um pouco de azul, mas se o céu estiver nublado ou apenas o sol obstruído (porque estamos na sombra),

As lâmpadas incandescentes têm natureza semelhante à luz solar, mas não são tão quentes e perdem a ação dispersiva da atmosfera. As luzes fluorescentes tendem a ter muita intensidade concentrada em faixas estreitas de comprimento de onda.

Esse é um pesadelo completo para a produção, digamos, de tinta para carro. Você pode criar tintas substitutas que se misturem perfeitamente à luz do sol, mas parecerão totalmente irregulares sob as luzes da rua com vapor de sódio.

Cores fortemente pigmentadas tendem a ter um comportamento refrativo altamente dependente do comprimento de onda. Museus de arte são alguns dos poucos ambientes que dependem crucialmente da iluminação incandescente.

A química dos filmes coloridos dependia da criação de uma mistura de sensibilidades que se aproximavam às do olho humano. Os filtros de cores das câmeras digitais funcionam de maneira diferente (e tendem a fazer melhor uso da luz). No final, você precisa combinar a saída com o que o olho humano pode perceber e fazer suposições sobre a fonte de luz e as superfícies refletivas. Essas suposições são codificadas no balanço de branco. Com superfícies pigmentadas significativamente e / ou fontes diferentes de luz em uma foto, um único balanço de branco pode até não ser suficiente (programas de edição brutos tendem a ter correções de cores nas sombras como opção).

Havia até câmeras com mais de 3 detectores de cores diferentes (a Sony DSC-FSF828 tinha uma matriz azul, esmeralda, vermelha e verde em vez de azul, verde, vermelha e verde), mas a perda na resolução dos importantes receptores verdes não convenceu os usuários que melhor se comportaram com o balanço de brancos valeram a pena e esses desenvolvimentos não duraram realmente o suficiente para amadurecer.