Farb-Durcheinander

Farb-Durcheinander

Weißabgleich-Probleme führen zum ‚The Dress‘-Bild

Februar 2015: Ein Foto eines Kleides fasziniert die Welt der sozialen Medien (Bild 1). Die Frage stellt sich: Welche Farbe hat das Kleid? Millionen von Menschen rund um den Globus diskutieren und spaltet die Leute in zwei Lager: weiß/Gold oder schwarz/blau?
Am Ende wurde bestätigt, dass das Kleid schwarz/blau ist. Aber die Diskussionen über ‚Das Kleid‘ löste eine interessante Debatte aus und unzählige Experten wurden dazu von den Nachrichtenagenturen interviewt und zu Ihrer Meinung befragt, warum die Menschen die Farben nicht exakt bestimmen können. Studien belegen, dass wir Farben unterschiedlich sehen, wenn wir diese im Fernsehen oder auf dem Computerbildschirm anschauen, im Vergleich zu der realen oder gedruckten Version. Wie auch immer der Standpunkt sein mag, gibt es auf der einen Seite die Erklärung des menschlichen Auges und dessen Verarbeitung im Gehirn. Auf der anderen Seite gibt es aber auch die Anatomie der Kamera, die auf einfache Art belegt, wie es zu der Debatte kommen konnte. Ob das Foto mit einem Smartphone, einer Kompaktkamera oder einer DSLR-Kamera (im Full-Auto-Modus) fotografiert wurde, macht keinen Unterschied. Die Erklärung ist der nahezu gleiche Prozess, mit dem das Foto aufgenommen wurde:

1) Einschalten der Kamera

2) Kamera auf das Objekt richten

3) Den Auslöser drücken

4) Die Kamera sammelt in der Bildmitte Informationen über die Szene und stellt Fokus, Lichteinstellungen, Aufnahmedauer und die Farbanpassung automatisch ein

5) Das Bild wird aufgenommen und gespeichert

Beim Benutzen einer digitalen Kamera werden die Bilder über eine Filter-Struktur aus roten, grünen und blauen Pixeln aufgenommen. Die Kameratechnologie hat die Möglichkeit, je nach Lichtquelle, diese Kanäle entsprechend zu beeinflussen. Diese Prozedur nennt sich Weißabgleich und basiert auf den Kameraeinstellungen bzw. dem Inhalt von Informationen aus der Szene. Entsprechend werden die Farben wiedergegeben. Als das oben erwähnte Kleid-Foto gemacht wurde, war die Mitte der Kamera auf den schwarzen Streifen ausgerichtet (Bild 2b, rotes Quadrat). Die Kamera nutzte diese Informationen, um eine längere Belichtungszeit zu wählen und da das Kleid vor einer hellen Fensterfront hing, endete die längere Belichtungszeit darin, dass der Hintergrund überbelichtet wurde, während die dunklen Streifen viel heller gemacht wurden, als sie es tatsächlich sind. So wurden die eigentlich dunklen Streifen zu einem abgedunkelten Schatten gemacht, welcher der Farbe Gold ähnlich sieht, aber eben nicht mehr schwarz. Die Kamera bestimmt dann die Farben anhand des entsprechenden Schemas, z.B. am Weißabgleich. Ein typischer Algorithmus zum automatischen Weißabgleich untersucht die Informationen aus dem Bild, um die passende Einstellung zu wählen, aber die vorbestimmende Entscheidung wird auf der Basis der Helligkeitswerte hergeleitet und zwar für jeden roten, grünen und blauen Farbkanal. Die stärkste Rückmeldung erhielt die Kamera vom blauen Farbkanal, weil es keine roten oder grünen Farbinformationen in der Bildmitte gibt. Daher erhöhte die Kamera ihren roten und grünen Farbkanal um die Balance wiederherzustellen, was für den Algorithmus einer natürlichen Farbwiedergabe entspricht. Wenn die Kamera nun die Daten aus dem roten Rechteck aus Bild 2b entnimmt, um ihre Entscheidung für eine gute Farbbalance des Bildes zu treffen, hatte sie nur Rückmeldung vom schwarzen und blauen Farbkanal und versucht, die Einstellungen anzupassen mit dem Ergebnis, dass aus blau weiß wird. Bild 2c zeigt, wie das Kleid in Wirklichkeit aussieht, oder wie es wirken sollte, wenn man es unter idealen Bedingungen aufnimmt. Jetzt zeigt sich wie die Kamera die Szene auf Basis der vorliegenden Informationen falsch interpretiert hat, und die automatische Bildaufnahme diese korrigierte, um das – aus ihrer Sicht – beste Bildergebnis zu erreichen. Kommt man zu Bild 2b zurück und verwendet ein paar Bildbearbeitungswerkzeuge, um die Überbelichtung zu reduzieren, würde das Kleid wieder zu seinen schwarz/blau-Streifen zurückkehren. Das Ergebnis sehen wir in Bild 2d, bei dem die Farbkorrektur die starke Überbelichtung entfernt hat, und den roten und grünen Farbkanal wieder berücksichtigt. Der Hintergrund ist nicht mehr überbelichtet und niemand würde das Kleid auf diesem Bild für weiß/Gold-gestreift halten.

Fazit

Das Beispiel zeigt, wie wichtig es ist, die Kontrolle über Kamerafunktionen zu haben, um diese den entsprechenden Lichtquellen anpassen zu können. Wenn Bilder bei Halogen-/ Fluoreszenzlicht, direktem Sonnenlicht oder bewölkten Himmel gemacht werden, ist es daher unumgänglich, die Kamerafunktionen richtig zu nutzen, um einen vernünftigen Weißabgleich für die richtige Farbtemperatur der Lichtquelle zu bekommen. Ansonsten können die Farbinformationen zu einer Fehlinterpretation durch den Betrachter führen.

Lumenera Corporation
www.lumenera.com

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