Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

[pell]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Принимается. Только зачем тогда было задачу формулировать "воспроизвести изображение". Ваша задача - сохранить образ для "возможной когда-нибудь в далеком будущем поездки в Новую Зеландию" (для следующих поколений . Тщетильнее товарищи ...

Очередная терминологическая проблема... йэххх. Предлагаю отказаться от термина "цветовоспроизведение", ибо последний очень сильно скомпроментирован неправильным IMHO употреблением.
Обычно, говоря "задача цветовоспроизведения" понимают весь комплекс мероприятий от захвата до печати. Хотя правильней было бы под цветовоспроизведением понимать только собственно воспроизведение --- вывод изображения на носитель (экран, бумага и т.д.). Или хотя бы как-нибудь указывать, что именно мы понимает под этим словом в данном конкретном случае.

 

[sabos]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Предлагаю общепринятую (в узких кругах терминологию. Image reproduction состоит из трех стадий:

1. Захват (capturing и в большинстве случаев digitazing);
2. Хранение;
3. Воспроизведение.​

Преобразование (mapping) имеет место во всех трех. При хранении возможно lossless-преобразование, в остальных, увы, с потерями.

 

[alexnik]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Нue - это не особенность LCh, она есть и в luv, и в XYZ, и проистекает она от самих color matching functions.

Поясните, каким таким образом "проистекает она от самих color matching functions" - я этого не понимаю. И что такое hue в XYZ?

При некоторой настройке оборудования захват сцены (чашки) может произойти точно, и у синей чашки будут "свои" тени. Но в процессе преобразования (а оно неизбежно) "свои" тени будут заменены на "чужие". Почему так происходит? Ведь преобразование колориметрически безупречно.

При преобразовании изменились цветовые координаты стимулов? Изменились условия просмотра? Если нет, то картинка воспроизведена колориметрически точно, и ни о каких проблемах не идет речь вообще. Если да - то, поскольку цветовые координаты пришлось исказить, о колориметрической точности можно говорить лишь весьма условно. И мы можем получить упомянутую проблему в полный рост.

Как вы думаете, что здесь есть причина, а что частное следствие?

А Вы что подумали?
Мне кажется, не стоит обвинять колориметрию во всех грехах. Причина в несовершенстве алгоритмов преобразования, которые норовят линейно масштабировать в "неравномерных" координатных системах. А вовсе не в особенностях восприятия объема или иных сложных стимулов, и не в самих color matching functions, повторюсь еще раз.

С уважением,
Алексей

 

[sabos]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Поясните, каким таким образом "проистекает она от самих color matching functions" - я этого не понимаю. И что такое hue в XYZ?

При некотором напряжении сил я могу показать, что есть обратимые математические операции, и как, зная функцию hue в пространстве lab, определить ее в пространстве XYZ (да хоть в sRGB). Но мне лень .

При преобразовании изменились цветовые координаты стимулов? Изменились условия просмотра? Если нет, то картинка воспроизведена колориметрически точно

Факт, точно. А глаз (заказчик-зараза) кривится и говорит "не верю". Гнилые пятна, паразитные рефлексы. Секрет в соотношениях (соотношения - суть image mapping, корень понятия "сложный стимул"). Еще раз. Пусть чашка L32C55h270, а её тень L25C35h270 - это соотношение еще не вызывает дискомфорта, эта тень "своя". Но при mapping мы вынуждены перестроить чашку (и синхронно её тень). Чашка отмаппится в L30C50h270 (безупречно), но ее тень по всем колориметрическим правилам уйдет в L20C30h270. И станет фиолетовой, т.е. "чужой".

не стоит обвинять колориметрию во всех грехах. Причина в несовершенстве алгоритмов преобразования

Никто её не обвиняет. Всего лишь в сотый раз предупреждают о её ограниченности, о области её применимости. Базовая колориметрия - наука о простых стимулах, она не может в принципе правильно держать соотношения. Она может предсказать (и хорошо предсказать) цвет банки с краской. Сохранить синюю чашку (со всеми ее светами-тенями) при преобразованиях она не в состоянии (без посторонней помощи). Зачем "враги" выдумывают CIECAM? От скуки? Нажмите perceptual intent в любимом шопе - как вам результат? Как чашка?

норовят линейно масштабировать в "неравномерных" координатных системах. А вовсе не в особенностях восприятия объема или иных сложных стимулов, и не в самих color matching functions, повторюсь еще раз.

Ох, мне бы ваш оптимизм. Всех делов то перед color science - "угадать" функцию и смасштабировать правильно. И никаких феноменов восприятия, никаких сложных стимулов и влияния окружения. И чего они восемьдесят лет толкут воду в ступе?

 

[pell]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

sabos
Всего лишь в сотый раз предупреждают о её ограниченности, о области её применимости. Базовая колориметрия - наука о простых стимулах, она не может в принципе правильно держать соотношения.
А можно про это утверждение поподробней?
Я, честно говоря, не понимаю о каких соотношениях идет речь. Если речь о соотношениях между координатами стимула, то почему не может?

Она может предсказать (и хорошо предсказать) цвет банки с краской. Сохранить синюю чашку (со всеми ее светами-тенями) при преобразованиях она не в состоянии (без посторонней помощи).
И про это хотелось бы услышать подробней.
Почему не может? При каких преобразованиях? Кто нас заставляет корежить цвета?

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

А можно про это утверждение поподробней?
Я, честно говоря, не понимаю о каких соотношениях идет речь. Если речь о соотношениях между координатами стимула, то почему не может?

Павел, изображение, конечно, -- это пространственный набор простых стимулов, которыми и оперирует базовая колориметрия. Но сам этот набор начинает обладать набором новых качеств, новых свойств, отличных от свойств простых стимулов, из которых этот набор состоит. Эти качества я перечислил в трэде "Что есть изображение?". Поэтому, мы говорим об изображении как о высокодифференцированном сложном зрительном стимуле.
Основная проблема crossmedia image reproduction состоит в том, что очень часто из-за несоответствия дин. диапазонов и хроматических охватов носителей оригинального изображения и репродукции колориметрически-точное цветовоспроизведение становится невозможным. При этом забавно то, что далеко не всегда желательным. Я очень прошу Вас прочитать 19-ую главу Фершильда (ссылку дал здесь: http://forum.rudtp.ru/showpost.php?p=244423&postcount=51)
В ситуации crossmedia image reproduction, то есть в абсолютном большинстве цветорепродукционных ситуаций мы не можем воспроизвести цветовые координаты элементов изображения один в один, но вынуждены воспроизводить соотношения между перцепционными атрибутами (светлотой, цветовым тоном и насыщенностью) элементов изображения (то есть простых стимулов, из которых состоит сложный).
Пример: некий элемент оригинала имеет светлоту L=2 и светлоту ближайшего соседа L=4. Носитель, на котором мы хотим воспроизвести изображение, не может выдавать такие значения по L. Может лишь начиная с L=8. Следовательно, данный элемент на копии мы воспроизводим как L=8, а соседа как L=16. Соотношение 1:2 сохраняется. То же касается насыщенности и цветового тона.
Приведенный пример -- это очень сильное огрубление и дан лишь для иллюстрации. На самом деле все гораздо сложнее и существуют определенные приоритеты и пр., например, приоритет сохранения отношений "светлота/насыщенность" как по данному элементу, так и между элементами сложного стимула. Собственно, это и есть проблема gamut mapping.
Трехстимульная колориметрия не дает ответа на вопрос, как сохранять соотношения перцепционных атрибутов между элементами сложного стимула (изображения) и не может помочь в расчетах -- она лишь может помочь в колориметрически-точном репродуцировании, в котором как правило нет нужды. Необходимость в колориметическом цветововспроизведении (реальная необходимость) возникает крайне редко, например при подделке банкнот.

 

[alexnik]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Базовая колориметрия - наука о простых стимулах, она не может в принципе правильно держать соотношения.

Хорошо, возьмем отдельный синий стимул двухградусного размера в темном окружении и преобразуем "колориметрически безупречно" по perceptual intent. Он неизбежно пофиолетовеет, и это будет та самая blue turns purple. Я согласен, в сложных стимулах проблема проявится острее, тут Вы совершенно правы. Но я все же хотел бы отметить, что причина не в сложности стимулов.

Ох, мне бы ваш оптимизм. Всех делов то перед color science - "угадать" функцию и смасштабировать правильно.

Ох, если бы приписываемый мне оптимизм действительно имел место Увы, даже UPLab меня не вдохновляет

С уважением,
Алексей

 

[sabos]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Но я все же хотел бы отметить, что причина не в сложности стимулов.

Коллега, я тоже большой поклонник Munsell. Но мы похоже по разному представляем задачи базовой колориметрии. Справедливости ради нужно признать, что если я попрошу колориметрию воспроизвести мне стимул L32C55h270, она сделает это безупречно (и метамерно). Банка с краской будет абсолютно идентична чашке. Здесь претензий нет.

Другой вопрос в "персептуальности" hue. Да, L32C55h270 - это синий, а более темный L20C30h270 - фиолетовый. Но здесь нужно понимать, что эта проблема опирается на цветовой опыт человека и физически решения не имеет. Более наглядный пример. Вам наверное известно, что оранжевые и коричневые тона имеют одинаковый hue. Но ни один художник на планете никогда не согласиться с тем, что коричневый - это всего лишь темный тон от оранжевого. Для них это принципиально разные цвета (цветовые тона). Система Munsell этой проблемы не решает.

При анализе таких "феноменов" нужно все время понимать, что это не тараканы в мозгу такие сидят. Зрительный аппарат человека крайне развит, это тысячелетия эволюции. Все эти феномены эволюционно обоснованы. Один из главных эволюционных критериев - распознавание образов (объектов), в т.ч. их объема. Здесь глаз (мозг) на порядок более совершенен, чем наши примитивные модели. Те же законы свето-тени, контуровки крайне важны для понимания принципов работы зрения. И для accurate reproduction, смысла деятельности цветокорректора. Иначе гнилые пятна на помидорах и "чужие" тени на чашках будут преследовать вас всю жизнь (в смысле, профессиональную .

 

[C.H.]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Коллеги, мне кажется, что это обсуждение существенно ушло от темы.

В статьях ничего не было ни о rendering ни о mapping. Да, мы писали об изменении об изменении насыщенности и цветового тона при регулировках яркости и контраста, используемых в ряде приложений. Да, нам это тоже не нравится. Но, мы предложили алгоритмы регулировки яркости и контраста, в которых не изменяются хроматические координаты xy при изменении Y. Давайте обсуждать их.

Мы собираемся в ближайшем будущем предложить вам алгоритмы, реализующие изменение насыщенности и hue и осуществляющие модификацию изображений для воспроизведения на типичных (не идеальных) устройствах вывода, и приложить софт, реализующий это. Но не надо бежать впереди паровоза.

Использование Luminance в качестве основной характеристики цветового вектора и выбор CIE Lab в качестве основной координатной системы для построения Color difference formula, IMHO, существенно затормозили развитие колориметрии. CIE Lab не соответствует ощущениям человека с необходимой для построения алгоритмов точностью.

Выбор LCH(ab) - цилиндрической системы координат, построенной на базе Lab, превращает простые преобразования в очень сложные алгоритмы. А относительно простые алгоритмы, построенные в такой системе, приводят к ряду пообочных эффектов. Поэтому,

Чашка отмаппится в L30C50h270 (безупречно), но ее тень по всем колориметрическим правилам уйдет в L20C30h270.

Это не про нас. Это о тех, кто кривым молотком заколачивает кривые гозди с помощью ряда приемов, отточенных в результате длительной практики. К классической колориметрии эти «колориметрические правила» не имеют ни какого отношения.

Скажите коллега, «гнилые пятна на помидорах и "чужие" тени на чашках» вы уже получили с помощью наших алгоритмов?

 

[C.H.]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Поясните, каким таким образом "проистекает она от самих color matching functions" - я этого не понимаю. И что такое hue в XYZ?
С уважением, Алексей

При некотором напряжении сил я могу показать, что есть обратимые математические операции, и как, зная функцию hue в пространстве lab, определить ее в пространстве XYZ (да хоть в sRGB). Но мне лень .

Алексей, скорее всего коллега sabos имел в виду LCH(ab). Если это не так, то прошу коллегу sabos меня поправить.

Преобразования из этой системы в Lab, XYZ и ряд других описаны на сайте у Bruce Lindbloom http://www.brucelindbloom.com/ в разделе Math. А в разделе Calc реализованы алгоритмы этих преобразований. (Эта ссылка не для Алексея, IMHO этот сайт у него "всегда под рукой")

 

[C.H.]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Мне нигде не встречалось информации о том, что Мак-Адам выдал сферы в перцепционно-равномерном пространстве или "дирижабли" в системе xyY. Его эллипсоиды касаются цветностей, но как они ведут на разных уровнях Y мне (!) неизвестно.

Привидите пример «перцепционно-равномерного пространства». Если я не ошибаюсь, еще в прошлом веке было доказано, что его не существует.
Он первым провел измерение эллипсоидов неразличимости, и описывал их в системе xyY. Поэтому мы и называем их эллипсоидами МакАдама. И даже для вычисления Color difference используем единицу измерения МакАдам, но это не общепринятая практика.
Разумеется для своих таблиц мы использовали более поздние измерения.
Аналогичные измерения для разных уровней Y можно найти http://cie.kee.hu/newcie/doc/Data_CIE_DE2000.pdf
Анализируя эти данные мы пришли к выводу, что корень кубический из Y, это не та величина, которую следует использовать для описания перцепции.

 

[C.H.]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Сообщение от C.H.
Как мне кажется при проведении измерений, положенных в основу CIE 2-deg photopic luminosity curve (1924), заложена систематическая ошибка, которая до сих пор не исправлена несмотря на несколько последующих модификаций.

Пожалуйста, можно все-таки подробнее?

1. Рассмотрим как менялась кривая Y в течении времени. Для этого выделим пару точек соответствующих длинам волн 440 и 480 нм. (максимум чувствительности равен 1 для всех измерений).
0.023 и 0.139 в 1924 г.(Стандарт CIE)
0.038 и 0.139 в 1951 г. (Jadd)
0.052 и 0.183 в 2005 г. (Sharpe, Stockman, Jagla & Jägle)
Вклад «синих» колбочек вырос более чем в 2 раза. Тем не менее все компьютерные приложения базируются на Стандарт CIE XYZ 1931 г. т.е. на CIE 2-deg photopic luminosity curve (1924)

2. Я сам проводил эксперементы со светодиодами с максимумами излучения, соответствующим длинам волн 440 и 480 нм. При одинаковом энергетическом излучении первый смотрится ярче, чем второй. А в соответствии с фотометрией должно быть наоборот.

3. Есть разные методики измерения luminosity curve. Они дают существенно отличающиеся результаты. Базовой в фотометрии является «мерцающая» с частотой примерно 25 Гц. Это близко к частоте обработки информации нейронами, т.к. при частотах вдвое больших ч/б мерцание приводит к возникновению цветных ощущений. На начальной стадии разработки цветного TV была предпринята попытка использовать этот эффект, но оказалось, что ощущение цвета для одной и той же частоты мерцания у разных людей различны.

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Привидите пример «перцепционно-равномерного пространства».

Согласен: сфрмулировать нужно было так: "намного более равномерном, чем xyY". Сегодня "намного более равномерным" являются два пространства: JCH, рассчитываемое по CIECAM02 и опонентное IPT-пространство (модель iCAM). Ну, и если речь идет о спецификации только отражающих образцов, то LUT манселловского атласа (UPLab).

 

[sabos]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Коллеги, мне кажется, что это обсуждение существенно ушло от темы... мы предложили алгоритмы регулировки яркости и контраста, в которых не изменяются хроматические координаты xy при изменении Y. Давайте обсуждать их.

Здесь вы правы. Но как их компетентно обсуждать, не прочитав Cohen. Вот и имеем абстрактные разговоры. Может вы какой калькулятор простенький напишете?

Алексей, скорее всего коллега sabos имел в виду LCH(ab).

Спасибо за уточнение. И все же суть моего высказывания в ином. Шкаф легко описать координатами (координатной системой) "высота", "ширина", "глубина". Но значит ли это, что для вычисления диагонали мне нужно создавать новую координатную систему? Могу ли я определить hue (из LCH(ab)) в системе Lab, как арктангенс?

Это о тех, кто кривым молотком заколачивает кривые гвозди с помощью ряда приемов, отточенных в результате длительной практики. К классической колориметрии эти «колориметрические правила» не имеют ни какого отношения.

Напомню, разговор о кривых гвоздях начался с попытки объявить XYZ аддитивной "по всем колориметрическим правилам". Я тогда и попытался намекнуть о кривых молотках и гвоздях. Забавным образом мой намек модифицировался и вернулся .

Скажите коллега, «гнилые пятна на помидорах и "чужие" тени на чашках» вы уже получили с помощью наших алгоритмов?

Увы, здесь есть проблемка. Я пока не услышал альтернативную методику.

мы пришли к выводу, что корень кубический из Y, это не та величина, которую следует использовать для описания перцепции

Странным образом это совпало с мнением Стивенсов (1961 г.). Хотя там это звучало солиднее "в зависимости от условий адаптации".

При одинаковом энергетическом излучении первый смотрится ярче, чем второй. А в соответствии с фотометрией должно быть наоборот.

А как вы чистоту тона нормировали?

 

[sabos]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Дабы не выглядеть болтуном, провел примитивное испытание. Брекетом сделал два снимка, с корректной экспозицией, и underexpose -2. Попытался исправить испорченную через Adobe RAW и через KWEbc (transform brightness EV +2.0). Для сравнения ручник (крайне примитивный, всего лишь ... Стивенса читал . Комментарии нужны?

 

[C.H.]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Но как их компетентно обсуждать, не прочитав Cohen.

Согласен, что Коэна прочитать полезно. Однако для обсуждения алгоритмов я готов сделать небольшой пересказ.

В 1953 г. Вышецки предложил разбивать функцию спектральной мощности излучения на фундаментальную и остаточную (метамерически черную) компоненты. Однако однозначного решения этой задачи он не нашел.

Через 30 лет Коэн предложил решение, построив фундаментальное цветовое пространство. К сожалению очень немногие люди разобрались с его работами. Во всем мире их можно по пальцам пересчитать.

Возможно это связано с используемой математикой (алгебра матриц). Шреденгер использовала тот же язык для создания квантовой механики, однако в современном изложении используется другой способ описания, позволяющий более прозрачно видеть физический смысл.

Я прочитал Коэна после того как пришел к решению задачи Вышецкого самостоятельно, используя другой математический аппарат: L2 метрика для функций заданных на отрезке и базисы-кобазисы. Вопрос о метриках в цветовом пространстве обсуждается в статье http://www.kweii.com/site/color_theory/lc.pdf. В ближайшее время выложу дополнительные материалы на сайт.

Основные результаты, которые могут быть полезны для задач колориметрии:
• Ни одна из координатных систем широко используемых в колориметрии не является ортонормальной. Например, в CIE XYZ: угол между осями X и Y больше 140 градусов, и единица измерения по оси Z вдвое меньше чем по другим осям. Т.е. в этих координатных системах теорему Пифагора для вычисления длины вектора и расстояния между точками применять не стоит.
• Использование ортонормальной системы координат (или более сложных правил вычисления расстояний в XYZ) уменьшает прецепционную нелинейность в разы.
• Создание чего-то похожего на Lab на базе ортонормальной системы координат с одной из осей направленных вдоль белого цвета приводит к аналогичным результатам.

Это к вопросу о

Шкаф легко описать координатами (координатной системой) "высота", "ширина", "глубина". Но значит ли это, что для вычисления диагонали мне нужно создавать новую координатную систему?

 

[sabos]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Вдогонку маленький урок из физики о энергиях, квадратах расстояния, стенках (здесь столах) и пуговицах. И о адаптивных механизмах. Уж извините - въедливость за въедливость .

 

[C.H.]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Могу ли я определить hue (из LCH(ab)) в системе Lab, как арктангенс?

Конечно можете, только в какую кривую превращается в этой системе координат множество точек с фиксированными хроматическими координатами. В любой линейной системе координат это луч. И, кроме того, вы же не будете утверждать, что изменение такого hue на один и тот же угол соответствует ощущениям человека. Так же как не будете утверждать, что все цвета с одинаковым С (в этой системе координат) одинаково насыщены с прецепционной точки зрения.

А как вы чистоту тона нормировали?

Нет, вычислял только Y. Ибо речь шла только о luminosity curve

 

[C.H.]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

провел примитивное испытание. Брекетом сделал два снимка, с корректной экспозицией, и underexpose -2. Попытался исправить испорченную через Adobe RAW и через KWEbc (transform brightness EV +2.0). Для сравнения ручник (крайне примитивный, всего лишь ... Стивенса читал . Комментарии нужны?

Спасибо. Пришлите, пожалуйста, эти изображения в tiff или bmp на sbezryadin<cобака>yahoo.com для анализа.

Комментарии нужны.

 

[C.H.]

Ответ: Обсуждение статей С.Н. и колл. о яркости и контрасте

Вдогонку маленький урок из физики о энергиях, квадратах расстояния, стенках (здесь столах) и пуговицах. И о адаптивных механизмах. Уж извините - въедливость за въедливость .

Нужны очень подробные коментарии для того, чтобы обосновать каждое из утверждений:
- о энергиях
- квадратах расстояния
- адаптивных механизмах
и какова, с вашей точки зрания, в этих примерах роль несовершенства аппаратуры считывания и воспроизведения, а так же формата хранения информации.

Уж извините - въедливость за въедливость