色温概念的正确理解和应用

大家色温真用对了么?

不管烧录OTP,IQ tuning, ISP的AWB,LSC,color correction算法都会扯上“色温”…..

什么是色温?

色温定义:某物体的辐射光谱和理想黑体在一定温度时的黑体辐射光谱一致时,此时黑体的温度称之为该实际物体的色温.

注意两点:

1. 物理里的理想模型现实不存在的(就像绝对0度不存在一样)。同时说明完全理想的色温不存在

2. 色温初衷是由光谱所决定的,由于理想和现实的差异,色温和光谱并不是唯一对应。(如果再加上测试设备的误差,其差异性更大)。

举个例子, 理想黑体色温的光谱和CIE标准色温的光谱对比:如下图:

其中上面一行的是CIE定义的D65,D50和A光的光谱, 下面行是根据普朗克定律的黑体色温模型得到的理想光谱。

普朗克辐射定律:

I(w,T) = 2hc^2/w^5/((e^(hc/wKT))-1).

h 为 普朗克系数,w为波长,c为光速,K为Bolzmann系数,T为色温。

以上说明色温和光谱的区别,再看下面D65可能对应的色坐标简易图的范围:

以上统统说明一个实际“色温”本身的variation有多么的大。

要拍摄的照片具有卓越的颜色还原,当然除了有先进的AWB,LSC,CC算法等(某些额外更高级补偿如skin detection,color tone adption等等),  更重要的是你需要先有个坚实的基础, 而这个坚实的基础就包括:

  1. 极致的模组 (高质量的IRCF,sensor和Lens)
  2. 对“色温”各个细节的深度掌控,包括OTP校准本身光源,tuning所用光源,当然包括机台之间的差异补偿,  先保证烧录数据的准确性和tuning的good correlation (不知道大家怀疑过自己烧录OTP的R/G,B/G的准确性和一致性吗??)

现在概念可以换回来了, sensor 看见的是“色温” 吗? 不是, 是光谱…, 光谱的细节掌控才是控制校准数据烧录的准确性和测试数据准确性的关键, 也是控制模组质量一致性的关键。 毕竟tuning只是tune那么几颗,怎么保证上千万颗的质量一致性呢? 答案还是正确的方法和细节的深度控制。 这也是A的颜色在各环境下的出色表现的至关重要的最重要因素,没有之一。

如果连烧录OTP的数据对应的光源光谱和tuning光源光谱的correlation都很差的话,别说做好上千万的camera,估计连专门调3颗都很难和A随便拿一个相比。

所以,大家先看看下面几个最简单的问题,如果缺失的话,自然其质量是冒着龙卷风的:-)

  1. 模组OTP烧录光源和测试光源 有采取措施保证其光谱的可靠性么? 有研究过吗?
  2. 这条产线和那条产线的光源有做过correlation吗? first source 和 second source有做correlation么? (因为某个物体的光谱就像人的指纹一样,不是一样的哟..)
  3. 有做光源差异的补偿校准么?
  4. 有做模组烧录和测试光源和 你tuning时的光源correlation 么?
  5. 在设计初期有用光谱来仿真系统的设计质量么?
  6. 有分析过生产tolerance带来的差异么?
  7. 有自己开发制定好的测试方法,算法和标准以控制模组质量和一致性么?
  8. 有做个ISP 算法对光源的矫正能力么?

这些都是要注意的问题如果想获得好的AWB性能和颜色性能。更是确保模组差异的一个重要因素