Efficacité de la balance des blancs

[jdc]

Dans l'ancien forum un fil a été développé sur la balance des blancs  (en mode Raw)...
Je reprends ce fil avec une contribution que je résume :

Si on prend des précautions qui sont énumérées ci-après, les méthodes Raw (point gris, réglage de température...) permettent de rattraper en colorimétrie, une prise de vue quasiment comme si elle avait été prise dans de bonnes conditions et ceci quelque soit l'écart de température. A titre d'exemple un cliché pris sous 6000K (nuageux) avec un boîtier réglé en "incandescent" (3000K) sur lequel on applique un réglage BdB Raw obtient les mêmes résultats (deltaE94 de l'ordre de 1 à 2) que l'original obtenu boîtier réglé sur 6000K (aux incertitudes de mesures et d'essais près).

Les méthodes non Raw (point neutre, niveaux automatiques,...) donnent des résulats moyens pour de faibles écarts de température et des résultats très mauvais pour des écarts importants (deltaE94 de l'ordre de 20).

Précautions :
Trois réserves très importantes pour que cela marche :
* s'assurer que pour l'image de départ (par exemple celle prise à 2500K alors que la scène est à 6000K), l'histogramme de chaque couleur (notamment le bleu ou le rouge) soit strictement contenu dans les limites [0, 255] avec aucun débordement, (la correction d'exposition après la prise de vue n'est d'aucun secours),  sinon on aboutit pour certaines couleurs à des dérives très importantes;  d'où l'intérêt d'un espace colorimétrique important (Prophoto...), ce type de pratique notamment extrêmes (ex - passer de l'illuminant incandescent à lumière du jour ou l'inverse) rend très aléatoires les espaces restreints de type sRGB. Cette remarque est importante pour NX et semble moins l'être pour d'autres produits comme UFraw (et donc probablement pour les autres logiciels qui utilisent Dcraw comme ACR, Bibble..) ou DxO...Cette réserve est à valider sur d'autres essais que j'effectuerai lorsque les conditions s'y prêteront..

* si on se sert d'un gris ou d'un blanc, soit pour réaliser une BdB manuelle, soit pour l'inclure dans la prise de vue et utiliser le point gris, il est indispensable que ces gris (blancs) soient quasi parfaits cad ayant des valeurs a et b (Lab) le plus proches possible de zéro - au moins de l'ordre de 0,5 - , sinon là encore on aboutira à une dérive importante, non pas sur quelques couleurs, mais sur l'ensemble et notamment les couleurs neutres

* s'assurer que son logiciel Raw donne les résultats correspondants aux fonctionnalités prévues, notamment le réglage par un point gris (ou une zone grise) qui au delà du fait que le gris est parfait doit donner les résultats escomptés... Ce n'est pas facile à expérimenter sinon à partir d'éléments connus (charte, calage du boîtier, etc.), mais dans ce domaine et au travers des essais que j'aie pu faire (je n'ai pas tous les produits), seul NX (dans les produits que j'aie essayé) s'en sort parfaitement dans tous les cas, les autres produits donnant des résultats vraiment très erratiques (Ufraw, DxO, Raw Therappee, etc.) auxquels on ne peut faire confiance régulièrement.

http://desmisja.perso.cegetel.net/geraud/photo.php
 

[Stuart]

Quand je fais des prises de vues de tableaux (en RAW), je n'utilise aucun flash ni lumière additionnelle, juste ma charte blanc pur et le résultat est vraiment excellent avec le couple 5D/ACR!
Ceci, plus l'attribution du profil boitier (créé par C. Métairie) donne quelque chose de très propre.

[mom]

Le fil dans lequel Henri avait qualifié la BdB de "foutaise"?
Le point était que la BdB sous forme de gain (vs une formule d'adaptation chromatique) amenait  des résultats insatisfaisants. D'où la nécessité de garder l'histogramme loin des extrêmes.
Maintenant, ACR et équivalent interpolent entre 2 profils d'illuminants différents ce qui solutionne une partie, mais il reste le cas d'une image dont le neutre n'est pas linéaire. Là, une édition est obligatoire.
La BdB NX est une formule de gain ?
Olivier

[jdc]

Chacun ayant son vocabulaire, j'interprète comme tu le mets mom, forme de gain par adaptation chromatique...

Lorsqu'on regarde le code de UFraw , DcRAW on constate 2 manières pour faire la BdB.

Une par le point gris (neutre) qui recalcule les multiplicateurs de canaux qui sont caractéristiques du boîtier en cause. Ces multiplicateurs, dont les valeurs sont données par le constructeur, permettent en théorie de 2500K à 10000K (cas de mon D200) d'adapter les valeurs RGB exactement à l'illuminant choisi par le constructeur (qui peut être différent légèrement d'un illuminant normalisé).
Une seconde qui adapte l'illuminant par la méthode de Bradford qui on le sait amène des dérives assez importantes dès que l'écart de température est conséquent.

Dans le cas de NX (dont je n'ai pas le code), il semble que la première méthode soit présente avec une forme un peu différente de celle de UFRAW (DcRAW), mais est très efficace dès lors qu'on respecte les réserves que j'aie émises.
Pour la seconde méthode il semble qu'elle soit beaucoup plus performante que celle mise en oeuvre dans UFraw (mais rappel je n'ai pas le code...donc j'interprète). Je pense que par itérations avec la méthode des multiplicateurs de canaux le logiciel recalcule pour chaque température (sur ce point NX est très bien doté)

Les résulats sont très bons et à titre de tests je peux dire que sur l'essai 3000- 6000K (en tenant compte des réserves émises) les écarts entre le cliché original pris à 6000K et celui pris réglé en 3000K puis travaillé en BdB par NX réglage de température, sont minimes avec des deltaE94 moyens sur 285 couleurs de l'ordre de 1.

 

http://desmisja.perso.cegetel.net/geraud/DXO_NX.php#bb
 

[mom]

Par formule de gain, j'entend un coefficient multiplicateur linéaire uni ou plus généralement multicanal.
Une CAT est plutôt un calcul matriciel.
ACR est une interpolation entre 2 illuminants.
A ma connaissance, toutes les formes amènent des dérives.
Olivier

[Michelotte]

Une question naïves et une qui l'est moins :

1 - Q'est-ce qu'un "coefficient multiplicateur linéaire uni ou plus généralement multicanal" ?

2 - La balance des blancs, qui, si j'ai bien compris l'ICC, consiste à rendre neutre les zones de l'image qui renvoient vers l'objectif un rayonnement de spectre identique à celui de l'illuminant de la scène, peut être établie avec une mire ad hoc, pourvu qu'on suppose l'illuminant comme unique dans le champs de la scène.
En revanche, me conformant encore bêtement ici aux publications des barbus de l'ICC, je me demande s'il est bien légitime de mesurer la "qualité" d'un rendu d'APN par une mesure de DeltaE effectuée sur une mire. Dans le cas de la reproduction d'objets plats et de colorimétrie limitée (scanner ou reproduction de documents), c'est approprié, mais dans le cas général de la photographie, cela me parait un peu curieux car l'interprétation des composantes fait l'objet d'un algorithme complexe comportant des compressions de dynamiques qui vont bien au delà de ce que subit l'image de la mire et de ce qu'avait prévu l'ICC en pondant ses quatre modes de rendus.

Les courageux inspirés pourraient mener des expériences pour montrer comment évolue le DeltaE basé sur des mesures d'une scène réelle quand le DeltaE basé sur une mire diminue par application d'un profil.

[mom]

"Coefficient multiplicateur linéaire uni ou multicanal"
- a x B (uni)
- [a X R ; b x V ; c x B]
Tu décris le cas d'une scène ombre / lumière (?) où le neutre ne l'est qu'en une zone de l'image.
Olivier

[Michelotte]

Euh, une scène neutre partout, c'est pas courant. Je ne fais la description d'aucune scène particulière, je rappelle simplement qu'établir la balance des blancs en disposant une mire dans une scène, fait l'hypothèse que la scène est uniformément illuminée (même illuminant partout).

J'ai compris que "coefficient multiplicateur linéaire" signifie coefficient. Je vois que ce coefficient s'applique à des composantes RGB, est-ce un constituant d'un profil ICC d'entrée ?

[jdc]

Lors d'une prise de vue en mode Raw, les réglages BdB du boîtier sont mémorisés avec 4 coefficients qui après quelques manipulations correspondent sensiblement à la forme ci-dessous - que j'ai extrait du code de Ufraw ici (pour une partie) avec en exemple le Minolta Dynax7D.( j'ai un Nikon D200)
Ces coefficients correspondent à la réponse du capteur sous chaque illuminant choisi par le constructeur..pour les canaux R, G et B


  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Daylight, 3,      { 1.785156, 1, 1.414062, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Shade, -3,      { 1.683594, 1, 1.585938, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Shade, 0,      { 1.855469, 1, 1.402344, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Shade, 3,      { 2.031250, 1, 1.226562, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Cloudy, -3,      { 1.593750, 1, 1.671875, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Cloudy, 0,      { 1.738281, 1, 1.464844, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Cloudy, 3,      { 1.925781, 1, 1.296875, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Tungsten, -3,   { 0.867188, 1, 3.765625, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Tungsten, 0,      { 0.945312, 1, 3.292969, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Tungsten, 3,      { 1.050781, 1, 2.921875, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Fluorescent, -2,   { 1.058594, 1, 3.230469, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Fluorescent, 0,   { 1.570312, 1, 2.453125, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Fluorescent, 1,   { 1.625000, 1, 2.226562, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Fluorescent, 4,   { 2.046875, 1, 1.675781, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Flash, -3,      { 1.738281, 1, 1.656250, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Flash, 0,      { 1.890625, 1, 1.445312, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", Flash, 3,      { 2.101562, 1, 1.281250, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", "2500K", 0,      { 1, 1.207547, 4.801887, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", "2600K", 0,      { 1, 1.153153, 4.297297, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", "2700K", 0,      { 1, 1.089362, 3.829787, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", "2800K", 0,      { 1, 1.044898, 3.477551, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", "2900K", 0,      { 1, 1.007874, 3.173228, 0 } },
  { "MINOLTA", "DYNAX 7D", "3000K", 0,      { 1.031250, 1, 3.000000, 0 } }

Par exemple pour une prise de vue (boîtier) à 3000K les coefficients valent 1.031250, 1, 3.0,0...Lors de la balance des blancs sur un blanc (ou un gris) parfait le logiciel cherche à équilibrer les valeurs R G et B et par itérations trouve la température qui convient, supposons pour exemple 2530K. Le logiciel cherche dans la table et interpole et on aura une valeur proche de 1, 1.2, 4.7, 0. Ensuite il passe ces coefficients à la matrice de Bayer et donc recalcule les valeurs vraies RGB pour toute la vue.
Ces coefficients sont donc des variables  qui agissent sur R, G et B en fonction de l'illuminant.

Après divers tests il s'avère que cette manière de faire est (très) performante, dans la mesure où le point de départ est connu et où le point d'arrivée correspond bien à l'illuminant de la scène (c'est là qu'il y a un hic, mais ce n'est pas le seul  voir plus haut les réserves que j'aie émises)

 

[mom]

Oui il s'agit d'un coefficient traditionel, les qualificatifs pour le différencier d'une formule matricielle ou autre.
C'est sous cette forme qu'il intervient dans la BdB intra-boitier (Canon de mémoire).
Dans le dématriceur, ce n'est obligatoirement le cas. Lors du précédent fil il était question de NX dont la BdB semblait modifier uniquement 2 canaux (?).
Je parle de l'èchelle du neutre.
Jdc, je ne comprends pas les 4 données, ni comment elles s'appliquent ?
Olivier