Konten
1. Warna dan cahaya
- Bagaimana cahaya dapat terlihat?
- Jenis panjang gelombang cahaya
- Temperatur warna
- Persepsi visual
2. AWB/CCM di kamera digital
- Tipe algoritma AWB
- Prinsip dasar cara kerja AWB
- CCM
3. Memperkenalkan AWB pada Kamera Galaxy
4. Referensi
Warna dan cahaya
Bagaimana cahaya dapat terlihat?
Bagaimana manusia melihat warna? Simpelnya, cahaya dari sumber seperti matahari menyinari sebuah objek, mata manusia menerima cahaya yang dipantulkan dari permukaan objek tersebut, dan otak mengambil alih untuk memproses visual tersebut. Tiga elemen yang diperlukan untuk proses ini, yaitu 'sumber cahaya', 'objek', dan 'pengamat/manusia', adalah tiga elemen dasar warna.
Jenis panjang gelombang cahaya
Panjang gelombang bervariasi sesuai dengan panjangnya seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah [1]. Hal ini dapat dikategorikan menjadi gelombang radio, infra-red, cahaya tampak, sinar ultraviolet, sinar gamma, dan lainnya. 'Spektrum tampak' yang dipersepsikan oleh mata manusia memiliki rentang panjang gelombang pendek yaitu 390~780nm.
Spektrum tampak' dibedakan oleh panjang gelombang warna yang unik seperti pada gambar di bawah [2].
Temperatur warna
Temperatur warna dihitung menggunakan angka, berdasarkan suhu absolut dari sumber cahaya tertentu. Pada dasarnya, temperatur benda hitam yang menyerupai warna sumber cahaya tersebut.
Benda hitam atau blackbody adalah benda yang menyerap semua radiasi elektromagnetik yang menyentuhnya, terlepas dari frekuensi atau sudut datangnya, dan temperatur warna berubah seperti pada gambar di bawah [3].
Persepsi visual
Persepsi visual manusia memengaruhi bagaimana kita mempersepsikan warna. Ada berbagai efek, namun fenomena di bawah ini sangat memengaruhi persepsi warna:
- Adaptasi warna
Adaptasi warna menghasilkan satu warna pada suatu objek di bawah kondisi pencahayaan yang bervariasi (konsistensi warna). Jika kamu melihat kertas putih di bawah lampu pijar yang memancarkan cahaya kuning, kertas tersebut nampak kuning, tetapi tampak putih kembali setelah melalui adaptasi warna. - Efek Purkinje
Warna merah nampak lebih gelap dan biru lebih terang dalam kegelapan dibandingkan saat terang. - Efek area pada warna
Intensitas dan kejernihan warna yang sama akan terasa berbeda tergantung pada ukuran area.
AWB/CCM di kamera digital
Apa itu AWB?
Kamus mendefinisikan AWB sebagai ekspresi warna akromatik (putih, abu-abu, hitam). Secara luas, AWB membentuk warna objek yang sama di kamera terlepas dari sumber cahayanya. AWB menerapkan mekanisme yang mirip dengan adaptasi warna manusia dalam sistem persepsi visual mereka (konsistensi warna) ke sistem kamera. WB dalam sistem kamera menyesuaikan warna objek yang terpapar pada setiap suhu warna agar sesuai dengan cahaya matahari (5500K). Menyesuaikan WB dengan standar R, G, B yang ada di sistem kamera berarti menyesuaikan rasio R, G, B dari bagian-bagian yang harus terlihat akromatik bagi mata manusia menjadi 1:1:1.
Tipe algoritma AWB
Algoritma AWB secara umum dibagi menjadi algoritma kromatik dan akromatik.
- Algoritma akromatik
Gray world: Mengasumsikan bahwa rata-rata semua piksel RGB dalam gambar yang ditangkap adalah sama.
MaxRGB: Bagian yang memantulkan sumber cahaya memantulkan warnanya apa adanya, sehingga diasumsikan bahwa warna tersebut adalah putih.
White Search: Secara statistik menganalisis dan menghitung bagaimana setiap piksel di area tersegmentasi gambar didistribusikan dalam diagram kromatisitas. - Algoritma warna kromatik
Warna spesifik AWB: Dapat mengira-ngira dan mengkalkulasi warna putih jika telah diketahui warna objeknya secara spesifik
Pemetaan gamut: Pemetaan gamut menghitung area warna maksimum dari semua panjang gelombang yang dipancarkan oleh sumber cahaya tertentu dan probabilitas setiap warna yang terpancar sebelumnya.
Prinsip dasar cara kerja AWB
Setelah AWB menemukan area objek akromatik dalam gambar, AWB menghitung dan menyesuaikan rasio RGB area tersebut menjadi 1:1:1. Pada gambar di sebelah kiri di bawah, kamu bisa melihat bagaimana sensor gambar kamera mendeteksi gambar raw yang secara keseluruhan berwarna hijau, namun AWB menemukan bagian putih di tengah dan memproses gambar menjadi gambar di sebelah kanan di bawah.
Jika tidak ada objek akromatik dalam gambar, AWB mengambil apa yang terlihat seperti barang-barang sehari-hari dalam gambar (langit, rumput, dll.), dan menerapkan rasio RGB yang dihitung sebelumnya sehingga gambar menyerupai warna dalam kehidupan nyata.
Fotomu biasanya memiliki berbagai objek dengan warna berbeda yang tercampur. Jadi, nilai tertimbang untuk setiap objek diterapkan dan dihitung untuk perolehan RGB setiap area untuk mengetahui perolehan RGB akhir. Produsen kamera menerapkan pengetahuan mereka untuk menjalankan algoritma tersebut. Sistem kamera Galaxy juga menggunakan kombinasi algoritma tersebut untuk menerapkan perhitungan AWB akhir. Galaxy sedang mencoba menghasilkan pewarnaan yang lebih akurat menggunakan pembelajaran mendalam AI-AWB pada model-model terbaru.
Apa itu CCM (Color Correction Matrix)?
Sebuah gambar yang telah diproses oleh AWB dapat menampilkan warna akromatik dengan baik, tetapi cenderung gagal menampilkan warna kromatik secara akurat. Hal ini disebabkan karena AWB memiliki rentang koreksi warna yang terbatas, mengingat sifat sensor gambar RGB. Layar tampilan memerlukan koreksi warna tambahan berupa matriks 3x3 yang disesuaikan dengan area warna yang dapat ditampilkan. Inilah yang disebut CCM (Color Correction Matrix).
Mari kita pahami menggunakan gambar heksagonal di bawah. Titik-titik hitam dan putih, yaitu titik referensi AWB, sejajar, tetapi titik-titik lainnya tidak dapat direpresentasikan dengan benar karena area jangkauannya yang sempit. Kamu dapat menganggap CCM sebagai proses "meregangkan" titik-titik ini agar sejajar dengan titik-titik sudut heksagonal. Warna akhir pada gambar menjadi kaya dan cerah.
Gambar-gambar di bawah merupakan versi sebelum dan sesudah proses CCM.
Memperkenalkan AWB pada Kamera Galaxy
Kamera Galaxy menggunakan fitur ‘Auto Withe Balance’ secara bawaan, dan fitur MWB (Manual White Balance) dalam Mode Pro untuk meningkatkan fungsinya. Temperatur berwarna putih dapat disesuaikan dalam rentang panjang gelombang warna antara 2300K dan 10000K. Sesuaikan bilah suhu warna untuk gambar yang kaya akan warna.
Pada gambar di bawah, white balance diterapkan pada temperatur warna yang berbeda dalam pengaturan yang sama untuk menghasilkan tone yang berbeda di setiap gambar.
