Contrast

Contrastul ( lat. „ Counter “, „contra“ și „ stare “, „stand“ al adică „Sta“) este o proprietate intrinsecă a unei imagini care cuantifică diferența de luminozitate între părțile luminoase și întunecate ale unei imagini .

Definiție

Contrastul caracterizează distribuția luminii unei imagini. Vizual, poate fi interpretat ca o răspândire a histogramei de luminozitate a imaginii.

Cazuri speciale pentru o imagine alb-negru:

Pentru contrast zero, imaginea observată este complet gri
Pentru un contrast maxim, fiecare pixel din imagine este negru sau alb

Contrastul unei imagini poate fi legat de diferența de intensitate a luminii care ajunge fizic la senzor prin gama dinamică (de asemenea contur dinamic sau dinamic ).

Definiție matematică

Contrastul general al unei imagini

Contrastul general al unei imagini, adesea utilizat cu modelele de testare pentru a determina funcția de transfer de modulație a unui sistem optic este definit de Michelson ca:

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} }} + I _ {{\ text {min}}}}}

Unde L denotă luminanță și I denotă intensitate luminoasă .

Acest contrast Michelson este între 0 și 1. Definiția sa este similară cu cea a indicelui de modulație al unui semnal modulat în amplitudine.

Contrast local

Noțiunea de contrast general al unei imagini nu este neapărat potrivită pentru fotografie, ceea ce explică de ce preferăm adesea o definiție locală a contrastului care corespunde percepției contururilor elementelor unei imagini. Adesea vorbim despre claritate în fotografie pentru a desemna contrastul contururilor.

Legea Weber-Fechner definește contrastul C w ca:

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

Zona L și respectiv fundalul L denotă luminanța obiectului și a fundalului direct în jurul obiectului. Acest contrast măsoară percepția pe care o avem de un obiect de luminanță L plasat pe un fundal de luminanță L de fond . Când fundalul este mai deschis decât obiectul, C w este negativ și variază între 0 și -1. Când fundalul este mai întunecat, C w este pozitiv și variază de la 0 la, potențial, numere mari.

O definiție simplificată este dată de:

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

Contrast în fotografie

Setări de contrast

Pentru fotografia analogică , filmul fotografic de fundal determină nivelul de contrast, în timp ce pentru fotografia digitală este funcționarea convertorului analog-digital .

Noile dispozitive digitale încearcă să extindă gama dinamică utilizând convertoare neliniare (ochiul uman în sine nu are un răspuns liniar la lumină).

Parametrii de fotografiere: sensibilitatea, timpul de pauză și diafragma modifică doar contrastul local. În special sensibilitatea ISO face posibilă creșterea contrastului în zonele întunecate ale imaginii, dar prin adăugarea de zgomot electronic .

Gama dinamică mărită este caracterizată de zone de imagine mai luminoase și mai luminoase și zone întunecate chiar mai întunecate decât în imaginea originală. Imaginea pare apoi contrastată (opusul „plictisitor”), dar oferă mai puține detalii de observat, adică în zonele întunecate (umbră) ca și în zonele luminoase (lumină completă) tiparele sunt mai puțin vizibile (vezi gradarea tonală ). Deși nu este posibilă redarea tuturor culorilor pentru o imagine cu contrast ridicat, este adesea mai bine să folosiți iluminare moderată, deoarece părțile saturate pot fi slab restaurate, în timp ce zonele întunecate pot avea cel mai mult timp. prelucrare.

Îmbunătățirea contrastului

O tehnică adesea utilizată în fotografia digitală este de a face un set de fotografii ale aceluiași subiect cu expuneri ușor diferite pentru a alege digital zonele în funcție de efectul dorit (cer întunecat și clădire mai deschisă).

Cu toate acestea, această tehnică nu poate fi utilizată pentru fotografia de acțiune.

Filtre manuale de îmbunătățire a contrastului, Muzeul de știință și tehnologie Leonardo da Vinci

Contrast în electromagnetism

Modulație de amplitudine

În modulația amplitudinii, rata de modulație a unei unde electromagnetice desemnează contrastul modulației efectuate.

Indicele de modulație, a cărui definiție matematică este analogă cu contrastul global Michelson, poate fi determinat experimental prin măsurarea numai a amplitudinilor maxime maxime și minime Vmax și Vmin ale semnalului modulat:

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

Aplicații legate de contrast

În imagistica medicală , vorbim despre diferența de luminanță dintre două obiecte. Deci, cu cât un obiect ( cheag , tumoare , corp străin ) este în contrast cu restul organului , cu atât este mai ușor de diagnosticat prezența acestuia .
În biologie , necesitatea unui contrast bun în timpul observațiilor microscopice a dus la inventarea microscopului de contrast de fază de către Frederik Zernike . Această invenție i-a adus un premiu Nobel pentru fizică în 1953. Acest microscop face posibilă evitarea colorării celulelor de către pigmenți.

În optică , contrastul este folosit ca instrument de măsurare pentru a determina funcția de transfer de modulație (MTF). MTF face posibilă cuantificarea transmisiei printr-un sistem optic de frecvențe spațiale . Este o curbă care dă contrastul în funcție de frecvența spațială a zonelor albe și negre ale unui model periodic de testare.

Note și referințe

Compuneți, setați, declanșați!: Fotografie pas cu pas pe Google Cărți
Ecrane plate și proiectoare video - ediția a II-a Pe Google Cărți
(în) „ Luminance Contrast ” (accesat la 9 iunie 2017 )
Referință foto a artistului - Faună sălbatică pe Google Cărți
electronice Accurate al 2- lea an, volumul 2 pe Google Books
Microbiologie pe Google Cărți