Kontrast

Kontrast ( lat. „ Counter “, „proti“ a „ stare “, „stát“ v, tj „Sta“) je vnitřní vlastnost obrazu, který kvantifikuje rozdíl v jasu mezi světlými a tmavými částmi obrazu .

Definice

Kontrast charakterizuje distribuci světla obrazu. Vizuálně to lze interpretovat jako šíření histogramu jasu obrazu.

Zvláštní případy pro černobílý obrázek:

Pro nulový kontrast je pozorovaný obraz zcela šedý
Pro maximální kontrast je každý pixel v obrázku buď černý, nebo bílý

Kontrast obrazu může souviset s rozdílem v intenzitě světla fyzicky přicházejícího k senzoru prostřednictvím dynamického rozsahu (také dynamického nebo dynamického obrysu ).

Matematická definice

Celkový kontrast obrázku

Celkový kontrast obrazu, který se často používá u testovacích vzorů k určení funkce modulačního přenosu optického systému, definuje Michelson jako:

C_ {m} = {\ frac {L _ {{\ text {max}}} - L _ {{\ text {min}}}} {L _ {{{\ text {max}}} + L _ { {\ text {min}}}}} = {\ frac {I _ {{\ text {max}}} - I _ {{\ text {min}}}} {I _ {{{\ text {max} }} + Já _ {{\ text {min}}}}}

Kde L označuje jas a já světelnou intenzitu .

Tento kontrast Michelson je mezi 0 a 1. její definice je podobná jako u modulace indexu signálu amplitudy modulovaného.

Místní kontrast

Pojem celkového kontrastu obrazu nemusí být nutně vhodný pro fotografii, což vysvětluje, proč často upřednostňujeme lokální definici kontrastu, která odpovídá vnímání kontur prvků obrazu. Ve fotografii často mluvíme o ostrosti, abychom označili kontrast obrysů.

Zákon Weber-Fechnerův definuje kontrastu C w , jako jsou:

C _ {{\ text {w}}} = {\ frac {L _ {{\ text {zone}}} - L _ {{\ text {background}}}} {L _ {{\ text {background} }}}}

L zóna a L pozadí označují jas objektu a pozadí přímo kolem objektu. Tento kontrast měří dojem, že máme o objekt jasového L umístěného na pozadí jasu L pozadí . Když je pozadí světlejší než objekt, C w je záporné a pohybuje se mezi 0 a -1. Když je pozadí tmavší, C w je kladné a pohybuje se od 0 do potenciálně velkého počtu.

Zjednodušená definice je dána:

C _ {{\ text {k}}} = {\ frac {L _ {{\ text {zone}}}} {L _ {{\ text {background}}}}}

Kontrast ve fotografii

Nastavení kontrastu

Pro analogové fotografii , to je nosná fotografický film , který určuje úroveň kontrastu, zatímco pro digitální fotografii, je provoz převodníku analogového signálu na digitální .

Nová digitální zařízení se pokoušejí rozšířit dynamický rozsah pomocí nelineárních převodníků (samotné lidské oko nemá lineární odezvu na světlo).

Parametry snímání: citlivost, doba pauzy a clona clony mění pouze lokálně kontrast. Citlivost ISO zejména umožňuje zvýšit kontrast v tmavých oblastech obrazu, ale přidáním elektronického šumu .

Zvýšený dynamický rozsah je charakterizován ještě jasnějšími oblastmi obrazu a tmavými oblastmi ještě tmavšími než v původním obrazu. Obraz se pak jeví jako kontrastní (opak „matný“), ale poskytuje méně podrobností k pozorování, to znamená, že v tmavých oblastech (stín), stejně jako ve světlých oblastech (plné světlo) jsou vzory méně viditelné (viz tonální gradace) ). I když u vysoce kontrastního obrazu není možné vykreslit všechny barvy, je často lepší použít mírné osvětlení, protože nasycené části mohou být špatně obnoveny, zatímco tmavé oblasti mohou být většinou uloženy a posteriori vhodným obrázkem. zpracovává se.

Vylepšení kontrastu

Technika, která se často používá v digitální fotografii, je pořídit soubor fotografií stejného subjektu s mírně odlišnými expozicemi, aby bylo možné digitálně vybrat oblasti podle požadovaného efektu (tmavá obloha a světlejší budova).

Tuto techniku však nelze použít pro akční fotografii.

Ruční filtry pro vylepšení kontrastu, Muzeum vědy a technologie Leonarda da Vinciho

Kontrast v elektromagnetismu

Amplitudová modulace

U amplitudové modulace určuje modulační rychlost elektromagnetické vlny kontrast prováděné modulace.

Modulační index, jehož matematická definice je analogická globálnímu Michelsonovu kontrastu, lze určit experimentálně měřením pouze maximální a minimální špičkové amplitudy Vmax a Vmin modulovaného signálu:

h = {\ frac {(Vmax-Vmin)} {(Vmax + Vmin)}}

Kontrastní aplikace

V lékařském zobrazování mluvíme o rozdílu jasu mezi dvěma objekty. Čím více je tedy předmět ( sraženina , nádor , cizí těleso ) v kontrastu se zbytkem orgánu , tím snáze diagnostikuje jeho přítomnost .
V biologii vedla potřeba dobrého kontrastu během pozorování mikroskopem k vynálezu mikroskopu s fázovým kontrastem od Frederika Zernikeho . Tento vynález mu získal Nobelovu cenu za fyziku v roce 1953. Tento mikroskop umožňuje zabránit barvení buněk pigmenty.

V optice se kontrast používá jako měřicí nástroj k určení funkce modulačního přenosu (MTF). MTF umožňuje kvantifikovat přenos optickým systémem prostorových frekvencí . Je to křivka poskytující kontrast jako funkci prostorové frekvence bílé a černé oblasti periodického testovacího vzoru.

Poznámky a odkazy

skládat, set, spoušť! Krok za krokem fotografii na Google Books
plochých obrazovek a videoprojektorů - 2. vyd. Na Google Books
(in) „ Luminance Contrast “ (zpřístupněno 9. června 2017 )
Artist's Photo Reference - Wildlife on Google Books
elektronika Přesné 2 th rok, Volume 2 na Google Books
Mikrobiologie v Knihách Google