PhysLight Explorer: カメラ分光感度

インタラクティブPhysLight：blackbody・LED・HMI・レーザーのスペクトルを実測カメラR/G/B曲線に重ね、センサー比較とメタメリズムを確認。合わせて使う CIE 1931, Display Check, とレッスン.スペクトル曲線はオープンな PhysLight プロジェクトによるものです。Wētā（Wētā Digital / Wētā FX）に感謝します。Apache-2.0。

PhysLight Explorer

ライトセーバー計測データ

実在するカメラのR/G/B感度（実測値）にスペクトルを重ねてみましょう。同じ光でもセンサーが違えば色が変わります。これがメタメリズムです。

デイライトWB

生のレスポンス

カメラA

カメラB（比較）

光源

プランクSPD · ケルビンをドラッグ

色温度

5600 K

3200

5600

6500

10k

Canon EOS R5

WB後のリニアRGB

1.00

0.83

0.68

1.000, 0.832, 0.684

Sony ILCE-7SM3

WB後のリニアRGB

1.00

0.86

0.71

1.000, 0.855, 0.709

人間の視覚 (CIE 1931)

標準観測者がこのSPDの色として報告するであろう値です。カメラがこれと完全に一致することはほとんどありません。

PhysLightのチャートと同じネスト型の正方形です：外側＝ベースのレスポンス、内側＝比較対象。同じパッチ・同じ光源での色のずれはメタメリズム（またはカメラとCIEの差）です。

外側 · カメラA · EOS R5内側 · カメラB · ILCE-7SM3

マトリクスと3D LUTの書き出し

.nk

.cube

現在の照明下にあるColorChecker 24パッチについて、カメラAのRGBから目標値への最小二乗3×3を求めます。パッチごとのΔは線形変換が外れる箇所を示します。任意の.cubeはIDW残差を加えるため、マトリクス単体よりチャート上の色が近づきます。教育用であり、ラボ用のカメラプロファイルではありません。

カメラA → CIE XYZ

カメラA → カメラB

0.5914  0.0371  0.1577
0.2339  0.8134  -0.2338
0.0475  -0.3003  1.3613

相対残差の平均: 1.6% · 最大: 5.6% · EOS R5 → CIE XYZ（相対Y） · 5600 K 黒体放射

パッチごとの残差（3×3適用後）

誤差の大きい順

チャート順

ヒートマップ＝各ColorCheckerパッチの相対誤差（％）。暗く赤いほど線形フィットの外れが大きいことを示します。

#	パッチ	相対 %	\|Δ\| 平均	ΔR	ΔG	ΔB
16	Red	5.6	0.0137	-0.0145	-0.0124	-0.0141
19	Cyan	4.0	0.0159	-0.0124	-0.0155	-0.0198
14	Blue	3.1	0.0092	+0.0076	+0.0085	+0.0116
7	Bluish green	2.8	0.0135	-0.0111	-0.0129	-0.0165
11	Purple	2.6	0.0039	+0.0016	+0.0040	+0.0061
3	Light skin	2.3	0.0105	-0.0081	-0.0104	-0.0131
10	Moderate red	2.2	0.0073	-0.0051	-0.0071	-0.0098
9	Purplish blue	2.0	0.0076	+0.0058	+0.0070	+0.0099
13	Orange yellow	1.7	0.0092	+0.0093	+0.0087	+0.0095
4	Blue sky	1.6	0.0054	+0.0049	+0.0051	+0.0063
5	Foliage	1.4	0.0020	+0.0005	+0.0022	+0.0033
18	Magenta	1.2	0.0043	-0.0070	-0.0035	-0.0025
24	Neutral 3.5	1.0	0.0010	+0.0009	+0.0009	+0.0013
25	Black	1.0	0.0004	+0.0003	+0.0003	+0.0005
8	Orange	0.9	0.0039	+0.0055	+0.0032	+0.0031
23	Neutral 5	0.9	0.0020	+0.0019	+0.0018	+0.0024
22	Neutral 6.5	0.9	0.0035	+0.0033	+0.0031	+0.0039
15	Green	0.9	0.0022	-0.0018	+0.0016	+0.0034
21	Neutral 8	0.8	0.0050	+0.0049	+0.0048	+0.0053
2	Dark skin	0.7	0.0010	-0.0011	-0.0010	-0.0008
12	Yellow green	0.5	0.0025	-0.0015	+0.0018	+0.0043
20	White	0.5	0.0051	+0.0055	+0.0052	+0.0047
6	Blue flower	0.2	0.0010	-0.0010	+0.0003	+0.0018
17	Yellow	0.2	0.0014	-0.0016	-0.0016	-0.0009

Nukeスクリプトのプレビュー

# PhysLight Explorer → Nuke ColorMatrix
# Educational fit from measured camera spectral sensitivities × ColorChecker reflectances.
# Not a production camera profile. Validate before use.
# Fit under 5600 K blackbody; daylight-WB camera RGB → CIE XYZ (rel. Y); ColorChecker Classic (Ohta 1997) 24 patches
ColorMatrix {
 matrix {
		{ 0.59141067 0.03706286 0.15765617 }
		{ 0.23390597 0.81338272 -0.23382498 }
		{ 0.04753048 -0.30033174 1.36129747 }
 }
 name PhysLight_Canon_EOS_R5_to_XYZ
 label "EOS R5 → CIE XYZ (rel. Y) · 5600 K blackbody"
}

3D LUT (.cube)

17³

Adobe/IRIDAS形式の格子（Rが最も速く変化）。ドメインはフィットのサンプル（0 → 最大src）を覆います。残差モードはチャート上でより正確になります。マトリクスのみは3×3の正確な線形ベイクです。

マトリクス＋残差

マトリクスのみ

17³

33³

.cube ヘッダーのプレビュー（PhysLight_Canon_EOS_R5_to_XYZ_mat+res_17.cube）

# PhysLight Explorer → 3D LUT (.cube)
# Educational fit from measured camera spectral sensitivities × ColorChecker.
# Not a production camera profile. Validate before use.
# Order: red varies fastest (Adobe/IRIDAS).
# Fit under 5600 K blackbody; daylight-WB camera RGB → CIE XYZ (rel. Y); ColorChecker Classic (Ohta 1997) 24 patches
# Lattice = 3x3 matrix + IDW residual (fades to matrix off-chart).
# LUT_3D_SIZE 17
TITLE "PhysLight_Canon_EOS_R5_to_XYZ_mat+res_17"
DOMAIN_MIN 0.00000000 0.00000000 0.00000000
DOMAIN_MAX 1.43082121 1.43082121 1.43082121
LUT_3D_SIZE 17
0.00032601 0.00074218 0.00122484
…
# 4913 lattice lines omitted

Wētā（Wētā Digital / Wētā FX）に感謝します。PhysLightの「ライトセーバー」でこれらのカメラ分光曲線を計測し、オープンソースとして公開してくださいました。ソース：github.com/wetadigital/physlight（data/camera）、Apache License 2.0。ColorCheckerのスペクトル：Ohta (1997) / ISO 17321-1。曲線はこのツール用に再パッケージされています。リポジトリ内のLICENSE/ATTRIBUTIONをご覧ください。エクスプローラーのUI © CompStart。教育目的であり、色の厳密さが求められる本番用途向けではありません。現状のまま提供され、いかなる保証もありません。