Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

  • Автор темы Автор темы sabos
  • Дата начала Дата начала
Статус
Закрыто для дальнейших ответов.

sabos

Участник
Топикстартер
Сообщения
1 909
Реакции
286
Попросили раскрыть мифологию этих загадочных температур, Планков, "тинтов", CRI и прочих "ртутных" пиков.

Сперва что есть белый с точки зрения колориметрии. Чем он отличается от остальных стимулов? Собственно нечем. Это просто один из множества цветов-стимулов, и описывать его можно тремя привычными атрибутами - например яркость, цветовой тон и насыщенность, или XYZ для расчетов. Почему же мы так не делаем?

Причин несколько. Для физика-оптика белый будет очищенной характеристикой осветителя, и ему сразу проще описать сцену, как взаимодействие спектра осветителя с поглощающими/отражающими предметами. Для цветокорректора-практика белый есть свойство бумаги, и ему проще назвать его нулем. Пробисту нужно лишь следить за масштабированием белый-черный (за RI) при печати проб.

Но эти подходы не годятся фотографу. Фотограф должен полноценно белым управлять, ему нужно корректировать результаты своего фотоаппарата для получения комфортного снимка, снимка, где будет проимитирована работа механизма хроматической адаптации зрения. Аналогичные задачи стоят и при создании контролируемых условий просмотра, например при выборе ламп для просмотровых столиков и/или помещений. Это значит, что здесь мы должны знать все три атрибута белого, три числа. Это значит, что одного числа (пусть цветовой температуры) совершенно недостаточно.

Лаконично проблему описал коллега pell. Я лишь раскрою некоторые понятия.

Во времена, когда эволюция создавала зрение (и адаптационный механизм), основным осветителем было солнце - раскаленное тело. Также раскаленным телом был огонь, и благодаря схожести физических принципов работы этих источников особых проблем с адаптацией у homo sapiens не возникало. С появлением науки появились и два первых искусственных источника - дуга и лампочка накаливания. Они также были раскаленными телами. Светимость раскаленных тел достаточно просто описывается формулой Планка, куда нужно подставить лишь температуру. Поэтому наука здесь могла обходится лишь одним числом - температурой светящегося тела (наука всегда очень экономна, всегда стремится обходится минимумом сущностей).

Это не значит, что все раскаленные тела бесцветны. Это значит, что для них можно построить кривую (одна штука) в цветовом пространстве, где цвет будет изменяться от красного к голубому. Такую кривую мы называем локусом черного тела. "Холодные" тела (с температурой <700°) светятся красным, "горячие" - голубым. Не всегда этот цвет можно визуально зафиксировать, очень часто адаптация спрячет этот цвет, "обесцветит" осветитель. Спрячет от зрения, но не от прибора.

С развитием науки стали появляться и другие искусственные источники света, и далеко не все из них представляют собой раскаленное тело. И их цвет уже не ложится на локус черного тела, и его уже нельзя описать одним числом. Это уже не кривая от красного к голубому, здесь уже могут появляться зеленые, бирюзовые, малиновые и прочие цветовые сдвиги. Для описания хроматики уже нужна не кривая, а плоскость. Две координаты, два числа, например температура и tint (см. ББ в RAW-проявителях). Конечно пара температура и tint не самое удобное описание для расчетов, колориметрист предпочтет строгое XYZ (точнее пару xy из xyY).

Какие выводы можно сделать из этих премудростей.

Если у вас несколько (пусть два) источника света, и они идеально выровнены по температуре - никаких гарантий белого у вас нет. Вполне возможны зеленые, бирюзовые, малиновые и прочие цветовые сдвиги между ними (но не красные, оранжевые или синие). Даже если оба источника - раскаленные тела. Не забывайте о том, что сдвиг могут породить рефлексы.

И специально про миф о "страшных" ртутных пиках, собственно эту фантазию и просили разъяснить. В источниках с CRI>95 доля мощности, приходящаяся на пики, пренебрежительно мала, меньше 0.1%. Это в десятки раз меньше, чем порог восприятия, это гарантированно меньше JND. Если высококачественный люминисцентный источник, идеально сбалансированный по температуре, откровенно зеленит - см. выше про tint, xy и хроматику.
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

sabos
Спасибо, интересная тема.

Есть несколько вопросов, начну с «наиболее физического». Известен стандарт CIE (три табличные функции S[sub]0[/sub], S[sub]1[/sub] и S[sub]2[/sub] и рациональные функции, определяющие по цветовой температуре дневного цвета коэффициенты, с которыми надо складывать S[sub]j[/sub]) «стандартный осветитель Daylight». Из оного, например, несложно повторить вычисления стандартных D50, D55, D65 и т.д. Какие существуют качественные и количественные методы оценивания и метрики соответствия «дневного света» стандарту? Какой можно сочинить «наколенный» метод, пригодный для использования в полевых/походных условиях?

Всё, что приходит в голову, вертится вокруг создания «представительного набора» стандартно (наперёд заданно) отражающих образцов, регистрация оных и последующее вычисление СКО (и максимального отклонения) результатов измерения от эталона при калибровке приёмника по нейтрально-отражающему полю. В переводе на русский:
* есть мишень (пусть будет Color Checker по аналогии с известным продуктом известной компании) с эталонным спектрально-нейтральным (серым) полем (такого в известном продукте нет, а у нас будет);
* фотографируем Color Checker;
* серой пипеткой в серое поле — вычисляем преобразование координат устройства в цветовые;
* вычисляем цветовые координаты всех образцов, вычисляем СКО (и максимальное отклонение) результата «замер — калибровка устройства по серому полю — вычисление цветовых координат» по квадратикам Color Checker'а.
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

Из оного, например, несложно повторить вычисления стандартных D50, D55, D65

Согласен, на основе температуры можно рассчитать спектр не только для blackbody (например reference Illuminant A), но и источники света D-типа (там простое сложение трех кривых). Также бывают и таблично-объявленные, например источники света B, С и F-типа.

Какой можно сочинить «наколенный» метод, пригодный для использования в полевых/походных условиях?

Здесь нужно уточнить задачу. Походно-полевые условия для естественного освещения или для искусственного? Освещение контролируемое или нет?

Пусть естественное неконтролируемое, пусть дневная съемка на натуре. Здесь проблему представляют рефлексы от крупных цветных предметов/фонов. Нужно ли их уничтожать? Вопрос imho больше художественный.

Пусть искусственное контролируемое, пусть лампы/вспышки в помещении. Здесь самое важное правило – источники должны быть одинаковые по цв. характеристикам. Если приходится применять вспышку совместно с лампами накаливания, их придется согласовать (понадобится цветной корректирующий фильтр). И, повторюсь, проблема не в "плохом" спектре вспышки (кстати, обычно даже дешевые вспышки дают свет высокого качества), а в рассогласовании хроматики. Проверить согласованность источников света несложно, достаточно один раз замерить спектрофотометром свой набор освещения.

Отвлекся. Обобщая, вижу два уровня точности (удобство падает обратно-пропорционально). Строгое, для перфекционистов, based on спектрофотометр. Все остальные – based на опыте, навыках, мифах и/или фантазиях.

Какие существуют качественные и количественные методы оценивания и метрики соответствия «дневного света» стандарту?

Качественные оценки (индикаторы) можно сделать по обычной метамерной паре - два поля с разным спектром отражения, но одинаковым tristimulus для некоторого reference Illuminant, например Ugra Light Indicator. Я пользуюсь GATF RHEM Light Indicator, он работает в диапазоне 4000-7000°K (под галогенками не работает).

Количественные же, как верно подмечено, сперва требуют метрики. Мне привычна ΔE (ΔE2000), буду говорить, подразумевая её (про её недостатки в курсе).

Есть метод оценки пары свет-отражающий образец под названием Color Inconstancy Index.

Далi буде.
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

Строгое, для перфекционистов, based on спектрофотометр. Все остальные – based на опыте, навыках, мифах и/или фантазиях.

Кстати да, обдумав задачу, пришёл к выводу, что компактней будет таскать спектрофотометр (их сейчас вполне даже компактными делают, тот же ColorMunki или iOne), чем всякие мишени, да ещё и колдовать над ними.

Дальше хуже — под что подставлять спектрофотометр? Использовать матовую полусферу? Или плоский сенсор? Подо что их подставлять? Что делать с рефлексами (например, зелёный отсвет от леса на половину лужайки)? В общем, как свести задачу к простому измерению, пока не вижу.
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

Дальше хуже — под что подставлять спектрофотометр?
Вы не один, вот "недоумки от полиграфии" написали статью в Википедию о спектрофотометре.
http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Спектрофотометр&stable=1
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

Спасибо за внимание, польщен и даже немного растерян. Собирался написать скучную историю с кучей формул о проблемах современного color rendering и причинах неудач в подходах, построенных на профилировании камер и шкалировании сцен. Но теперь хочу изменить акценты.

Учет освещения, коррекция изображений под разный ББ, в т.ч. и коррекция разных участков изображения под разный ББ (например солнце и небо) - давняя задача всех цветокорректоров. Я специально не говорю проблема, для опытного цветокорректора это не является непреодолимой проблемой. Но это немалый кусок работы, и конечно хочется её облегчить и, в идеале, автоматизировать.

Какие приемы коррекции ББ мы знаем? Самые разные, от простейших - найти в кадре осветитель и "обнулить" его (метод "хорошей гистограммы" или строго - maxRGB), или найти нейтральный предмет и подогнать его баланс кривыми (метод "серой шкалы"). Более продвинутые специалисты знают и проблемы таких способов, и знают даже, как их обходить. Например то, что балансировать нужно всю сцену (метод grey world), и то, что при такой коррекции часто нужны маски. Их так и называют - illuminant mask. Самые опытные знают, что и масок бывает мало, что ББ нужно изменять не кривыми, и даже не обесцвечивать в Lab, что здесь нужно выполнить bradford-преобразование. И для такой коррекции понадобятся уже не маски, а карты освещения - illuminant map.

Illuminant-map.jpg

Эта технология очень молодая, она (пока?) мало распространена в фотографии и полиграфии, больше в кино (цветокоррекция и рендеринг). Но развивается она активно, очень "патентоемкая", и есть надежда, что вскоре баловство с разными dual profile и easy camera colorchecking "бизонам" image-индустрии надоест и они займутся делом.

Дальше хуже - под что подставлять спектрофотометр?

В экспонометрии практикуется два подхода, танцевать от падающего света, или от отраженного. Так и со спектрофотометрией. Не будет универсальной методики. В одном случае нужен интегральный замер, в другом - точечный. А в третьем munsell grey sphere (обрати внимание, не плоскую шкалу, а сферу) придется в сцену вносить.

Портативный вариант с iOne возможен, прибор даже от нетбука успешно работает. Но в комплекте iOne нет развитой оптики для измерений emission, там лишь рассеиватель простейший, что позволит сделать замер падающего света в большом телесном угле. При подготовке освещения в студии - отличный помощник (в дополнение к экспонометру). Но не в походно-полевых условиях.

Использовать матовую полусферу? Или плоский сенсор? Подо что их подставлять? Что делать с рефлексами (например, зелёный отсвет от леса на половину лужайки)?

Можно конечно пофантазировать про доработку ивана, это не очень сложная техническая задача, энтузиастам по силам. Но, повторюсь, сперва нужно определится с целью. Если нужно компенсировать желтые фонари на вечерней съемке, то с iOne придется к ним подойти вплотную. Не всегда есть такая возможность. Если хочется все измерения сделать, не сходя с точки съемки, придется применять спот-метр. Такие специализированные приборы есть, например мои коллеги-киношники при съемке на натуре пользуют спот-колориметр для выравнивания освещения в сцене.

В общем, как свести задачу к простому измерению, пока не вижу.

Я также универсального приема на все варианты съемки не знаю. Могу лишь объяснить причины, по которым неточно работают все методы, построенные на анализе каких-либо шкал, внесенных в сцену (colorchecker'ы, профили и т.д.). В т.ч. и такие навороченные, как linear programming gamut mapping и colour by correlation. Разбор неудач конечно поучителен, но мы же ищем решение.

Можно посмотреть на решение color constancy у природы. Точнее, на гипотезу P. Morovic (Chromagenic Theory) - зрение получает на обработку две разные версии сцены, hires "снята" через цветной желтый фильтр (macula), lowres без этого фильтра. Имея два набора tristimulus от одной сцены, можно не только сделать достаточно точные предположения о характере освещения, можно выполнить и локальную адаптацию для условий со сложным освещением, рассчитать т.н. карту освещения сцены (illuminant map - мечта всех цветокорректоров).
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

Пожалуйста расскажите по метод grey world. Нашел упоминание о нем у многих, и у P. Morovic, но он нигде не раскрывается.

Да, этот алгоритм color constancy был достаточно популярен лет пять назад. Построен он на популярной гипотезе сенсорной адаптации (у нас её активным сторонником является ув. Andrey Frenkel). Идея в том, что зрение рассматривает, сканирует изображение, постоянно адаптируясь при этом (интегрируя изображение по пути рассматривания). Откуда интеграл tristimulus по всем путям в изображении есть среднесерый. Упрощая в пределе - среднее от всех пикселов среднесерое. Такой алгоритм очень просто автоматизировать, чем он сильно нравится начинающим программистам. Увы, результаты такой автоматики посредственные, как в самых примитивных вариантах алгоритма, так и в весьма продвинутых (статистически). Ваш покорный считает этот механизм очень важным для color constancy, но совершенно недостаточным для объяснения сего феномена. Наука называет как минимум еще один важный механизм обработки цвета в зрительной системе - нейроны двойной цветоразностной обработки (double opponent cell).

Впрочем, судите сами (глаз - наилучший здесь арбитр), в аттаче результаты работы парочки алгоритмов grey world. Кстати, в кадре вышеупомянутый эталон munsell grey sphere.
 

Вложения

  • GreyWorld_ColorConstancyBeyondBags_CVPR20085.jpg
    GreyWorld_ColorConstancyBeyondBags_CVPR20085.jpg
    271.1 КБ · Просм.: 1 041
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

Нужно не свет мерять, а снимок спектрофотометром делать. Как Хаблл. Тогда и не будет проблемы. Скоро такой фотоаппарат сделают...


Не по теме:
Эх молодость, категоричность, смелось суждений...


Не соглашусь. Есть такое искушение, и не только у начинающих, но и у многих энтузиастов - объяснять свои неудачи несовершенством техники (не обижайтесь). Несовершенством аппаратов, мишеней, "профилей", raw-проявителей и т.д..

Первое - спектральный снимок уже давно не проблема, с момента появления доступных узкополосных перестраиваемых фильтров на жидких кристаллах (tunable liquid-crystal filter), которые просто крепятся на объектив цифрофотоаппарата. Сейчас так делают репродукции (архивное цифровое хранение) живописи, и не только...

Второе - телескоп Hubble имел среди прочих своих оптических сенсоров и спектрограф. Но он не был ограничен видимым светом, там не ставилась задача имитировать зрение. Там ставилась задача увидеть. Увидеть такие вещи, которые зрение не может видеть принципиально. Поэтому и не было там проблемы color constancy, была проблема лишь придумать, как наиболее выразительно преобразовать картинку (многомерную спектральную в УФ-диапазоне) к разноцветной (трехмерной "видимой" rgb).

Третье - да, для перфекциониста техника несовершенна. Всегда несовершенна, всегда хочется большего. И мне в том числе не нравится, что качество цветных фильтров в цифрофото ужасное, что они даже уровень аналоговой цветной фотографии воспроизвести не могут/не хотят. Не говоря уже о критерии Лютера-Ивеса (Luther-Ives condition), который известен с начала прошлого века. И идея icc-профилей мне здесь не нравится, неудобно, неграмотно сделано.

Но все вышеперечисленное не мешает специалисту готовить изображения высокого качества. Такие изображения можно сделать, и их делают (даже на несовершенной технике), здесь не столько техника нужна, сколько знания, труд и опыт. Советую начать с первого.
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

А в третьем munsell grey sphere (обрати внимание, не плоскую шкалу, а сферу) придется в сцену вносить.

Почему сферу? Чтобы учесть направленность падающего света (направление, с которого он падает)? Как потом использовать эту информацию (кроме как вручную, вроде «эта стеночка северная, она голубым подсвечена, а эта восточная — она рыжим»)? Как быть с тем, что внесённая в сцену gray shpere в разных местах может быть окрашена по-разному?

Есть вопрос и поинтересней. Насколько распознавалка предметов влияет на цветовосприятие? Например, если взять две банки Кока-Колы, одну покрасить в слегка другой цвет (т.е., тоже красный, близкий к оригиналу, однако очевидно различимый с оригиналом, если поставить рядом «правильную» и «неправильную» упаковки), накидать в середину равномерно освещённой комнаты разноцветных предметов и поставить слева «правильную» банку, а справа — «неправильную» (или наоборот), заметит ли человек разницу в цвете банок? А если потом заменить банки матовыми шарами тех же цветов? А если на банках вместо Coca-Cola написать «пЫво» или там «Рассол огуречный», или каким-нибудь другим образом вырубить «опознание бренда»?
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

Всем привет.

Тема, действительно, очень интересная.

ББ - это, собственно, всего лишь необходимые поканальные коэффициенты усиления. Также как и слои пленки, RGB-сенсоры матрицы сбалансированы под определенную цветность освещения. В фотохимии при несоответствии текущей цветности освещения необходимой применяют цветные фильтры. В цифре все проще: изменяют поканальные коэффициенты усиления. Хорошо бы так и указывать цветность освещения - в поканальных коэффициентах, необходимых для приведения к стандарту (D50, например). Это те же xy, только с другой стороны. Отсюда простой переход к любой матрице, которая будет иметь свои коэффициенты. Понятие "цветовой температуры" лучше бы вообще исключить, т.к. кроме путаницы оно в современную колориметрию (где источники имеют мало общего с черным телом) ничего не вносит. Сначала нужно объяснить, что такое ЦТ, потом что такое коррелированная ЦТ, а потом почему этим нельзя пользоваться без введения некого tint. Я могу это все объяснить, только не понимаю - зачем?

Но есть и гораздо более интересная вещь: почему у фотографов такие трудности с применением ББ? По той простой причине, что принцип ББ неприменим к реальной объемной сцене. Этот принцип применим только к репродукционных условиях (так же как и вся колориметрия), когда у нас заведомо имеется одна плоскость, все точки которой освещены одинаково. В репродукционных условиях наша колориметрия работает просто идеально. Но как только в сцене появляется объем, у каждого участка сцены появляется свое освещение, и соответственно свой "ББ". Это можно попытаться минимизировать за счет подсветки теней и прочего, но полностью преодолеть невозможно. (Вопрос: а что будет если мы путем разных ухищрений все поверхности в сцене осветим строго одинаково? :) Подсказка: "Белая мгла" )

Можно пытаться минимизировать проблему, но избавиться от нее нельзя, потому что глаз и фотоаппарат работают на разных принципах.

Такой алгоритм очень просто автоматизировать, чем он сильно нравится начинающим программистам. Увы, результаты такой автоматики посредственные
Ребята (в простоте душевной) алгоритмы локализации (для локальной адаптации) строят на основе элементарной геометрии, а зрение исходит из гораздо более сложных представлений, которые требуют интеллектуального подхода к самым, вроде бы, простым вещам.

Вообще-то, говорить нужно не локальной адаптации, а о локальных контрастах. В такой логике, цвет это соотношение между тремя (l, m, s) локальными контрастами.

С уважением, Андрей Френкель.
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

Коллеги подняли непростые вопросы, постараюсь ответить частями.

ББ - это, собственно, всего лишь необходимые поканальные коэффициенты усиления. Также как и слои пленки, RGB-сенсоры матрицы сбалансированы под определенную цветность освещения.

Здесь немного уточню. Есть характеристики освещения и есть характеристики сенсора. Это разные вещи, и путать их нельзя.

Сперва что есть «поканальные коэффициенты усиления» у сенсора. Реакция сенсора (линейного) на облучение есть произведение интенсивности (мощности, энергии) облучения на вероятность взаимодействия с ним сенсора (поглощения фотона). К регистрации всегда добавляется процесс закрепления результата, записи, фиксации. Итого три понятия:

1. Интенсивность облучения (его мощность) определяется его источниками - осветителями. Мы можем ограничить облучение нашего сенсора разными способами. Важных здесь два - отсекая часть излучения на диафрагме и ограничивая время облучения (ограничивая экспозицию). Эта пара получила у фотографов название экспопары.

2. Вероятность регистрации мы описываем функцией спектральной чувствительности, у этой функции есть максимум, где вероятность наиболее высока, значение в максимуме принято называть эффективностью (квантовой) сенсора. Функция эта однозначно определяется веществом, из которого сделан сенсор, его молекулами*. Функцию эту можно изменить с помощью дополнительных фильтров.

3. Эффективность молекулы улучшить нельзя (не изменив молекулу). Но можно улучшить эффективность системы. Например увеличив количество молекул на единицу объема (увеличив плотность). Или размножив ответы молекулы перед регистрацией (фотоумножитель), или размножить эти ответы после регистрации (электронный «умножитель», или усилитель)

* Именно в этом секрет невероятной стабильности зрения у всей популяции человеков. Природа умеет (с помощью ДНК) очень точно конструировать молекулы, особенно белки, например гемоглобин у всех человеков также имеет одинаковый молекулярный состав, и в Африке, и в Америке кровь у человеков по цвету идентична. И опсины человеков идентичны, у всех 6,8 млрд. И зрение идентично (удивительный факт, но объясняется просто).

И фотопленка, и матрица цифрофото есть сенсоры. Неважно, какое физическое явление регистрирует фотон, хоть химический процесс фотоизомеризации молекулы (как у зрения), хоть фотоэффект у кремния. Все они подчиняются вышеприведенным правилам. Но есть отличия, и важные.

Эффективность фотопленки задается во время её изготовления (см. выше плотность). Динамически изменить её нельзя, её чувствительность - константа, мы её знаем, как «ISO». При работе с фотопленкой можно манипулировать лишь экспопарой (или добавлять в тракт дополнительные источники света, или наоборот - фильтры). Как следствие нельзя изменять и её баланс белого, соотношение чувствительностей фотослоев. Впрочем, в некоторых пределах можно «спасать» фотоматериал сменой режима проявления (см. «пуш-» и «пул-процесс»).

Эффективность сенсора цифрофото можно менять на-лету. Динамически, даже прямо в процессе экспозиции (см. фототранзистор, электронный затвор и т.п.). Поэтому на смену термину экспопара приходит понятие экспотройка - выдержка + диафрагма + чувствительность. Да, во многих цифрофото есть регулятор «ISO», но это дань традиции, упрощение сродни цветовой температуры. Профессиональное видео уже давно работает в режиме «автоISO» и «автоББ», так умеют работать и многие цифрофото (зрение так работает уже десятки тысяч лет).

Насколько успешно работает «автоISO» и «автоББ»? Это уже следующий вопрос. У зрения - работает успешно.

Дабы разобраться с этой проблемой, нужно не торопиться, нужно, как и было отмечено выше, сперва заняться освещением. Почему я так настаиваю разделять характеристики освещения и характеристики сенсора? Никаким фильтром на объектив не спасти сцену, освещенную одновременно лампой накаливания и вспышкой. Но элементарно исправить сцену, надев фильтр на лампу (или на вспышку). Простая перемена слагаемых - а результат кардинально иной.

Вообще-то, говорить нужно не локальной адаптации, а о локальных контрастах. В такой логике, цвет это соотношение между тремя (l, m, s) локальными контрастами.

Согласен, именно про это von Kries и говорил. Современная наука развила эту идею - контрастов там восемь, и они не просто lms. Очень удачна модель Derrington'а (см. “Chromatic mechanisms in lateral geniculate nucleus of macaque”), развитая далее в Human Color Vision (P. Kaiserand, R.Boynton). Контрасты оппонентны (см. opponent color theory), их шесть хроматических и два яркостных. Например яркостная адаптация описывается двумя контрастами, «светлое на темном фоне» ON(lm);OFF(lm) и «темное на светлом фоне» OFF(lm);ON(lm), и их механизмы немного различаются. Такая усовершенствованная модель позволяет объяснить неудачи всех методов на основе и «обычного» von Kries, и «улучшенного» Bradford CAT (в т.ч. и raw-проявителей типа Adobe Camera Raw), и grey world (см. выше), и даже таких продвинутых алгоритмов локальных контрастов, как iCAM.
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

Почему сферу? Чтобы учесть направленность падающего света (направление, с которого он падает)? Как потом использовать эту информацию (кроме как вручную, вроде «эта стеночка северная, она голубым подсвечена, а эта восточная — она рыжим»)? Как быть с тем, что внесённая в сцену gray shpere в разных местах может быть окрашена по-разному?

Дык всё верно говоришь. Данные от сферы о многом говорят. Да, есть вариант, когда сфера нужна для контроля - насколько точно контролировалось освещение. И соотношение прямого-рассеянного, и flare+вуаль (всей системы, и объектива, и атмосферы), и рефлексы - всё видно. А вариант тестирования алгоритмов обработки (пусть «супер-локально-турбо-ББ»)? А вариант профилирования (пусть освещение и оптика безупречны)? Сфера дает тебе диапазон. Не патч, не поле плоской мишени. А луч в цв. пространстве. Совсем иной уровень анализа.

И в сложном освещении сфера помощник. Там можно для анализа и два луча получить, и три. А сколько лучей можно получить от двух сфер...

Есть вопрос и поинтересней. Насколько распознавалка предметов влияет на цветовосприятие?

Ого, как замахнулся. Максималист однако :-). Когнитивные функции я раскрывать не возьмусь, пока с физиологией и первичкой нейронной разбираюсь. Конечно, какой checkerboard (checker shadow illusion) сильно снижает уверенность смелого аналитика к возможности простого описания видеоалгоритмов зрительной системы. Обламывается и Грассман, и von Kries, и прочий сенсорный примитив. Но и пугаться трудностей не будем, процесс познания идет, Alexey Shadrin как раз занят переводом материалов, где ищут ответ на эти сложные вопросы.

От себя лишь замечу (ставил эксперименты на себе) - сильно изменяет восприятие 3D-реконструкция. Там в полный рост замещение сенсорной реакции. Причем там больше свето-тени, яркостная часть восприятия замещается на «очевидную» интерпретацию. Хроматика когнитивно лишь прямолинейными, наиболее «очевидными» примерами срабатывает, типа обесцвечивание осветителя (в т.ч. местного, или рефлекса). Считаю, что это связано с тем, что на 3D-реконструкцию в кору головного мозга идет информация с быстрого яркостного видеоинтерфейса (см. magnus pathway или М-тип нейронной магистрали). А на плоских картинках, где механизмы 3D-реконструкции в интерпретацию не вмешиваются, ни яркостной, ни тем более хроматической когнитивной коррекции вовсе не наблюдаю (не ощущаю), плоский банан не желтеет, малина не малиновеет, банка кока-колы не краснеет.
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

Привет.
Никаким фильтром на объектив не спасти сцену, освещенную одновременно лампой накаливания и вспышкой.
Однако, зрение с этой проблемой успешно справляется (дневной+ЛН). А справляется по той причине, что оно принципиально отличается от фотохимии и цифрофото. Сенсоры принципиально отличаются: в фото это детектор фотонов: как потом не умножай, а сколько фотонов поглотил за время экспозиции, такой сигнал на выходе и получил. У зрения же сенсор это детектор контраста: он показывает отношение текущей мощности облучения к предшествующей (за некоторый период времени).

Электромагнитные излучения, существующие в пространстве, взаимодействуют с предметами и отражаясь от этих предметов изменяют свое направление, мощность, спектральное распределение и другие свойства. Именно эти изменения и служат зрению материалом для анализа, а не собственно свойства излучений. Собственные же свойства электромагнитных излучений имеют значения только для определения возможностей и ограничений конкретной реализации той или иной конкретной зрительной системы.
В любой зрительной системе, основанной на анализе отражений, имеет значение не излучение, а изменение излучения. Т.е. именно контраст является информацией, а излучение является только носителем этой информации, и не столь важно каким является само это излучение. Также как в радиовещании несущая частота не является информацией, а информацией является ее модуляция.
их шесть хроматических и два яркостных

Это уже обработка сенсорных ответов, не знаю, насколько справедливо называть это контрастами. Я говорил о lms контрастах, как о характеристике стимула. Для зрения стимулом является не излучение, а контраст. Именно подмена контраста мощностью излучения и есть те самые "кривые гвозди" из-за которых потом приходится изобретать "кривые молотки". (Спасибо С.Н. за это точное определение кривизны наших проблем). И именно этим объясняется, как мне кажется,
неудачи всех методов на основе и «обычного» von Kries, и «улучшенного» Bradford CAT (в т.ч. и raw-проявителей типа Adobe Camera Raw), и grey world (см. выше)

С уважением, Андрей Френкель.
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

Например, если взять две банки Кока-Колы, одну покрасить в слегка другой цвет

Подсказывают мои production managers - «опознание бренда» очень важно в торговле. Функция распознавания фальсификата. Оригинал, «бренд» требует очень высокой точности цветовоспроизведения, у многих компаний в brand book оговаривается dE<5 для фирменного цвета, и на производстве приемка продукции идет по этому критерию. Сам не раз встречал, когда бренды самостоятельно поставляют краски для изготовления упаковки/этикетки/рекламы.

В контексте разговора - нелегко вырубить «опознание бренда», и если узнаваемость предмета сделана через color constancy, то её обмануть непросто. Сolor constancy вычисляет бренд/фальшивку в достаточно широком диапазоне освещения.
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

Однако, зрение с этой проблемой успешно справляется (дневной+ЛН).

Здесь есть конечно понятийный нюансик - что считать эталоном «справляется»? Если вопрос ставить, как безупречное распознавание веществ - то зрение не очень хорошо «справляется», я легко смогу его обмануть. Но, если без буквоедства, то согласен, с обеспечением жизнедеятельности human'а вполне справляется.

А справляется по той причине, что оно принципиально отличается от фотохимии и цифрофото.

В чем принципиальная? Фотоны стали «биологичными»? Изомеризация молекул силой воли управляется? С точки зрения физики сенсор (опсин) человека - простенькая фотохимия. И «умножитель» фотоответов в колбочке - несложный химический электроусилитель. Да, я с тобой согласен, усилитель этот имеет интегрирующие свойства (имеет «память»), но здесь нет ничего принципиального, в DVDROM'е твоего компьютера такой же сенсор стоит, с «памятью».

Электромагнитные излучения, существующие в пространстве, взаимодействуют с предметами и отражаясь от этих предметов изменяют свое направление, мощность, спектральное распределение и другие свойства. Именно эти изменения и служат зрению материалом для анализа.

И здесь нет предмета для спора. Да, один из самых совершенных методов анализа, что знает человечество - это анализ изменений. Такому анализу еще сэр Ньютон нас учил. Не удивительно, что и Главный Конструктор также вовсю пользует такой анализ.

не знаю, насколько справедливо называть это контрастами.

Ok, давай уточним и этот термин. Я называю «контрастом» соотношение. Практически любое соотношение. В контексте колбочек - отношение интегральной интенсивности I (интегральной по времени, т.е. dI/dt) к мгновенной. В контексте receptive fields - отношение двойного интеграла, по времени и по локальности (по месту). В DVDROM'е твоего компьютера такой же сенсор стоит, с двойным интегрированием, и по времени, и по месту.

Именно подмена контраста мощностью излучения и есть те самые "кривые гвозди"

Я не понимаю, почему несложная математическая операция вдруг становится подменой. При интегрировании меняется суть вещей? В ДВС (двигателе внутреннего сгорания) работу выполняет соотношение (контраст) температур. Если я замерю обе температуры - перестанет ли двигатель выполнять свою работу? Если я знаю обе температуры - помешает ли мне это вычислить мощность/энергию/работу двигателя? Чем здесь подменится мощность/энергия/работа?

PS. Кстати, ув. C.H. уже давно прошел эту стадию изучения color science, он уже всерьез интересуется мерой кривизны наших «гвоздей».
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

Доброе утро!
В чем принципиальная?
В том что из ответа фотосенсора невозможно узнать контраст, а из ответа колбочки (палочки) невозможно узнать сколько фотонов ею поглощено.
несложный химический электроусилитель
В колбочке кроме химического усилителя имеется еще и химический "ослабитель" :). Соотношение между количеством поглощенных фотонов и количеством ингибиторов, выделенных в процессе предыдущих реакций усиления, дает нам колбочковый ответ. Фотосенсоры на такое не способны принципиально.
Я не понимаю, почему несложная математическая операция
А почему несложная? Она была бы несложной, если определить область интегрирования было бы "просто", однако, это не просто сложно, это суперсложно. Зрение оперирует локальными контрастами, и определение "локализации" для каждой точки (область интегрирования) и есть один из самых сложных моментов в зрении.

Алгоритмы локализации очень гибкие и изменяют локализацию по мере уточнения содержания сцены, а также при изменении зрительной задачи. По мере рассматривания сцены локализация для одной и той же точки может меняться от десятков градусов до 1-2 градусов в разные моменты зрительного процесса.
В общем случае, локализацию невозможно определить геометрически: как некие точки отстоящие от данной на определенное формулами расстояния. Геометрический подход возможен только при наличии геометрически описываемого контекста сцены, однако, это не значит, что локализация обязательно совпадает с геометрией. В итоге, область интегрирования контекстно-, субъектно-, объектно- и целезависима. Вряд ли об этом можно сказать: "несложно".
Кстати, ув. C.H. уже давно прошел эту стадию изучения color science, он уже всерьез интересуется мерой кривизны наших «гвоздей».
Да, как я понимаю, С.Н. изготавливает молоток по кривизне точно соответствующий кривизне гвоздей. :) Однако, не правильнее ли взять прямые гвозди?

В стандартном опыте мы линейно изменяем мощность излучения и считаем что у нас линейно изменятся стимул. Это совершенно непонятное допущение, потому как стимулом является локальный контраст, а не излучение, и нет линейной зависимости между мощностью и локальным контрастом. В результате этого странного допущения получаем зависимость, которая описывается очень хитро, начинаем рассказывать про нелинейность зрения, полином пятой степени, сжатие колбочкового ответа и пр. Хотя зависимость эта описывает функцию изменения локального контраста при изменении мощности излучения для данной формы и данных угловых размерах.

Если мы будем линейно изменять локальный контраст (что не очень просто, но возможно), то колбочковый ответ будет изменяться тоже линейно. Это обусловлено конструкцией самой колбочки: при увеличении мощности всех излучений воздействующих на колбочку в n раз, соотношение между количеством поглощенных фотонов и количеством выделенного ингибитора останется неизменным. А значит и количество каскадных реакций, которые дойдут до конца, останется неизменным, и электрический потенциал колбочки изменится также, как при излучениях в n раз меньших. (конечно, эта линейность работает только в некотором диапазоне мощностей, определяемых рабочим диапазоном колбочек.)

С уважением, Андрей Френкель.
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

В том что из ответа фотосенсора невозможно узнать контраст, а из ответа колбочки (палочки) невозможно узнать сколько фотонов ею поглощено.

Повторяю вопрос - в DVDROM'е твоего компьютера стоит сенсор, из ответа которого невозможно узнать сколько фотонов им поглощено. Но можно получить контраст. В чем принципиальная разница между этим сенсором и колбочкой?

Второе. Узнать, сколько колбочкой поглощено фотонов - можно. Я уже описывал три способа, повторяться не буду. Отмечу лишь то, что один из описанных способов применим и к сенсору DVDROM'а.

В колбочке кроме химического усилителя имеется еще и химический "ослабитель".

Уточняю понятие «усилитель». Это система/устройство, на выходе которого сигнал больше, чем на входе. На выходе колбочки сигнал всегда больше, чем на входе. Поэтому колбочка есть усилитель (строго - в состав колбочки входит несложный химический электроусилитель).

Соотношение между количеством поглощенных фотонов и количеством ингибиторов, выделенных в процессе предыдущих реакций усиления, дает нам колбочковый ответ. Фотосенсоры на такое не способны принципиально.

Повторяю, в DVDROM'е твоего компьютера стоит сенсор, способный дать ответ в зависимости от соотношения поглощенных фотонов и количества предыдущих реакций. Принципиально любые фотосистемы на такое способны.

А почему несложная? Она была бы несложной, если определить область интегрирования было бы "просто", однако, это не просто сложно, это суперсложно.

Определить область интегрирования, выполняемую сенсором DVDROM'а в процессе чтения (произвольным доступом) - не просто сложно, это суперсложно. В общем случае локализацию невозможно определить геометрически, она определяется содержимым DVD, которое может быть любым. Но это не мешает нам считать сенсорную систему DVDROM'а примитивной. Почему?
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

В стандартном опыте мы линейно изменяем мощность излучения и считаем что у нас линейно изменятся стимул.

Уточняю понятие «стимул». В целом в color science применяются три понятия, external stimulus, internal stimulus и color stimulus. Первые два специфичны, и используются при анализе оптики глаза. Третий универсальный, и он подразумевается по-умолчанию в остальных контекстах:

A color stimulus is radiant power of given magnitude and spectral composition, entering the eye and production a sensation of color.

Из определение стимула следует , что он и есть излучение. Он тождественен излучению. Тому излучению, что попадает на сетчатку и способно её возбудить. Фразу «излучение, что попадает на сетчатку и способно её возбудить» мы сокращаем до краткого «стимул».
 
Ответ: Оценка качества осветителя и его баланс (ББ)

Я уже описывал три способа, повторяться не буду.
Извини, а не мог бы ты, все-таки, повториться? Я и в прошлый раз не нашел это, и сейчас пересмотрел, но кроме непонятных мне намеков опять ничего не нашел. Если можно, покажи, пожалуйста, как из значения колбочкового ответа получить мощность излучения, этот ответ вызвавшего?
A color stimulus is power of magnitude and spectral composition, entering the eye and production a sensation of color.
Это и есть тот самый кривой гвоздь. Если нет изменения power of given magnitude and spectral composition, то не будет никакого production a sensation of color. Если колбочку облучать постоянным светом, то ответом будет шум. Ответ колбочки является функцией изменения излучения и не зависит (в некоторых пределах) от мощности и спектрального распределения излучения.

С уважением, Андрей Френкель.
 
Статус
Закрыто для дальнейших ответов.