Contrast ratio бумаги

[ignatcolor]

Всем привет!

contrast ratio монитора = точка белого монитора в кд/м2 / точка черного монитора в кд/м2
Например: 102 / 0,2 = 510:1

Вопрос, как подсчитать contrast ratio бумаги? Вообще есть ли такое понятие?

 

[mihas]

Обычно считают в D разницу между оптической плотностью бумаги и оптической плотностью самой черной точки. Как из денситометрии перевести в канделы на м² - пока не знаю. Выражать величину контраста в разнице D плотностей белого и суперчерного принято давно, так динамический диапазон или контраст сканеров пзс и барабанных оценивали в D, пленки фотографические и фототехнические оценивали в D, ну и оттиски, конечно. Так диапазон барабанника и хорошего слайда составлял 4D, а печать на мелованной бумаге лишь 2.2-2.5 D. Может быть получится нагуглить, как перевести плотности D в более подходящие вам единицы.

 

[ignatcolor]

Обычно считают в D разницу между оптической плотностью бумаги и оптической плотностью самой черной точки. Как из денситометрии перевести в канделы на м² - пока не знаю. Выражать величину контраста в разнице D плотностей белого и суперчерного принято давно, так динамический диапазон или контраст сканеров пзс и барабанных оценивали в D, пленки фотографические и фототехнические оценивали в D, ну и оттиски, конечно. Так диапазон барабанника и хорошего слайда составлял 4D, а печать на мелованной бумаге лишь 2.2-2.5 D. Может быть получится нагуглить, как перевести плотности D в более подходящие вам единицы.

А если Lab перевести в XYZ?
Например:
белая бумага L* = 92, отсюда Y = 0,80704
самый черный цвет L* = 13, отсюда Y = 0,01562
Итого: 0,80704 / 0,01562 = 51,667:1 или 1,7D (если взять десятичный логарифм).

Или так неправильно?

 

[mihas]

Думаю или вы недалеки от истины, либо вообще просто правильно.
А посмотрите черный со стандартной светлотой L=9 сколько дает если взять десятичный логарифм?

 

[ignatcolor]

Думаю или вы недалеки от истины, либо вообще просто правильно.
А посмотрите черный со стандартной светлотой L=9 сколько дает если взять десятичный логарифм?

1,9D

белая бумага L* = 92, отсюда Y = 0,80704
самый черный цвет L* = 9, отсюда Y = 0.01001
Итого: 0,80704 / 0.01001 = 80,623:1 или 1,9D (если взять десятичный логарифм).

 

[ignatcolor]

Тут еще один момент, внешнее освещение: если светить на бумагу более яркой лампой, то бумага будет тоже казаться белее (ярче) и тем больше будет контраст?

 

[mihas]

Ну печатники бы сказали - все верно. Относительная плотность 1.7-1.9 D для такой темной бумаги, как L=92 (обычно бумага L=95 и там плотность будет еще повыше у суперчерного) - как раз примерно их рабочий диапазон для черных. Переходя к энергетической яркости Y и от нее к плотности как десятичному логарифму мы вроде никаких законов не нарушаем, про плотности пишут, что мы имеем дело с неким отраженным "потоком излучения", я думаю мы смело можем принять энергетическую яркость Y за такой "поток излучения". Во всяком случае это нормальная рабочая теория.

А вот если светить на бумагу более яркой лампой, то не только бумага, но и черный на ней станут светлее. Так что мы все же в относительных единицах находимся, и максимальная светлота L = 100 это максимальная яркость Y=1. Как-то так думаю. Обычно если у нас светлота в самосветящихся расчетах получается типа L=500 - прибегают к нормировке спектров. Но даже если и не нормировать, если у белого L=500, то и у черного не 9. В случае с отраженкой измеряется кол-во упавшего и кол-во отраженного света, и оно может быть чуть более 100% лишь в случае сильной флуоресценции, но лишь на узком спектральном участке, поэтому результирующее со всего видимого спектра все равно не превысит L=100.

 

[mihas]

Если мы возьмем функцию Luminous Efficiency Photopic (1924)

и сравним ее с функцией Neutral Density (серая кривая на графике)

мы достаточно уверенно можем сказать, что это похожие функции. Только тут масштаб у графиков разный, но если надо я табличные данные нарою.
Одну кривую используют люксометры, вторую спектроденситометры, через эту кривую у нас идет корреляция между потоком излучения и его восприятием глазом.

 

[mihas]

Освещенность в люксах и в канделах на метр квадартный на сколько я помню - близнецы братья, давно справочник не открывал. Однозначно из спектров через приведенную кривую Luminous Efficiency Function (их вообще наука целых 5 штук придумала в разное время, но все программы оперируют обычно только кривой Photopic 24 года) мы можем спокойно посчитать освещенность в люксах, многие программы нам так и считают люксы из спектров. Я как-то пытался понять взаимосвязь между люксами и канделами, даже пост про это давно написал по результату анализа того, что нам приборы отдают: Калибровка монитора: люксы и канделы • Форум колористов и полиграфистов

 

[mihas]

Таким образом, в случае с самосветящимися мы имеем дело с потоком излучения, измеряемых спектрофотометром в W/sr.
В случае с бумагой мы имеем дело с процентами отражения. Хоть тысячей ватт освети бумагу - наши приборы лишь изменяют процент отраженного света, разницу между потоком от осветителя и того, что отразилось. В процентах.
Поэтому и единицы разные: в случае с отраженкой - по преимуществу относительные, в случае с самосветящимися - преимущественно абсолютные. Но когда мы берем черный и белый как числитель и знаменатель - мы в обоих случаях переходим в относительные единицы.

 

[ignatcolor]

@mihas смотрите.

Взял реальные замеры:
белая бумага L* = 91,5, отсюда Y = 79,58
самый черный цвет L* = 14,06, отсюда Y = 1,74
Итого: 79,58 / 1,74 = 45,736:1 или 1,66D
Проверяем, замеряя тот же самый черный цвет через Density/Status E/Relative: 1,66D

Похоже всё правильно

 

[mihas]

Похоже всё правильно

Мне тоже так кажется! То есть идея получается какова: оперируя десятичными логарифмами с обратным занком мы вычитаем из D черного D бумаги и получаем динамический диапазон или контраст в D. Оперируя яркостью Y - берем не разницу, а отношение.
Я тоже нарисовал на одном графике в сравнении функции Photopic (1924), Scotopic (1951, темновая адаптация) и функцию Visual Density, по которой считают черную краску. Очевидно, что это кривые одного порядка:

Вот в табличном виде:

λ, nm	Vizual(λ)	Photopic	Scotopic
360​	0​	0.000392​	0.002696​
370​	0​	0.001239​	0.024274​
380​	0​	0.0039​	0.0589​
390​	0​	0.012​	0.2209​
400​	0.01​	0.0396​	0.929​
410​	0.02​	0.121​	3.484​
420​	0.08​	0.4​	9.66​
430​	0.28​	1.16​	19.98​
440​	0.65​	2.3​	32.81​
450​	1.23​	3.8​	45.5​
460​	2.22​	6​	56.7​
470​	3.82​	9.098​	67.6​
480​	6.58​	13.902​	79.3​
490​	10.99​	20.802​	90.4​
500​	18.88​	32.3​	98.2​
510​	32.58​	50.3​	99.7​
520​	50.35​	71​	93.5​
530​	66.83​	86.2​	81.1​
540​	80.35​	95.4​	65​
550​	90.57​	99.49501​	48.1​
560​	97.5​	99.5​	32.88​
570​	100​	95.2​	20.76​
580​	97.5​	87​	12.12​
590​	90.36​	75.7​	6.55​
600​	79.8​	63.1​	3.315​
610​	67.14​	50.3​	1.593​
620​	53.83​	38.1​	0.737​
630​	39.17​	26.5​	0.3335​
640​	27.1​	17.5​	0.1497​
650​	17.3​	10.7​	0.0677​
660​	10.3​	6.1​	0.03129​
670​	5.61​	3.2​	0.0148​
680​	3.09​	1.7​	0.00715​
690​	1.54​	0.821​	0.003533​
700​	0.8​	0.4102​	0.00178​
710​	0.42​	0.2091​	0.000914​
720​	0.22​	0.1047​	0.000478​
730​	0.11​	0.052​	0.000255​
740​	0.05​	0.02492​	0.000138​
750​	0.03​	0.012​	0.000076​
760​	0.01​	0.006​	4.25E-05​
770​	0.01​	0.003​	2.41E-05​
780​	0​	0.001499​	1.39E-05​
790​	0​	0.000747​	9.53E-06​
800​	0​	0.00037​	6.57E-06​
810​	0​	0.000184​	4.43E-06​
820​	0​	9.11E-05​	2.53E-06​
830​	0​	4.52E-05​	2.68E-07​

 

[mihas]

И еще по поводу яркости Y и ее согласования с Luminous Efficiency Function. На графике в одном масштабе хорошо видно, что CMF 2° наблюдателя CIE (1931) канала спектральной чувствительности Y или green идентичны форме кривой Photopic (1924) - голубая и розовая кривые на графике:

То есть мы смело можем оперировать данными энергетической яркости Y в сравнении с данными люксометра по черной и белой точке: к этим спектрам применяется при интегрировании (сумма произведений спектров и кривой) кривая спектральной чувствительности строго одной и той же формы и в случае с люксами, и в случае с яркостью Y.
Спасибо вам за интересный вопрос - мне все эти сравнительные таблички дали больше понимания колориметрических и светотехнических единиц измерения.

 

[mihas]

Откуда собственно взялось равенство между кривой R(y) в CMF стандартного наблюдателя CIE 1931 и кривой CIE 1924 photopic luminous efficiency function. Когда кривые из экспериментов Гилда и Райта нормировали так, чтобы не было отрицательных значений - тогда же и приравняли принудительно кривую R(y) к известной ранее кривой спектральной чувствительности Photopic.
Информация взята отсюда:
In order to eliminate the negative values in the color matching functions, the CIE transformed to a set of imaginary primaries, XYZ. The goal of the transformation to eliminate the negative portions of the color matching functions and to force one of the color matching functions to equal the CIE 1924 photopic luminous efficiency function, V(λ). Forcing one of the color matching functions to equal the V(λ) function serves the purpose to incorporate the CIE system of photometry into the CIE system of colorimetry.

 

[mihas]

R(y) читать как G(y) - опечатка