Уровни соответствия сенсоров критерию Лютера-Айвса (Luther-Ives)

olega52

Участник
Сообщения
10
Оценка реакций
4
На эту тему есть статьи у James A. Worthey, Lighting & Color Research - Jim Worthey's Home Page
В частности, http://www.jimworthey.com/CameraDesignLUM_CIC14.pdf
Здесь дополнительные иллюстрации к статье Further Examples of Camera Design Using LUM

Основная идея - ортонормированное пространство, которое позволяет сравнивать кривые спектральной чувствительности сенсоров. С помощью ортонормирования решается проблема линейной комбинации кривых спектральной чувствительности при сравнении сенсоров.

В этом ортонормированном пространстве производится интерполяция кривых спектральной чувствительности целевого пространства кривыми спектральной чувствительности исследуемого сенсора.

Насколько я понял, этот метод используется для наглядной визуализации. Не уверен, что из такой визуализации можно получить качественные или количественные метрики, имеющие понятный рядовому пользователю практический смысл.

Если основная идея темы - оценить качество цветопередачи сенсора, то почему бы просто не посчитать CRI или аналогичный индекс? В случае с излучающим источником света индекс CRI применяется к спектру излучения источника, а в случае с сенсором CRI можно посчитать для спектра эталонного источника, пропущенного через спектральную характеристику матрицы.

Для этой операции удобно использовать "matrix R", которая используется во многих статьях James A. Worthey. В том числе и в статье по ссылке, на первой странице в разделе "Projector Matrix". Идея в том, что методом наименьших квадратов в матричной форме из исходного спектра L на основании спектральной характеристики сенсора получается соответствующий fundamental metamer L*. Если два метаметра L* и K* равны, то для сенсора, исходные спектры L и K равнозначны и дадут на выходе одинаковый отклик.
 

atutubalin

12 лет на форуме
Сообщения
411
Оценка реакций
37
xyz - это уже rgb глаза. В том же формате все мои спектральные кривые камер, вот к примеру:
Ну считайте в xyz, тогда полученная матрица - это будет профиль камеры (из сенсорного RGB в XYZ)

Основная проблема то остается: допустим, невязки есть (а они всегда есть), как оценить результат то? По паре десятков патчей CC24, как нам советует стандарт ISO не помню номер?
 

mihas

Топикстартер
12 лет на форуме
Сообщения
3 439
Оценка реакций
2 206
почему бы просто не посчитать CRI или аналогичный индекс?
Спасибо за статьи! Идея с CRI или аналогичным индексом мне кажется в первом приближении здравой идеей. Если ее не забракуют коллеги убедительно - можно попробовать, спасибо, хоть прикинуть порядок цифр. Для такого расчета максимум образцов спектров берется 100 в IES TM-30-15, в CRI и CQS еще меньше - 15, тем не менее качество света описывается весьма точно. Сам по себе CRI даже колориметрию не использует, но он и менее надежен, зато IES и CQS - вполне себе оперируют и LCh и CIECAM02. @atutubalin, Алексей - что думаете про такую идею?
 

atutubalin

12 лет на форуме
Сообщения
411
Оценка реакций
37
Алексей - что думаете про такую идею?
Мое мнение за 6 лет не изменилось:
- построить профиль (а матрица XYZ - RGB - это, по сути оно и есть), считая невязки по минимизации dE (среднего, максимального, медианного)
- а потом оценить результат по самому же dE (среднему, максимальному, медианному)
это все никак не отвечает на исходный поставленный вопрос (напоминаю: "степень соответствия критерию Л-А").

Потому что при другом наборе цветовых плашек/осветителей мы, возможно, получим другое ранжирование. А если зададимся целью решить обратную задачу - так подобрать плашки, чтобы получить любое заранее заданное ранжирование - то мы и эту задачу решим (если все сравниваемые камеры не соответствуют обсуждаемому критерию), во всяком случае понятно как ее решать.

Другой вопрос, что получать заранее заданное ранжирование проще узкоспектральными цветами (для каждой камеры, не отвечающей строгому критерию Л-А мы можем подобрать такие линейчатые спектры, которые глаз отличает, а камера нет, ну или наоборот).

Отличие от обычного построения профилей (по реальным замерам реальной камерой реальных образцов с реальным осветителем) - только в том, что вы тут, при помощи спектров всего вышеперечисленного, это дело моделируете, реально ничего не снимая (что убережет от многих проблем, вроде бликов и неравномерности освещения).

При этом, несомненно, сама по себе задача измерения чего-то, хоть по CRI, хоть по ISO 17321 - не бессмысленна. Но надо понимать ограничения получаемых результатов (и их отношение к исходно поставленной задаче "степень соответствия критерию Л-А", вкратце: никакого отношения).

PS1: Вместо dE можно взять какую-то другую подобную метрику, не суть, смысл не меняется.
PS2: (а если задуматься о реальном количестве красок, используемых для печати стандартных мишеней - то все еще грустнее)
 

atutubalin

12 лет на форуме
Сообщения
411
Оценка реакций
37
А, да, идея считать все возможные цвета она конечно лучше (хотя вычислительно - кажется нереальной), но кардинально картину не меняет.

Проблема в том, что считать надо все возможные спектры, коих бесконечно много
 

olega52

Участник
Сообщения
10
Оценка реакций
4
а в случае с сенсором CRI можно посчитать для спектра эталонного источника, пропущенного через спектральную характеристику матрицы.
Поразмыслив, пришел к выводу, что непосредственное использование спектральной характеристики матрицы для этого преобразования малоинформативно, так как не будет учитывать то, насколько хорошо матрица различает цвета. Вместо этого лучше применить описываемый в статье метод интерполяции спектральной чувствительности эталонного наблюдателя через спектральную чувствительность исследуемой матрицы. И посчитать индекс CRI используя результат интерполяции.

При этом в методику расчета надо ввести нормировку, которая обеспечит "CRI = 100%" при подстановке в качестве исследуемой матрицы спектральной характеристики эталонного наблюдателя.

ЗЫ

У матрицы есть еще один важный параметр - уровень шума. Для каждой конкретной точки цветового пространства он получается из собственного шума детекторов сенсора прошедшего через преобразование цвета. И для двух матриц с эквивалентным цветовым охватом, получающимся один из другого через линейную комбинацию спектральной чувствительности матрицы, уровни итогового шума в конкретной точке цветового пространства могут очень сильно отличаться. В указанной ранее статье эта ситуация рассматривается подробно.
 

atutubalin

12 лет на форуме
Сообщения
411
Оценка реакций
37
использование спектральной характеристики матрицы для этого преобразования малоинформативно, так как не будет учитывать то, насколько хорошо матрица различает цвета.
А разве спектральная характеристика не есть то самое "насколько хорошо различает цвета"?
 

olega52

Участник
Сообщения
10
Оценка реакций
4
А разве спектральная характеристика не есть то самое "насколько хорошо различает цвета"?
Здесь, проблема в том, что интерполируется один образец эталонного белого источника излучения. Например, если одноканальная матрица идеально проинтерполирует спектр источника излучения, то это еще не повод давать высокую оценку индексу цветопередачи, так как матрица одноканальная и не различает цвета.
 

atutubalin

12 лет на форуме
Сообщения
411
Оценка реакций
37
одноканальная матрица идеально проинтерполирует спектр источника излучения
Кстати, в классической формулировке про Л-А "....или линейной комбинацией этих кривых" пропущено слово "независимой": если у нас есть три канала, спектральная характеристика каждого является "линейной комбинацией этих кривых", но каналы - одинаковы, то критерий формально соблюдается а на самом деле - нет.

матрица одноканальная и не различает цвета.
Что, в свою очередь, должно привести нас к мысли, что подсчет "CRI" - это не совсем (совсем не) ответ на исходный вопрос про критерий Л-А (что, собственно и неудивительно, CRI же отвечает на другой вопрос: оставляя тот же сенсор /глаз/, но используя данный осветитель - что будет с цветоразличением у того самого сенсора)
 

dih

Участник
Сообщения
402
Оценка реакций
29
Не владея математикой, приветствую этот топик всеми конечностями. И хочу высказать несколько пунктов:
1. Rgb будет зависеть от ББ, в ЗСЧ выставляется автоматически, в камере нет. Для практической фотографии важно получить хотя бы такой профиль или замерить индекс л-а, который дает приемлемое соответствие для разных температур непрерывного спектра. То есть матрицу для синего дня и оранжевого заката. В моем опыте реальный D50 не дает времени адаптации, позволяющей белый спектрально по отражению материал оценивать, как белый. Желтоватый. Для повседневной фотографии бб 6200-6400 дает наилучший результат по колористике как из камеры, так и при проявке с ручной матрицей, построенной на глаз в Dng profile editor по нескольким снимкам под реальным солнечным светом разного баланса мишеней с 36 цветными патчами и нейтральной спектрально осью.
2. Скинтон живой и светлый скинтон на колорчекероподобных некитайских мишеньках и аква (левый верхний на кч24) -очень важны с точки зрения субъективной точности оценки л-а для камеры. В скинтоне кч24 и живом есть нужный и сложный для камеры (в плане выдачи нужного rgb камерой) гемоглобиновый провал около 580 нм, а аква практически смотрится для человека одинаково при любом солнечном освещении в силу уникальности пика на 500 нм, который лучше всего характеризует соотношение стимула синих и зеленых колбочек независимо от баланса облаков/солнца.
3. Объективы по спектральной характеристике сами по себе режут и красный, и глубокий синий, есть желто-зеленый едва заметный оттенок на нейтральном, но заметный режущий на синих и глубоких красных цветах/спектрах. Тоже надо думать, как учитывать это.
 
Последнее редактирование:

DmitriyRDS

Участник
Сообщения
38
Оценка реакций
63
Я, конечно извиняюсь, но почему мы решили, что предположения Лютера и Айвеса надо воспринимать как истину?
Связи между системами цветопередачи (фото, кино, полиграфия и пр...) и работой глаза (ощущение цвета от определённого спектрального состава) нет никакой.
Пожалуйста, перед тем, как начать забивать меня ногами, дочитайте мысль до конца.
Кто то задавался вопросом, почему в устройствах цветопередачи используются три цвета?
Был такой американец Эдвин Ленд. Он мысленно разделял весь видимый глазом спектр на две равные части (тёплые тона с красной части спектра и холодные с синей части). Так вот, он показывал опыты, в которых производились два чёрно-белых снимка цветного объекта через два светофильтра, первый отрезал тёплую часть спектра, а второй холодную. Каково же было удивление зрителей, когда при проецировании этих снимков на экран, с использованием подходящих по спектральному составу источников излучения, они видели реально цветное изображение. Да, цвета были тусклые и не контрастные, но они ощущались! На заре кинематографа, даже пытались снимать таким методом цветные фильмы. Но это не прижилось, так как если снимать цветное фото используя деление спектра на три участка, то результат при воспроизведении оказывался ошеломляюще эффективнее. Интересно, что если при цветной фотографии использовать не три канала, а например четыре (делить видимый спектр на четыре части), то воспроизведённые на картинке цвета будут ещё естественнее, НО! простой обыватель заметит разницу между трёх и четырех канальной картинкой, только если их разместить рядом. При этом, четырёх канальная система будет существенно дороже трёхканальной. При использовании более многоканальных систем цветоделения, воспринимаемые нами цвета будут ещё более естественными, но резко растёт цена оборудования при крайне небольшом приросте ВАУ-эффекта. Вот собственно по этому мы и живём среди трёхцветных RGB систем цветопередачи. Соотношение ЦЕНА/ВАУ-эффект сделали своё дело.
А что же глаз человека? Из выше приведённого следует, что если бы глаз человека "работал" по трёхканальному принципу, то мы не ощущали бы цветов при двухканальном кодировании, и тем более не ощущали улучшения естественности цветопередачи при числе каналов более трёх. Да и вообще, у глаза нет задачи ПЕРЕНОСА исходного цвета на какой либо носитель (или систему отображения). Глаз лишь анализирует спектральный состав переводя его в ощущение, которое мы называем цветом. У ощущения нет физической величины в которой его можно измерить.
Трёхкомпонентный принцип работы глаза всего навсего одна из гипотез, до сих пор не получившая подтверждений (имеющая огромное количество опровержений), хотя и массово тиражируемая в подавляющем большинстве источников.
Граждане Лютер и Айвес просто когда-то предположили, что если глаз работает, по принципу "цветоделения", то спектры "идеальной" по их мнению, фоточувствительной матрицы, должны, соответствовать спектрам чувствительности фотопигментов обнаруженных в сетчатке глаза. Но их предположение никогда, ни кем и ни чем, не подтверждалось.

готов ответить на любую критику, если админы (в качестве аргумента, используя админ ресурс) не удалят этот пост, и меня очередной раз не забанят...
 

cementary

Участник
Сообщения
693
Оценка реакций
249
Трёхкомпонентный принцип работы глаза всего навсего одна из гипотез, до сих пор не получившая подтверждений (имеющая огромное количество опровержений), хотя и массово тиражируемая в подавляющем большинстве источников.

Не по теме:
Как хорошо что вы сначал извиняетесь, а потом уже пишете вот эту свою чушь


Я, конечно извиняюсь, но почему мы решили, что предположения Лютера и Айвеса надо воспринимать как истину?

Граждане Лютер и Айвес просто когда-то предположили, что если глаз работает, по принципу "цветоделения", то спектры "идеальной" по их мнению, фоточувствительной матрицы, должны, соответствовать спектрам чувствительности фотопигментов обнаруженных в сетчатке глаза. Но их предположение никогда, ни кем и ни чем, не подтверждалось.
Почитайте оригинальную статью Лютера, что ли.
Критерий Лютера-Айвса: если спектральные чувствительности цифровой камеры (плёнки) являются линейной комбинацией CIE CMF, то камера зафиксирует цвет точно так, как его "видит" стандартный CIE-наблюдатель.
 

svlasov

Администратор
15 лет на форуме
Сообщения
2 119
Оценка реакций
4 766
готов ответить на любую критику, если админы (в качестве аргумента, используя админ ресурс) не удалят этот пост, и меня очередной раз не забанят...
Забанят, конечно, ибо каждый ваш приход на форум до добра не доводит :)
 

mihas

Топикстартер
12 лет на форуме
Сообщения
3 439
Оценка реакций
2 206
Я как-то видел двукомпонентную систему, один из наших коллег с форума показывал мне чудо-лампу с регулируемыми потоками на разной длине волны. Так вот можно создать белый всего двумя цветными фильтрами (не тремя), но каково отвратное качество этого белого! Цвета цветных предметов под таким освещением невозможно узнать, цвета не просто слегка не те - цвета конкретно с дельтой 100 не те. По поводу неподтвержденности трехстимульной системы зрения - чушь конечно, она много десятилетий лежит в базовых расчетах любых красок, мониторов, цветопроб и фотоотпечатков, да любого цвета в промышленности. Производители мониторов, которые жадничают на 4 канал, тут ни при чем. Присмотритесь кстати к негативной пленке фуджи - вам понравится дополнительный 4 слой, и ведь не пожалели же!-))) Бредовые теории надо подкреплять реальными фактами, тогда выглядит убедительнее!-)))
 

DmitriyRDS

Участник
Сообщения
38
Оценка реакций
63
Я как-то видел двукомпонентную систему, один из наших коллег с форума показывал мне чудо-лампу с регулируемыми потоками на разной длине волны. Так вот можно создать белый всего двумя цветными фильтрами (не тремя), но каково отвратное качество этого белого!
Да, но отвратность этого белого можно заметить только просматривая под ним "цветные" предметы и сравнивая их с цветами которые мы воспринимали при естественном солнечном спектре. Ничего странного здесь нет. Так в спектре светодиодных ламп присутствует излучаемый ими спектр из "синей" области и переизлучаемый, нанесённым сверху кристалла люминофором, "жёлтый" участок спектра. Благодаря свойству нашего глаза называемым "метамерия" мы воспринимаем синий с жёлтым как белый. Под таким освещением мы хорошо будем различать только синий и жёлтый, а остальные цвета будут плохо различимы. Та же болезнь и у люминесцентных ламп. А вообще, ощущение белого цвета можно вызвать неограниченным количеством комбинаций всего двух излучений.


По поводу неподтвержденности трехстимульной системы зрения - чушь конечно, она много десятилетий лежит в базовых расчетах любых красок, мониторов, цветопроб и фотоотпечатков, да любого цвета в промышленности. Производители мониторов, которые жадничают на 4 канал, тут ни при чем. Присмотритесь кстати к негативной пленке фуджи - вам понравится дополнительный 4 слой, и ведь не пожалели же!-))) Бредовые теории надо подкреплять реальными фактами, тогда выглядит убедительнее!-)))
Естественно, что работа всех приборов переносящих исходный цвет на какой либо носитель, основанная на трёх каналах и описывается тремя параметрами по которым анализируется спектр. Ни кто с этим не спорит. Но при чём здесь принцип работы глаза человека? Кто утверждает, что глаз должен "работать" как и трёх канальное оборудование? Глазу, для определения спектрального состава излучения достаточно одного широкополосного приёмника, а не трёх узкополосных. Кстати, спектры чувствительности обнаруженных и исследованных колбочковых фотопигментов (хлоролаба и эритролаба), находящихся во всех колбочках, чувствительны ко всей видимой области, перекрывают друг друга, и отличаются только немного сдвинутыми друг относительно друга максимумами (535 нм. и 570 нм.). Ни какой связи с узкоканальными RGB системами не прослеживается.
Старик Лютер предполагал (основываясь на преобладающих в то время гипотезах), что глаз устроен как фотоаппарат, не понимая/описывая при этом принцип работы глаза. Поэтому его предположения так и остались предположениями не имеющими ни какой практической отдачи.
 

cementary

Участник
Сообщения
693
Оценка реакций
249
Старик Лютер предполагал (основываясь на преобладающих в то время гипотезах), что глаз устроен как фотоаппарат, не понимая/описывая при этом принцип работы глаза. Поэтому его предположения так и остались предположениями не имеющими ни какой практической отдачи.
Роберт Лютер был химиком. Занимался химическими процессами в цветной фотографии. Соответственно его интерес и работы вроде "On color stimulus metrics" завязаны на цветовоспроизведение.
Ваши комментарии типа что он там предполагал — демагогия и дилетантство в чистом виде. Чтобы они не выглядели клоунадой — приведите цитаты Лютера, подтверждающие вашу точку зрения.
А рассуждения в духе "а мужики-то не знают" обычно принято подкреплять ссылками на статьи в рецензируемых изданиях. Иначе "иногда лучше жевать чем говорить"
 

DmitriyRDS

Участник
Сообщения
38
Оценка реакций
63
Роберт Лютер был химиком. Занимался химическими процессами в цветной фотографии...
Вы сами ответили на свой вопрос.
Так и я писал том же! Роберт Лютер не биолог, не физиолог, не биофизик, поэтому его представления о физиологии сенсорных систем (в частности физиологии зрения), были взяты из преобладающих в то время предположений и догадок.
Спектры поглощения двух содержащихся в колбочках фотопигментов: эритролаба и хлоролаба удалось измерить только в конце 50-х, начале 60-х годов. Сначала были работы Раштона ( Rushton W. A.), а потом и Уолда ( Wald G.). Да и с спектрами фотопигмента родопсина содержащимся в палочках было не всё так просто. При разных уровнях освещения у него были разные максимумы поглощения, что постоянно сбивало исследователей пытающихся открыть гипотетический пигмент заранее названный "цианолаб". Точку поставили исследователи W. B. Marks, W. U. Dobelle, E. F. Mac Nichol в своей работе Visual Pigments of Single Primate Cones в 1964 году, они сумели производить спектральный анализ отдельно взятой колбочки. Они собирались открыть существование трёх типов колбочек, а в итоге оказалось что во всех колбочках содержится смесь только двух пигментов: эритролаба и хлоролаба. Следов гипотетического цианолаба в колбочах они не обнаружили... К настоящему времени ничего нового не нашли. Так что наличие в сетчатке трёх типов колбочек, сторонникам фотоаппаратного строения глаза, подтвердить до сих пор не удалось.

Ещё раз обращаю ваше внимание, что не надо пытаться сопоставить трёхканальную (достаточную для обывателя) систему передачи цветного изображения с анализом спектрального состава производимого нашим глазом и вызывающем у нас цветовое ощущение.

Сказанное выше ни как не принижает достижений Роберта Лютера в области цветной фотографии.

Иначе "иногда лучше жевать чем говорить"
No comments
 

mihas

Топикстартер
12 лет на форуме
Сообщения
3 439
Оценка реакций
2 206
Я все же повторю свою мысль, весь цвет в промышленности да везде просчитывается на основе этих трех кривых
116008
И это не просто умозрительные кривые - это математическое описание нашего зрения. Если бы оно было ошибочно - ничего бы с цветом ни у кого не получилось.
Практическое использование многие десятилетия именно этих кривых само по себе доказало - да вот это реально функции человеческого зрения. Даже если бы мы не знали о зрении ничего более - достаточно уже одного этого доказательства. Вы просто никогда видимо не рассчитывали никакой цвет.
 

cementary

Участник
Сообщения
693
Оценка реакций
249
Вы сами ответили на свой вопрос.
Так и я писал том же! Роберт Лютер не биолог, не физиолог, не биофизик, поэтому его представления о физиологии сенсорных систем (в частности физиологии зрения), были взяты из преобладающих в то время предположений и догадок.
Спектры поглощения двух содержащихся в колбочках фотопигментов: эритролаба и хлоролаба удалось измерить только в конце 50-х, начале 60-х годов. Сначала были работы Раштона ( Rushton W. A.), а потом и Уолда ( Wald G.). Да и с спектрами фотопигмента родопсина содержащимся в палочках было не всё так просто. При разных уровнях освещения у него были разные максимумы поглощения, что постоянно сбивало исследователей пытающихся открыть гипотетический пигмент заранее названный "цианолаб". Точку поставили исследователи W. B. Marks, W. U. Dobelle, E. F. Mac Nichol в своей работе Visual Pigments of Single Primate Cones в 1964 году, они сумели производить спектральный анализ отдельно взятой колбочки. Они собирались открыть существование трёх типов колбочек, а в итоге оказалось что во всех колбочках содержится смесь только двух пигментов: эритролаба и хлоролаба. Следов гипотетического цианолаба в колбочах они не обнаружили... К настоящему времени ничего нового не нашли. Так что наличие в сетчатке трёх типов колбочек, сторонникам фотоаппаратного строения глаза, подтвердить до сих пор не удалось.

Ещё раз обращаю ваше внимание, что не надо пытаться сопоставить трёхканальную (достаточную для обывателя) систему передачи цветного изображения с анализом спектрального состава производимого нашим глазом и вызывающем у нас цветовое ощущение.

Сказанное выше ни как не принижает достижений Роберта Лютера в области цветной фотографии.


No comments
Дмитрий, скажите честно, вам не с кем обсудить ваши гениальные умозаключения? Лютер интересовался как воспроизвести цвет. У него хорошо получалось. Ближе к концу жизни он интересовался и писал о психофизиологическом аспекте цветовосприятия. Я не пойму, с кем и с чем вы спорите? Давно уже доказано, что даже при теоретически полном соответствии критерию лютера-айвса идеальное колориметрическое попадание в спектры cie невозможно. При чем здесь вообще строение глаза и то как глаз воспринимает цвет?