PhysLight Explorer, спектральная чувствительность камеры

Интерактивный PhysLight: спектры blackbody, LED, HMI или лазера на реальных R/G/B кривых, сравнение сенсоров и metamerism. Дополнительно CIE 1931, Display Check, и уроки.Спектральные кривые из открытого проекта PhysLight, спасибо Wētā (Wētā Digital / Wētā FX), Apache-2.0.

PhysLight Explorer

Данные «лайтсейбера»

Наложите спектр на измеренные R/G/B-чувствительности реальной камеры. Один и тот же свет, разные сенсоры: это и есть метамерия.

Баланс дневного света

Сырой отклик

Камера A

Камера B (сравнение)

Источник света

SPD Планка · перетащите Кельвины

Цветовая температура

5600 K

3200

5600

6500

10k

Canon EOS R5

Линейный RGB с балансом белого

1.00

0.83

0.68

1.000, 0.832, 0.684

Sony ILCE-7SM3

Линейный RGB с балансом белого

1.00

0.86

0.71

1.000, 0.855, 0.709

Человек (CIE 1931)

Цвет этого SPD, который дал бы стандартный наблюдатель; камеры редко совпадают с ним точно.

Вложенные квадраты, как на графике PhysLight: внешний = базовый отклик, вставка = сравнение. Тот же патч при том же свете: сдвиги цвета означают метамерию (или камера против CIE).

Внешний · Кам. A · EOS R5Вставка · Кам. B · ILCE-7SM3

Экспорт матрицы и 3D LUT

.nk

.cube

Матрица 3×3 по методу наименьших квадратов из RGB камеры A в целевое пространство по 24 патчам ColorChecker при текущем освещении. Δ по патчам показывает, где линейное преобразование не справляется; необязательный .cube добавляет IDW-остаток, поэтому цвета на графике ложатся ближе, чем при одной матрице. Учебный инструмент, а не лабораторный профиль камеры.

Кам. A → CIE XYZ

Кам. A → Кам. B

0.5914  0.0371  0.1577
0.2339  0.8134  -0.2338
0.0475  -0.3003  1.3613

Средняя отн. ошибка: 1.6% · максимальная: 5.6% · EOS R5 → CIE XYZ (отн. Y) · 5600 K, чёрное тело

Ошибка по патчам (после 3×3)

Сначала худшие

Порядок графика

Тепловая карта = относительная ошибка в % для каждого патча ColorChecker (темнее / краснее = больший промах линейной подгонки).

#	Патч	Отн. %	Среднее \|Δ\|	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

Просмотр скрипта Nuke

# 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

Решётка Adobe/IRIDAS (R меняется быстрее всего). Домен охватывает образцы подгонки (0 → макс. src). Режим с остатком точнее на графике; режим «только матрица» даёт точную линейную запечку 3×3.

Матрица + остаток

Только матрица

17³

33³

Просмотр заголовка .cube (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

Спасибо Wētā (Wētā Digital / Wētā FX) за измерение этих спектральных кривых камер с помощью «лайтсейбера» PhysLight и открытую публикацию. Источник: github.com/wetadigital/physlight (data/camera), Apache License 2.0. Спектры ColorChecker: Ohta (1997) / ISO 17321-1. Кривые переупакованы для этого инструмента; см. LICENSE/ATTRIBUTION в репозитории. Интерфейс обозревателя © CompStart. Учебное использование, не для цветокритичного продакшена. КАК ЕСТЬ, без гарантий.