BME Építészmérnöki Kar Építészeti Ábrázolás Tanszék Előadó: … · 2014-04-07 · A szenzorból kiolvasott értékeket az elektronika interpolálja (demosaicing), és

BMEEPAG0203 2014 tavasz

1 Bevezetés az alkalmazott informatikába

BME Építészmérnöki Kar

Építészeti Ábrázolás Tanszék

Előadó: Batta Imre

Digitális fényképezés



Hogyan látjuk a színeket?


3 Spektrális teljesítmény-eloszlás

700 600 500 400 λ 800 300

Re

latí

v t

elj

esít

mé

ny

Hullámhossz

Egy nevezetes spektrális eloszlás (CIE D65 szabványos

fehér), a napfény, amely a látható tartományban

meghatározott arányban minden hullámhosszon tartalmaz

EM energiát. Ezt az összetételt felületről visszaverődve

színtelen fehérnek (vagy szürkének) érzékeljük.

A világból nyert vizuális információ a fény két paraméterén alapul: különböző

hullámhosszakon sugárzott elektromágneses energia mennyiség (fotonszám).

Fény két jellemzője: (1) teljesítmény-eloszlás, (2) összteljesítmény, intenzitás.

Az emberi szem 360-830 nm hullámhosszúságú EM sugárzást érzékel. E látható

tartomány elnevezése spektrum.

Az összetétel elnevezései: spektrális teljesítmény-eloszlás, spektrális összetétel,

EM színkép.


4 Reflektancia

D65 S(λ)

Re

latí

v ρ

(λ)

0

1

780 λ 380

Minta ρ(λ) ρ(λ)S(λ)

= ×

Re

latí

v L

0

1

780 λ 380

Re

latí

v S

(λ)

ρ(λ

)

0

1

780 λ 380

fényforrás anyag visszaverődés

Az anyagokat azért látjuk különböző színűnek, mert a beeső EM sugárzásból egyes

hullámhosszakat különböző mértékben elnyelnek vagy áteresztenek, illetve

visszavernek. (A további jutó fény spektrális eloszlása módosulhat a megvilágítási

és az áteresztési/visszaverődési (nézési) szögtől, valamint sugárzás közegétől.)

Elnevezések: visszaverődés (reflektancia), visszatükröződés (teljes visszaverődés).

Reflektancia tényező (albedó), denzitás (1/log reflektancia), reflektancia

eloszlás.

Pszichológiai hatás: fényesség (Lightness), relatív világosságérzet, a felület

becsült reflektanciája vagy transzmittanciája.


5 Színérzékelés

Receptorok érzékenységi görbéi

Az emberi szemben négy fényérzékelő idegsejt (fotoreceptor) típus található.

Három csap alakú receptor nappali fényben működik, a pálca alakú pedig sötétben.

A négy receptorban négy különböző maximumhelyre hangolódott fotopigment fajta

(apoprotein + fényelnyelő kromofór molekula) található, melyeknek hullámhossz

érzékenysége átlapolva átfogja a spektrumot.

Abszorpciós maximumhelyek, csapok: ~425, ~530, ~560, pálca: ~500.

700

Hullámhossz (nm)

600 500 400 λ 800

Lo

g re

l. fé

nysű

rű

sé

g (n

m)

1.0 425 500 530 560

Mikrospektro-fotométerrel mért

emberi csap abszorpciók,

Sharpe, 1999.


6 6 Színesség - világosság

Szín = szín + világosság két összetartozó vizuális érzet, válasz a

fény két fizikai tulajdonságára.

Színesség (színezet & telítettség): a

sugárzott teljesítmény relatív hullám-

hosszeloszlásának érzete. A szín az

anyagok, tárgyak állandó tulajdonsága.*

Világosság: a sugárzott

összteljesítmény érzete. A világosság

az anyagok, tárgyak helyzettől függő**

változó tulajdonsága.

Funkcionális szegregáció: a színesség és a világosság

feldolgozása az agykéreg anatómiailag

elkülönült területein történik.

* az állatok életterében, szokásos megvilágítási

körülmények között.

** változó megvilágítás, közeg, árnyék, nézőpont,

távolság stb.

Azonos világosságú

színek



Funkcionális szegregáció: Positron Emission Tomograph (PET)

képekkel követhető, hogy a többszínű állóképet nézve a V4 agyterület

vérellátása emelkedik (baloldali kép), mozgó pontokat nézve egy másik

terület, a V5 mutat növekvő aktivitást (jobboldali kép). Ha a kettő együtt

hat, a V1 és V2 területek aktívak (középső kép). (Zeki, 1990)



A formalátás a világosság érzeten alapul:

a szín vadság, a forma értelem.


9 J.C. Maxwell: első színes fénykép, 1861




11 Szergej Mihajlovics Prokudin-Gorszkíj (1863-1944)

http://www.loc.gov/exhibits/empire/making.html







14 Szergej Mihajlovics Prokudin-Gorszkíj (1863-1944)




15

15

Összeadó színkeverés

CRT képernyő LCD képernyő

Maxwell tárcsa

Összeadás a szemben:

● szuperpozícióval, pl. egymásra

vetítve

● térben, pl. színes tv

● időben, pl. Maxwell tárcsával, plazma

TV (diterálás)

Térben összeadó a színkeverés a retinán, ha

a képpontok látószöge 2 ívperc alá kerül.


16 Digitális kamera


17 Digitális kamera: CCD / CMOS

Digitális kamera, CCD, CMOS

Töltés-csatolt eszköz (Charge-coupled-device, CCD),

George Smith, Willard Boyle, Bell Laboratories, 1969

Első ccd kamera: 1.3 Mp Kodak szenzor Nikon F-3

házban, 1991.

Működési elv:

(1) Fotóelektronos hatás: fény hatására a kristályos

szerkezetű szennyezett félvezető szilíciumban a

sugárzási energiával arányos számú szabad

elektron-lyuk pár keletkezik, amelyeket feszültséggé

alakítva a fény mennyisége mérhető.

(2) Elektron gyűjtés: két oldalt megemelt potenciál

szinttel az elektron-lyuk párok együtt tarthatók

(potenciál kút, regiszter, szilícium kristály

memóriaként).

(3) Kiolvasás: a töltés feszültséggé átalakítása

(Elektron –Volt átalakítás), amely történhet…

léptetéssel: az egymás után csatolt töltéseket

oszlopokban mozgatva, a szomszédos

regisztereken átvezetve. Az E–V átalakító a

sorgyűjtő regiszter után helyezkedik el. A

szenzor és az erősítő különálló egység (CCD

technológia).

közvetlen kiolvasással: az E–V átalakító

pixelenként helyezkedik el. A szenzor és az

erősítő egybeépül (CMOS technológia).

CCD működési elve

E-V

Erősítő

CCD CMOS

Sorregiszter

Erősítő

Klikk

Mikró-lencsék

Szilícium félvezető

Elektróda Szigetelés


18 Digitális kamera: színbontás

A digitális kamera a fényt vörös, zöld és kék (vagy cián, bíbor és sárga)

színszűrőkkel (vagy prizmákkal) három részre bontja.

Foveon X3

Dikromatikus

prizmarendszer

Dikromatikus

bevonat + légrés

Dikromatikus bevonat



Bayer színszűrő elrendezés

A szenzorból kiolvasott értékeket az elektronika

interpolálja (demosaicing), és a világosság és

színkülönbség (színárnyalat & telítettség)

információt elkülönítve kódolja.

A felhasználó által választott képfelbontásnak

megfelelően az interpoláció pixelt generál…

■ minden négy szenzor metszéspontjában,

vagy

■ minden zöld szűrős szenzornál, vagy

■ minden szenzornál, illetve

■ kötésben (pixel binning): (2×2)4, (4×4)4 stb.

Az 1 : 2 : 1 arányú, un. Bayer színszűrő

elrendezés (Bryce E. Bayer, Eastman Kodak,

1976) támogatja ezt a kódolási módot:

■ a világosság információ számítására a

zölddel szűrt eloszlás a legalkalmasabb,

■ zöld a spektrum „közepe”,

■ 3 csatorna négyzetes elrendezésben.

A kapott értékeket az un. feldolgozatlan (raw)

fájlformátum rögzíti. A felhasználó által

választott kimeneti fájlformátum vagy Tiff

(RGB) vagy Jpeg (YCC).

Bayer színszűrő elrendezés:

kompromisszum a felbontás és

a világosság- és színhűség

között..

A világosság nagyobb

felbontást igényel, mert a szem

érzékenyebb a fénysűrűség

változásokra mint a színekére.



400 450 500 550 600 650 700

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Egy CCD kamera mért spektrális érzékenysége


21 Digitális kamera: képhibák

Kromatikus aberráció

Korrigált lencserendszer

Gyártási szenzorhibák (halott pixel stb.)

Szenzor por (tisztítás)



Túlcsordulás (Blooming)

ha az elemi szenzor már nem tud több

elektront tárolni, a többlet átfolyik a

szomszédos pixelekbe.

Sas-csillagköd (Eagle Nebula)

Faulkes teleszkóp



Mintavételi hibák (aliasing)

Helyzeti (interpolációs) színhibák: moaré,

rojtosodás stb.

Foveon CCD

Optikai alul-áteresztő szűrő (kivehető)

Kisebb felbontás

E-szűrök, pl. medián alkalmazása

A/D konverzió (kvantálás)

Nagyobb bit mélység (Bit depth)

Bayer Foveon

Lítium-Niobium kristály mint

anti-alaising szűrő



Zajok

■ Foton zaj

Rövidebb expozíció

■ Sötétzaj (termikus zaj)

Hűtés (Peltier)

Rövidebb expozíció

■ Kiolvasási zajok (Readout noise): Reset

noise (kTC noise), White noise (Johnson

noise), Flicker noise (1/f noise, Pink noise),

Clocking noise, Photo response non-

uniformity (PRNU)

Jobb kamera, CCD technológia

Zajcsökkentés, zajszűrés

■ Kamera: Raw fájl zajszűrés, Slow Shutter

NR (Sony),

■ PhotoShop, Corel, Gimp zajszűrők.

■ Célszoftverek: Noise Ninja, Neat Image NR,

Picture Cooler, Noiseware stb.



Fehér egyensúly


26 Fehér egyensúly

Von Kries színadaptáció, 1902: a látás függetleníti magát a fényforrás színétől

(spektrális eloszlásától), és kiegyenlíti annak esetlegesen színtorzító hatását. Paul

Cezanne: Almák, barackok, körték, szőlő (1879-80).

Start



Purves és Lotto, 2002

Start



Az emberi látás adaptálódik a megvilágítás

színösszetételéhez, az anyagok tanult színét

bizonyos határok között kiegyensúlyozatlan

megvilágításban is ugyanolyannak érzékeli. A

képek színeit viszont csak akkor tartjuk

természetesnek, ha az emberek, tárgyak stb.

megvilágítása fehér (napfény) színű.

Az ideális mesterséges fényforrás a napfény

spektrális teljesítmény-eloszlását közelíti. A

gyakorlatban használt fényforrások

hullámhossz összetétele nem egyenletes, a

színük a kékes, zöldes, sárgás, vöröses

irányba tolódik.

A képrögzítő eszközök (pl. filmemulzió, szenzor)

spektrális érzékenységét az adott fényforrás

színösszetételéhez kell igazítani. A korrekció

kiindulópontja a látvány fehér színű felületei,

mivel a fényforrások elszínező hatása a világos

telítetlen színű részleteken a legfeltűnőbb.

A korrekció eredményeképpen a fehér ismét fehér

színű (színtelen) lesz, viszont a telített színek

torzulhatnak.

Látvány fehér

fényben

Látvány sárgás

fényben

Kék színszűrős

korrekció

BMEEPAG0202 CAD és építészinformatika / 2007 őszi félév


A világítástechnikában, fényképészetben, és

elektromos képalkotásban gyakran szükség

van a színeknek egy paraméterrel (és nem

hárommal) történő meghatározására.

A korrelált színhőmérséklet a közel-fehér

fényforrások színének egytényezős

jellemzője.

Eszerint egy fényforrás színe olyan

„hőmérsékletű”, hogy megfelel* (korrelál) a

feketetest sugárzó adott hőmérsékleten

keletkező színéhez.

Pl. a wolframszálas izzólámpa korrelált

színhőmérséklete 2800 K, azaz a színe

hasonlít a 2800 K hőmérsékletű feketetest

sugárzó színéhez.

A fényforrás üzemi- és színhőmérséklete között

tehát nincs közvetlen fizikai összefüggés.

* A megfelelés követelményei: a két színinger

(1) spektrális eloszlása azonos, vagy (2)

nézésre hasonló, ez a metamer egyezés, vagy

(3) CIE színkoordinátáik azonosak.

felhős égbolt 6500

napkorong (tengerszintről mérve) 5600

átlagos napfény, vakú, D50-es színes film 5000

wolfram izzók prof. fotósoknak 3200

60 W-os izzó, napkelte, naplemente 2800

gyertya 1200

Fényforrás Kelvin

erősen felhős égbolt 8000

tiszta kék égbolt 10000


30 Feketetest sugárzó

A fényenergia mennyiségének

meghatározásához olyan referencia fényforrásra

szükséges, amelynek Φ(λ) spektrális

teljesítmény-eloszlása mértékegységül

szolgálhat.

A fénymérés referencia sugárzója az un. teljes

feketetest sugárzó (full blackbody

radiator).

A feketetest sugárzó egy zárt kamra, amelynek

falát hevítve benne EM sugárzás (fény)

keletkezik. A termodinamika törvénye

szerint a zárt kamrában a kibocsátott és

az elnyelt sugárzás elméletileg

egyensúlyban van, ezért a keletkező

különböző hullám-hosszúságú sugárzás

energia eloszlása csak a kamra anyagától

és az anyag hőmérsékletétől függ, a

kamra illetve az anyag alakjától és

méretétől (sugárzó területétől) nem.

A teljes feketetest sugárzó minden

hullámhosszt elnyel és minden

hullámhosszon sugároz. A fényméréshez

választott mértékadó teljesítmény

szabvány szerint 2045 K hőmérsékleten, a

platina halmazállapot-változásánál

(dermedési pontja) 101 325 N/m2 nyomás

alatt keletkezik.



Film, fotográfia

Filmválasztás

Napfény (daylight):

Izzólámpa (tungsten):

Fénycső (fluorescent):

Esetleg színszűrő

Elektronikus / digitális kamera

Kézi beállítás (Custom)

Fénymérés ismert fehér (szürke) felületre

Színhőmérséklet választás

Automatikus beállítás

Szürke világ feltételezi, hogy a képpixelek

átlaga 18%-os (log 0.5) szürke.

Legvilágosabb pixel: a legvilágosabb,

legkevésbé telített színű pixel(ek)ről –

tipikusan csúcsfény – feltételezi, hogy a

megvilágítás színével azonos. (Csak a

dielektrikus (szigetelő) anyagoknál igaz.)

Vaku: a fényforrás színét a kamera ismeri.

Kész beállítások

Izzólámpa (tungsten): 3000 K

Fénycső (fluorescent): 4200 K

Napfény (daylight): 5200 K

Vaku (flash): 5400 K

Felhős (cloudy): 6000 K

Árnyék (shadow): 8000 K


32 2D-3D számítógépes grafika

Árnyalat-visszaadás


33 Árnyalat-visszaadás: világ / látás / kép

Látvány (világ) árnyalatterjedelme: 10-6 – 108cd/m2

N a p p a l i K ö z t e s É j s z a k a i

Csillagfény

1 foton 100 000 000 cd/m2

0 2 4 6 8 -2 - 4 - 6

Holdfény Belsőtér Napfény

pálca

gyenge élesség

nincs színlátás

csapok

jó élesség

jó színlátás

pálca

& csapok

Emberi látórendszer árnyalatterjedelme: 10-6 – 106

egyidejű max. 10 000 : 1

300 cd/m2 Feketeszint 0.5 cd/m2

LCD képernyő árnyalatterjedelme sötétben

max.1000 : 1, 256 lépcső

Fénykép árnyalatterjedelme pl. belső térben

max.100 : 1, 500 lépcső

0.9 % Feketeszint ρ=0.1%


34 Árnyalatterjedelem (dinamika)

Média Dinamika Árnyalatszám

Világ (látvány) 1012 ∞

Látás 1010 ∞

Látás egyidejűleg 104 200

Dia 1000 700

Plazma 1000 256

LCD 400-600 256

CRT 50 – 200 400 – 530

Fénykép 100 465

Ff. nyomat krétázott papíron 100 465

Sz. nyomat krétázott papíron 50 400

Napilap f/h 10 234

Csillagfény

0 2 4 6 8 -2 - 4 - 6

Holdfény Belsőtér Napfény A vizuális rendszerek (érzékelők,

rögzítők, adattovábbítók, megjelenítők)

minőségét jellemző két tulajdonság:

Árnyalatterjedelem

az érzékelhető ill. megjeleníthető

legvilágosabb és legsötétebb

látványelem ill. képelem

fénysűrűségének aránya.

Lmax / Lmin

Az emberi látórendszer 10

nagyságrend fénysűrűség tartományt

képes érzékelni, de nem egyidejűleg.

Az érzékelhető árnyalatterjedelem az

adaptáció következtében dinamikusan

változik (Dynamic Range). Egyidejű

max. 4 nagyságrend.

Árnyalatszám

az árnyalatterjedelmen belül

érzékelhető, megjeleníthető

árnyalatkülönbségek száma.

Természetesen függ az árnyalat

terjedelemétől.


35 Árnyalatterjedelem kihasználása

Árnyalatterjedelem (dinamika) és az árnyalatszám viszonya

a) Teljes dinamika; b) Széles dinamika, sok árnyalat; c) Széles dinamika, kevés

árnyalat; d) Szűk dinamika, sok árnyalat; e) Szűk dinamika, kevés árnyalat; f) Szűk

dinamika, kevés árnyalat.

a) b) c)

d) e) f)


36 Árnyalatterjedelem kihasználása

Georges de LaTour (1592-1652) Krisztus az

ácsműhelyben.


37 Árnyalat-visszaadás a látásban

A látás változó paramétereinek

szemléltetése: Baloldali kép: az adaptálódó szem

látásélességének (acuity) és

színérzékenységének alakulása különböző

erősségű megvilágításnál (napfény,

belsőtér, holdfény, csillagfény).

Jobboldali kép: világosra adaptálódás

folyamatának fázisai. A fénykülönbség 0.1 -

5623 cd/m2. Időtartam 0 – 75 sec.

Jobboldali kép: sötétre adaptálódás

folyamatának fázisai. A fénykülönbség

1412 - 0.1 cd/m2. Időtartam 0 – 75 sec.

Ferwerda, Pattanaik, Shirley, Greenberg: A

Model of Visual Adaptation for Realistic

Image Synthesis,


38 Árnyalat-visszaadás

Lineáris leképzés, alulexponált

Ward Larson, Rushmeier, Piatko: A Visibility Matching Tone Reproduction Operator for High Dynamic Range

Scenes, IEEE Transactions On Visualization And Computer Graphics, 1997.

Lineáris leképzés, túlexponált Átosztott leképzés

Látvány

Árnyalat leképző operátor

Képernyő korlátozott képességekkel

Megfigyelő

Megfigyelő

Vizuális összehasonlítás

Valóság

Megjelenítés


39 Digitális árnyalat-visszaadás

1. Teljes árnyalatterjedelem

digitális rögzítése:

■ Digitális kamerával, különböző expozíciós

időkkel készített fénykép-sorozattal:

▪ auto exposure bracketing (AEB),

▪ spec. szenzor (Fuji Finepix S3 Pro),

▪ spec. fényképezőgép (SpheroCamHDR).

■ „Ideális”, szintetikus kamerával készített,

a többszörös fényvisszaverődést modellező

számítással:

▪ radiosity

▪ monte-carlo raytrace,

▪ particle trace (mental ray).

Valódi vagy szintetikus látvány árnyalat-visszaadása három lépésben:

FujiFilm Super CCD SR II szenzor (Finepix S3 Pro kamera)



2a. HDR kép kiszámítása

■ Egyszerűsített felvétel-keverés (Naive

Exposure Blending): különböző expozíciós

időkkel készült felvételek egyesítése, a sötét

és világos részek kiegyenlítése.

■ HDR kódolás (HDR encoding): a

különböző expozíciós időkkel készült

felvételekből, az expozíciós időkülönbségek

alapján a látvány teljes

árnyalatterjedelmének rekonstruálása.

2b. HDR kép tárolása HDRI

fájlformátumokkal…

.tiff: LogLuv TIFF (WardLarson)

.exr: OpenEXR (Industrial Light & Magic)

.hdr: radiance RGBE (WardLarson)

.???: scRGB (Microsoft/HP)


Digitális támogatás Színmélység Dinamika

12-bit CCD 36 4.096 : 1

14-bit CCD 42 16.384 : 1

16-bit TIFF 48 65.536 : 1

HDRI formátumok 96 végtelen

Miben különböznek a HDRI fájlformátumok?

A HDR értékek kifejezhetők (és átválthatók) a rádió-

és fotometria, ill. színmérés bármely

mértékegységével.

Az értéktartomány lehet nyílt vagy normalizált. Így

alkalmazhatók:

■ normalizált RGB, scRGB, YCC színmodellek;

■ fénysűrűség csatornánként (cd/m²);

■ CIE XYZ színtér.

A HDR fájlformátumok az értékeket lebegőpontos

alakú számokkal, legalább 3×32 bit pontossággal

kódolva tárolják.



3. Árnyalat átosztás

(Tone Mapping) az a művelet, amely a kép

árnyalat értékekeit szélesebb árnyalat

terjedelemről szűkebbre alakítja át.

A cél az, hogy a HDR látványt (érzetet)

korlátozott árnyalatterjedelmű médiák

(nyomat, képernyő stb.) visszaadják,

reprodukálják.

Árnyalat átosztó operátorok:

■ Általános operátorok (Global Operators): a

pixelek árnyalatát általános képi jellemzők

alapján, a térbeli helyzetüktől függetlenül,

hely-invariáns műveletekkel módosítják.

■ Helyi operátorok (Local Operators): az

árnyalat átosztásnál figyelembe veszik a

pixelek szomszédságát. Így azonos pixelek

különböző értékűek lehetnek, attól függően,

hogy a környezetük sötétebb vagy

világosabb.

■ Időfüggő operátorok: a szem sötét vagy

világos adaptáció lefolyását időben

utánozzák.


Local (Fattal)

Global (Reinhard)



Felhasználási területek

HDRI szerkesztők:

■ Digitális HDR fénykép készítés,

■ Fénykép és szintetikus kép egyesítés.

Valósághű képszintézis (rendering):

■ Kép alapú világítás (Image Based Lighting):

HDR panorámakép „valóságos” fénysűrűség

adatainak felhasználása 3D-s modell

valósághű megvilágításához.

■ Expozíció és világosság szabályozás

(Exposure, Brightness Control): többszörös

fényvisszaverődés számítások korlátozott

árnyalatterjedelmű megjelenítéséhez.

Digitális kamerához / szkennerhez:

■ Csatoló program (Raw Conversion Driver):

12-16 bites szenzor adat átalakítása

klasszikus 8 bit-es képfájl formátumokra.

Alkalmazások

HDRI szerkesztők

■ Photomatix, http://www.hdrsoft.com

■ HDRShop, http://gl.ict.usc.edu/HDRShop/

■ Photogenics.HDR, http://www.idruna.com

■ PhotoShop CS2, http://www.adobe.com

■ OpexEXR, http://www.openexr.com

■ Artizen, http://www.supportingcomputers.net/

OpenEXR, IL&M

http://www.hdrsoft.com/

http://gl.ict.usc.edu/HDRShop/

http://www.idruna.com/

http://www.adobe.com/

http://www.openexr.com/

http://www.supportingcomputers.net/


http://www.supportingcomputers.net/




Fotók: Jacques Joffre, kamera: Canon EOS-1D Mark II

HDR kép készült Photomatix szoftverrel (www.hdrsoft.com)

Luminosity: 0, Strength: 60%, Color saturation: 80%, White clip: 4.2, Black clip: 0.02

Expozíciós idő: 1/750 sec., blende: f/6.7, ISO: 100





Felső sor: az árnyalat-visszaadás alapjául szolgáló fotósorozat (16 db kép).

Alsó sor: árnyalatátosztás (Tone Mapping) három módszerrel: 1. Ward-Larson, 2. Fattal, 3. Durand, Dorsey.



Fénysűrűség változás követéséhez készült

gradiens csökkenés térkép

1/1000-1/4 expozíciós idővel készült felvételek HDR radiancia kép készítéshez

Fattal féle helyi operátor (Belgium House)



Lineáris leképzés

Naiv hisztogram

kiegyenlítés

Hisztogram hangolás

lineáris felső határral

Fátyolosságot adó

megvilágítás Fátyol kiegészítés

Kontraszt- és

színcsökkentés és fátyol

alacsony megvilágításnál

Ward Larson és társai: árnyalat-

visszaadás radiosity és Monte-Carlo

path tracing árnyalással

Naiv hisztogram kiegyenlítés

Lineáris leképzés



Operátorok (gyűjtés):

Linear

Dynamic Max (Artizen)

Exponential

Fattal

Lock05 (Artizen)

Lock06 (Artizen)

Mean Value

Photoreceptor (Artizen)

Reinhard

Schlick

Stockham

100+ Every Filter (Artizen)

Details Enhancer

(Photomatix)

Tone Compressor

(Photomatix)

Dynamic

Global Operator

Exponential

Global Operator

Fattal

Local Operator

Lock06

Local / Global Operator

Photoreceptor

Global Operator

Reinhard

Global Operator

http://www.supportingcomputers.net/Applications/Artizen/Tutorials/ToneMapping.htm

Eredeti Fotóreceptor

Fattal Reinhard

Schlick Stockham


48 48 Digitális fényképezés

1. sz. melléklet

Árnyalat-visszaadás fényképen


49 Árnyalat-visszaadás fényképen

Árnyalat terjedelem mozgatásának fényképészeti

eszközei:

Felvétel

● filmsebesség (filmérzékenység),

● zársebesség (felvétel időtartam),

● rekesznyílás (lencsenyílás),

● különleges eljárások

(egy felvétel nagy és kis érzékenységű negatívra, Heinrich Kühn; két felvétel, az egyik az árnyékra és a középtónusokra, a másik a fényekre exponálva

Sötétkamra

● negatív film (hosszabb előhívási idő előhozza az részleteket az árnyékokban, lefelé növeli az árnyalat terjedelmet),

● pozitív kép (hosszabb nagyítási idő előhozza a részleteket a csúcsfényekben, felfelé növeli az árnyalat terjedelmet),

● pozitív kép helyi alul- vagy felülexponálása (burning-dodging).

A film, fotópapír és az előhívó keménysége-lágysága hozzájárul az árnyalat-terjedelem bővítéséhez, szűkítéséhez és eltolásához.

Filmsebesség (ASA/DIN) 50/18 100/21 200/24 400/27 800/30

Zársebesség (sec) 1 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 (30) 1/64 (60) 1/128 1/256 1/512 1/1024

Rekesznyílás (f/Ø) 32 22.6 16 11.3 8 5.6 4 2.8 2 1.4 1

A szabványos értékek duplázzák vagy megfelezik a film érzékenységét, illetve a filmre eső fénymennyiséget.

Árnyalat-terjedelem mozgatásának fényképészeti

eszközei:

Felvétel

● filmsebesség (filmérzékenység), hátrány: szemcsézettség;

● zársebesség (felvétel időtartam), hátrány: bemozdulás;

● rekesznyílás (lencsenyílás), hátrány: változó mélységélesség;

● semleges fényszűrők, hátrány: színeltolódás;

● különleges eljárások:

egy felvétel nagy és kis érzékenységű negatívra (Heinrich Kühn);

két felvétel, az egyik az árnyékokra és a középtónusokra, a másik a fényekre exponálva (Otto Fielitz).

Sötétkamra

● negatív film (hosszabb előhívási idő előhozza a részleteket az árnyékokban, lefelé növeli az árnyalat terjedelmet),

● pozitív kép (hosszabb nagyítási idő előhozza a részleteket a csúcsfényekben, felfelé növeli az árnyalat terjedelmet),

● pozitív kép helyi alul- vagy túlexponálása (burning-dodging).

A film, fotópapír és az előhívó keménysége-lágysága hozzájárul az árnyalat-terjedelem bővítéséhez, szűkítéséhez és eltolásához.



Zóna rendszer az optimális filmexpozíció és

előhívás megállapításához kifejlesztett

fényképészeti technika, Ansel Adams amerikai

fényképész találmánya (1941).

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0. zóna: teljes fekete;

1. zóna: majdnem fekete, a teljes feketét

követő első árnyalat;

2. zóna: az anyagszerűség első jele, mély

árnyalatok;

3. zóna: az első felismerhető részletek,

texturák árnyékban;

4. zóna: fehérbőrű arc árnyékos fele,

növényzet, kövek, épületek árnyékban;

5. zóna: középszürke, világos növényzet,

szürke kő, sötét bőrű arc, (log 0.5

visszaverődés, 18%-os sűrűség, Kodak

szürkelap);

6. zóna: fehérbőrű arc és hó árnyéka

napsütésben, világosszürke tárgyak;

7. zóna: világos fehérbőrű arc, texturák

világos része, hó oldalvilágításban;

8. zóna: fehér színű anyagok finom

részletekkel, csúcsfények fehérbőrű

arcon, texturált hó;

9. zóna: részletek nélküli fehér kevés

árnyalattal, hó;

10. zóna: teljes fehér, csillogás és

fényforrások. Ansel Adams: Mission San Xavier del Bac, Tucson,

Arizona, 1968.



Zóna rendszer átlagos fényképészeti téma,

pl. táj fényvisszaverődés fokozatainak (0 –

100 %) leíró felosztása átlagos (napfény)

megvilágításban.

2 alapú logaritmussal felosztott 11 zóna: minden

zóna duplázza vagy felezi a várható

fénysűrűség mennyiséget.

A középső 5. zóna fényvisszaverődése log 0.5,

18%-os sűrűség. (Ez a Kodak hitelesített

szürke lap visszaverődése.)

A kiválasztott közép zónához kell beállítani az

expozíciót (filmsebesség, zársebesség,

rekesznyílás). A fényképezés érzékenysége 9

zónát fog át.

A Kodak szürke lapra mért fénnyel a

kiválasztott zóna expozíciója kiszámítható.

18% 3%

Film árnyalat-terjedelme

90%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10



Low Key és High Key fénykép különböző expozíciós zóna választással készült.

Ansel Adams (1902-1984): Oak Tree, Sunset City, California, 1962. Oak Tree, Snowstorm, Yosemite

National Park, 1948.



Pozitív kép helyi alul- vagy túlexponálása (beégetés-kitakarás, burning-dodging) lokálisan átosztja, átrendezi az árnyalati skálát. Minden papírkép esetében el kell végezni.

Közvetlen nagyítás Beégetés-kitakarás után


54 © Batta Imre, 2014

-1,5

www.epab.bme.hu

Documents

BME Építészmérnöki Kar Építészeti Ábrázolás Tanszék Előadó: … · 2014-04-07 · A szenzorból kiolvasott értékeket az elektronika interpolálja (demosaicing), és