Phone camera as colorimeter?
Phone camera as colorimeter?
我一直在說，在色彩的工作上需要一個儀器將色彩這個現象變成數字，而這個所謂的儀器，最低階的架構會是什麼樣呢？
目前手上，所謂低階的色度儀器是上圖那兩顆。
還有更低的嗎？其實，手機相機就是RGB sensor，能拉得到數值，能取得數值，就有機會可以成為色度計。
這一篇就是這一方面的探索。
先把工作方法、工作邏輯先理出來，將來是否能夠實際運用？運用的場景？……都會建立在這一次探索的基礎上。
工作邏輯其實很單純：
相機做為一個RGB sensor，大量比對相機RGB的數值與實際色彩Lab的數值，就能建立起一個相機RGB與實際色彩Lab的對應表(icc profile)。如此，相機的RGB反應值就可以透過此對應表得到一個Lab數值。也就是，相機RGB透過一個profile，它就可以是一個色度計。
邏輯已經有了。工作方法上要處理哪些問題？程序如何進行：
1.樣本量：相機取色塊樣本自然不是問題，再多色塊都是一個shot，問題是，要比對的色彩數值必須一個一個的量出來；用i1來量，取一個A4面積400個樣本不是太大問題，如果用單點設備來量，這個工作量就有點大了；基於上面幾次的發文，36個色塊已經足以建構一個完整的profile；同樣的，基於最少的工作量，這次一樣用36個樣本來建立相機的profile。
- 建立一套程序來取得相片裡面36組RGB數值，這一次用imagemagick來處理這方面的作業。程序如下：
- 先自行把作業範圍crop下來。
- 以imagemagick 指令’convert -info:’取得圖像長寬 pixel 數。
- 依上述長寬pixel計算6×6的中心點位置。
- 依上述位置取3×3 pixel RGB 平均值。
- 依上述36組RGB值與實體36組Lab值即可形成icc profile。
數值驗證：
將36組相機RGB數值經由profile取得36組Lab值，與原始Lab值比對色差，得結果如下：
左邊一組為以 percetual intent 計算Lab，與原始Lab比對，平均de00色差0.8，最大色差2.3。右邊一組為以 absolut intent 計算Lab，與原始Lab比對，平均de00色差0.59，最大色差1.88。
簡單結論
這一次工作邏輯及工作方法探索的結果，相機RGB sensor 數值經由轉換可達到平均精度0.5的位置。回應到本篇的主題，手機相機是有能力達成色度計的功能。
當然，實際使用上還是會有一些問題，比如說相機上下左右曝光的均勻度就是一個問題，這方面的工作邏輯也有做一些探討。
相機曝光均勻度補償的工作邏輯如下：
- 先取得上下左右4個白色部分的RGB值。
- 取其平均值作為參考亮度。
- 以上述平均亮度為目標，取得6×6 36個位置的補償因子（compansate factor）。
Fig. 左邊為原始曝光，右邊為曝光均勻度補償結果。 - 將前一階段取得的6×6 36組RGB，依補償因子算出新的RGB數值，此數值即為曝光平均度矯正後的數字。
所以就是用軟體的方式來補足曝光均勻度的問題。
以上兩個邏輯堆疊在一起。增加了相機作為色度計的信任度。
我先完成這兩個邏輯，後續再來看看怎麼應對工作場合中的變數。
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