Резкость изображения это: резкость изображения — это… Что такое резкость изображения?

Содержание

резкость изображения - это... Что такое резкость изображения?

резкость изображения
image definition, image sharpness

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

  • резкость в центре
  • резкость контура

Смотреть что такое "резкость изображения" в других словарях:

  • резкость изображения — vaizdo ryškumas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. image sharpness vok. Abbildungsschärfe, f; Bildschärfe, f; Zeichenschärfe, f rus. острота изображения, f; резкость изображения, f pranc. acuité de l’image, f; netteté de l’image, f …   Fizikos terminų žodynas

  • РЕЗКОСТЬ ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ — четкость границы между соседними участками изображения с различной плотностью почернения. Измеряется быстротой изменения плотности почернения в направлении, перпендикулярном границе участка изображения …   Большой Энциклопедический словарь

  • Резкость — величина, обратная размеру зоны размытости контура изображения. Р. выражает степень четкости (различимости, выделяемости) геометрических элементов изображения или текста. Р. зависит от разности оптических характеристик элементов изображения… …   Реклама и полиграфия

  • резкость — Характеристика телевизионного изображения, выражающая качество передачи границ крупных деталей изображения. [ГОСТ 21879 88] Тематики телевидение, радиовещание, видео Обобщающие термины термины и определения общих понятий телевидения …   Справочник технического переводчика

  • резкость фотографического изображения — чёткость границы между соседними участками изображения с различной плотностью почернения. Измеряется быстротой изменения плотности почернения в направлении, перпендикулярном границе участка изображения. * * * РЕЗКОСТЬ ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ …   Энциклопедический словарь

  • резкость края изображения — vaizdo krašto ryškumas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. image edge definition; image edge sharpness; image marginal sharpness vok. Bildrandschärfe, f rus. резкость края изображения, f; чёткость края изображения, f pranc.… …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • Резкость — 30. Резкость Характеристика телевизионного изображения, выражающая качество передачи границ крупных деталей изображения Источник: ГОСТ 21879 88: Телевидение вещательное. Термины и определения оригинал документа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • резкость — и; ж. 1. к Резкий. Р. красок. Очертания облаков теряли р. Р. суждений. Фотографии не хватает резкости. Обидеть кого л. резкостью отзыва. Высказать с обычной резкостью своё мнение. 2. мн.: резкости, ей. Резкое, грубое слово, выражение. Сказать… …   Энциклопедический словарь

  • резкость — и; ж. 1) к резкий Ре/зкость красок. Очертания облаков теряли ре/зкость. Ре/зкость суждений. Фотографии не хватает резкости. Обидеть кого л. резкостью отзыва. Высказать с …   Словарь многих выражений

  • Резкость фотографического изображения —         степень отчётливости границы между двумя участками фотоизображения, получившими разные экспозиции (См. Экспозиция). Вообще говоря, граница изображения объекта, отличающегося по яркости от окружающего фона, всегда размыта. Ширина зоны… …   Большая советская энциклопедия

  • резкость — Степень четкости (различимости) геометрических элементов изображения или текста. Зависит от разности оптических характеристик элементов изображения (текста, фона) и от величины зоны тонального перехода контуров отдельных элементов …   Краткий толковый словарь по полиграфии


Что такое резкость

Резкость описывает различимость деталей на фотографии, и она может использоваться как важный творческий инструмент для выделения текстуры. Соответствующая техника фотографии и пост-обработки может значительно улучшить резкость, хотя она безусловно ограничена возможностями вашей камеры, увеличением изображения и дистанцией просмотра. На воспринимаемую резкость изображения влияют два фундаментальных фактора: разрешение и чёткость.

Чёткость   Разрешение
 
высокая низкая   высокое низкое

Чёткость описывает степень размытия границ, так что высокая чёткость подразумевает резкие, чётко видимые границы.

 

Разрешение описывает способность камеры отделить близко расположенные элементы друг от друга, на примере близко расположенных вертикальных линий, показанных выше.

Разрешение цифровых камер ограничено их цифровыми сенсорами, в то время как чёткость зависит как от качества используемого объектива, так и от типа пост-обработки. Чёткость является единственным аспектом резкости, который всё ещё доступен вашему контролю, после того как снимок сделан, и именно чёткость повышается, когда изображение подвергается повышению резкости (см. «Нерезкая маска»).

Сравнение

Фотографии требуют и высокой чёткости, и высокого разрешения, чтобы они воспринимались как достаточно резкие. Следующий пример разработан для того, чтобы дать вам понять, как каждый из факторов влияет на снимок:

Чёткость: высокая Разрешение: низкое
Чёткость: низкая Разрешение: высокое
Чёткость: высокая Разрешение: высокое

Свойства резкости

Резкость также зависит от других факторов, которые влияют на наше восприятие разрешения и чёткости. Визуальный шум (или зерно плёнки) обычно пагубно влияет на изображение, однако малое количество шума может на самом деле повысить ощущение резкости. Рассмотрим следующий пример:

Шум невелик, размыто Шум велик, резко

Несмотря на то, что оба изображения не подвергались повышению резкости, пример слева кажется более размытым и менее детальным. Визуальный шум может быть очень мелким и иметь очень высокую чёткость — и глаз, обманываясь им, воспринимает детали как резкие.

Резкость зависит также от дистанции просмотра. Изображения, предназначенные для просмотра с большого расстояния, такие как постеры или рекламные щиты, могут иметь намного меньшее разрешение, чем отпечатки для галереи искусств, но могут при этом казаться более резкими в связи с дистанцией просмотра. Имейте это свойство в виду, задавая резкость для своего изображения, поскольку оптимальная резкость необязательно та, при которой оно лучше всего выглядит у вас на экране.

Кроме того, резкость значительно зависит от вашего обращения с камерой. Даже мельчайшие сотрясения камеры могут трагически снизить резкость изображения. Правильно подобранные выдержки, использование устойчивого штатива и блокировка зеркала тоже могут значительно повлиять на резкость ваших отпечатков.

kapankov.ru - Резкость, четкость и контраст

После того, как мы разобрались с терминологией цвета, рассмотрим еще несколько важных понятий: резкость, четкость и контраст. И начнем с контраста, поскольку именно он лежит в основе двух других понятий.

Контраст - это величина, характеризующая разницу между различными точками (участками) изображения.

Иоханнес Иттен в своей книге "Искусство цвета" выделяет 7 типов цветовых контрастов. Эти контрасты достаточно условны. Они могут сочетаться и заглушать друг друга. Можно выделить 4 основных типа контраста:

1. Яркостный контраст (другие названия - тональный контраст, светотеневой контраст; у Иттена "контраст светлого и темного"). Это контраст между светлыми и темными участками. То есть оценивается яркостная разность.

Имеется фотография аппетитного блюда. Я обесцветил его (вторая тарелочка), при этом остался только тональный контраст. Далее немного увеличил контраст S-образной кривой, сделав темные точки изображения темнее, а светлые светлее (гистограмма при этом прижимается вниз и растягивается). А на четвертой тарелочке наоборот контраст уменьшен, при этом темные точки изображения осветляются, а светлые затемняются (гистограмма собирается и поднимается). Обратите внимание, что третья тарелочка выглядит более резкой, хотя на самом деле тут сделано только лишь усиление контраста. На самом деле нужно говорить не о резкости, а о четкости, но об этом чуть ниже.

Тональным контрастом добивались эффектных фотографий в эру черно-белой фотографии. Управление тональным контрастом возможно при перемещении источника света относительно объекта съемки. Например, снять белое на белом возможно при формировании тени от объекта на фоне и тем самым отделив объект. Например, накамерной вспышкой стреляя в лоб такой фокус не получится, т.е. нужен внешний источник света сбоку. Тоже самое касается черного на черном, но за счет отражения, либо за счет контрового освещения, но в данном случае может возникнуть сложность, если вы снимаете, например, бархатную вещь, практически полностью поглощающую свет на той же бархатной черной поверхности. Поэкспериментируйте на досуге. Возможности тонально контраста используются при съемке силуэтов, т.е. на фоне нормально или переэкспонированного фона недоэкспонированный объект. Для съемки силуэта в полуавтоматических режимах съемки фиксируют экспозицию по заднему фону кнопочкой со звездочкой (AE Lock).

Георгий Пинхасов (Magnum)

2. Цветовой контраст (у Иттена "Контраст по цвету"). Это контраст между цветовыми тонами. К примеру, между красным и оранжевым есть контраст. Если раздвигать эти цвета по цветовому кругу (ниже приведен цветовой круг по Иттену), цветовой контраст будет усиливаться.

Как только цвета становятся противоположными на цветовом круге, достигается наибольший контраст, который называется комплементарным контрастом (у Иттена "Контрастом дополнительных цветов"). На самом деле круг Иттена не имеет дополнительных цветов, все противоположные цвета в его круге являются комплементарными. И здесь возникает проблема, о которой спорят приверженцы разных школ теории цвета. Сторонники мистической теории (Иттен и Гете) рассуждают о цветовых гармониях, оперируя в том числе дополнительными цветами. Однако сторонники физической школы (Ньютон, Мансел) справедливо замечают, что эти цвета не являются дополнительными и правильнее использовать круг RGB, в котором цвета действительно являются дополнительными. На что мистики отвечают эстетикой цвета, то есть сугубо субъективными впечатлениями: противоположные цвета в круге Иттена сочетаются лучше, чем в круге RGB. Здесь физики бессильны, поскольку впечатления от красоты пока слабо изучены наукой.

Можно заметить, что отличия кругов не столь разительны и зачастую приходится учитывать не только положение тона на круге, но и насыщенность и яркость, которые могут вносить существенное влияние на контраст. Первая цветная тарелочка (на самом первом рисунке) имеет дополнительный контраст (синий и противоположный желтый). Здесь не важна ювелирная точность. Кроме того, мы уже знаем, как может влиять окружение на восприятие цвета объекта.

Часто в голливудских фильмах последнего времени можно встретить использование комплементарных схем цвета, особенно TEAL&ORANGE (телесный цвет против зелено-голубого).

К цветовому контрасту можно отнести также контраст температуры (у Иттена "Контраст холодного и теплого"). Использование цветовой схемы циан-тициан (холодный-теплый) позволяет создать контраст для выделения главного в композиции или для смещения внимания зрителя в нужную область кадра.

3. Контраст насыщенности. Это контраст между насыщенными и не насыщенными областями. Ползунок Vibrance в модуле ACR в Photoshop понижает этот контраст, поднимая насыщенность в большей степени в ненасыщенных областях. Ползунок Saturation наоборот увеличивает контраст, поднимая насыщенность уже в насыщенных областях. Рекомендуется насыщенность поднимать, используя маски насыщенности.

4. Контрасты восприятия, куда можно отнести последовательный и одновременный (симультанный) контрасты. Это контрасты, существующие в нашем воображении, благодаря способности человеческого зрения адаптировать видимую картину. Я не буду подробно останавливаться на этих контрастах, желающие могут прочитать об этом у Иоханнеса Иттена.

У Иттена также описан контраст по площади цветовых пятен. Этот контраст имеет смысл обсуждать в рамках понятия равновесия в композиции. С таким же успехом можно рассуждать о контрасте направления линий (кто сказал, что такого не существует?) или смысловых контрастах (веселый-грустный, молодой-старый и т.п.). Контрасты можно найти среди многих элементов изображения и очень важно их видеть.

Контраст по яркости меняется простыми инструментами, которые есть практически во всех графических редакторах и RAW-конвертерах. В основе инструментов лежит воздействие на все изображение целиком при помощи S-образной кривой, затеняющей тени и осветляющей света. Контраст насыщенности меняется соответственно инструментами Saturation и Vibrance. Цветовой контраст можно усилить через изменение тона посредством lut-файлов, которые можно создать в 3DLut Creator.

Резкость (sharpness) - это субъективная характеристика изображения, определяемая степенью различимости деталей на фотографии. Резкость может по-разному восприниматься разными людьми и даже одним и тем же зрителем, но в разных условиях просмотра. Большинством зрителей с нормальным зрением недостаточно резкие фотографии будут воспринимается как брак. И в самом деле, если не рассматривать смазанное движение в кадре, то отсутствие хорошей детализации является для зрителя признаком плохой фотографии.

Резкость фотографии определяется двумя факторами: разрешение (resolution) системы сенсор-объектив и четкость (acutance) изображения. Не путайте с Clarity (об этом инструменте поговорим ниже).

Разрешение (resolution) фотоаппарата, характеризующееся величиной минимальных, но еще различимых деталей, которые ограничены одновременно размером пикселя на матрице и разрешающей способностью объектива при заданной диафрагме. При разных диафрагмах объектив имеет разную разрешающую способность, которую можно выразить через количество пар линий на миллиметр. Под парой линий понимается черная и белая линия. Допустим, объектив дает разрешение 100 пар на мм, при этом камера с размером пикселя 6 мкм может разрешить 83 пары. Т.е. говорят, что система ограничена размером пикселя. Если же объектив разрешает только 70 пар линий, то система ограничена уже разрешением объектива. Причем не следует винить объективы в плохом разрешении. Сенсоры перед собой имеют фильтры низких частот, которые размывают изображение для устранения муара и альясинга, что приводит к некоторой потере деталей. Также некоторые потери происходят при дебайеризации.

Большинство RAW-конвертеров для восстановления общей резкости на стадии конвертации предварительно производят некоторое искусственное повышение резкости.

Соответственно делаем вывод, что чем выше разрешающая способность фотоаппарата, тем выше будет резкость фотографий.

Не вникая пока в тему дифракции и чтения графиков MTF, можно дать следующую рекомендацию для достижения максимальной резкости: наибольшая резкость достигается на диафрагмах f8 +/- 1 стоп. Разумеется, чем не подвижней будет камера во время экспозиции, тем более резким будет снимок.

Четкость (acutance) определяется величиной контрастного перехода. При увеличении четкости происходит сокращение перехода между контрастными областями и наоборот. Взглянем на иллюстрацию.

На рисунке 1 область разделена на черную и белую область. Эти области максимально контрастны (простой тональный контраст) по отношению друг к другу. Четкость между областями также максимальная, т.к. размытия не наблюдается. На рисунке 2 области все еще остаются контрастными, но граница между ними была размыта фильтром Gaussian Blur, т.е. теперь можно говорить о низкой четкости изображения. На рисунке 3 яркость черного повысили до 60%, а белый понизили до 40%, тем самым ослабив контраст. При этом четкость осталась высокой как и на рисунке 1. На рисунке 4 размыли фильтром Gaussian Blur предыдущий рисунок 3 и применили фильтр усиления резкости Unsharp Mask. То есть на рисунке 4 мы наблюдаем низкий контраст, как и на рисунке 3, но при этом можно говорить, что четкость была программно повышена.

Четкость зависит от неподвижности камеры во время экспозиции. Соответственно для повышения четкости фотографий можно снимать со штатива или использовать другие способы и приемы, снижающие шевеленку камеры.

Существуют методы искусственного повышения резкости, заключающиеся в создании ореолов на контрастных границах. Все эти методы влияют на четкость, не изменяя разрешающую способность. Важно понимать, что, увеличивая изображение, разрешающая способность остается прежней и резкость от этого никак не изменится. Уменьшая изображение, уменьшается и разрешение, а значит падает и резкость.

Классический метод повышения резкости основан на небольшом размытии, которое создается ореол на контрастных границах. Отсюда и возникло название Unsharp Mask (нерезкое маскирование). Обратите внимание на более темную линию на границе со стороны темно серого и более светлую линию на границе со стороны светло серого. Таким образом переход становится более контрастным и визуально это воспринимается как более резкий переход. Сразу хочется отметить, что чрезмерное повышение резкости таким образом возможно до определенных пределов, когда ореолы еще не сильно заметны. Далее же можно говорить об ухудшении качества изображения. Чем более контрастен переход, тем менее заметно искусственное повышение резкости.

Рассмотрим теперь инструмент под названием Clarity (имеется в ACR и соответственно в Lightroom), который тоже переводится как четкость. Это в сущности один из методов повышения резкости, который тоже занимается созданием ореолов на контрастных границах, как и Unsharp Mask, но немного иным образом. Его используют для увеличения или уменьшения объемов в изображении. В его основе лежит метод HiRaLoAm, описанный Дэном Маргулисом, но работает он избирательно, по маске. Clarity использует размытие, похожее на Surface Blur, сохраняя контуры в изображении. Андрей Журавлев утверждает, что алгоритм использует средние пространственные частоты, т.е. задействует среднюю детализацию, оставляя нетронутыми мелкие и крупные детали. Давайте проверим это.

На верхней (первой) строке имеем градиент от черного до почти белого. Во второй строке эта же строка, но размытая (слева наименьшее размытие, справа наибольшее). В третьей строке я наложил вторую строку на первую в режиме Difference и уровнями поднял видимость изменений. Мы видим, что контрастные границы действительно сильнее размыты в правой части.

Теперь применяем ко второй строке фильтр Camera Raw Filter и выставляем Clarity в +100. Результат видим в четвертой строке. Наложим строку 4 на строку 2 в режиме Difference - это строка 5. То же самое сделаем, но с Clarity -100. Результат в строке 6, а режим Difference в последней строке.

Анализируя строку 5 и 7, получаем:

1. Увеличение Clarity работает в средних тонах (света и тени практически не задействуются) и действительно эффект наиболее ярко проявляет себя в средних частотах (левая часть строки 5, яркости выше, чем в правой)

2. Уменьшение Clarity не так ярко выражено, как увеличение, что свидетельствует о том, что алгоритмы различаются. Также задействованы в большей степени средние частоты, но с небольшим сдвигом в область низких частот.

Я упомянул, что Clarity использует метод HiRaLoAm, т.е. с большим радиусом и малым воздействием. В Lightroom даже разделили повышение резкости. Unsharp Mask в Lightroom ограничено радиусом 3 для этих целей. Можно для себя запомнить, что повышение резкости в Lightroom воздействует на мелкие детали, тогда как Clarity воздействует на средние частоты, меняя контрастность изображения.

Обобщая вышесказанное делаем выводы:

1. Регулятор Contrast работает на все изображение целиком при помощи S-образной кривой, затеняющей тени и осветляющей света.

2. Регулятор Clarity работает в средних тонах, создавая ореолы вокруг контрастных границ. При этом наибольшее воздействие приходится на средние тона.

3. Clarity нужно использовать совместно с Contrast, но умеренно. Не рекомендуется использовать Clarity, если планируется глубокая обработка изображения в Photoshop, но можно применить Clarity после всей обработки.

4. Нужно аккуратно применять Clarity совместно с повышением резкости, и следить за ореолами.

5. Clarity вполне подходит для сверхбыстрой ретуши кожи лица, когда необходимо выгладить кожу. Для этого в ACR в свойствах кисти Clarity понижают до нужного уровня.

Резкость определенно является важным показателем качества фотографии и стоит уделять внимание этому при съемке. Но история фотографии знает множество снимков, когда отсутствие резкости наоборот добавляло особую атмосферу в кадр. Ярким примером тому служат фотографии Роберта Капы, сделанные во время высадки десанта на Омаха Бич.

В заключение хочется обсудить тему черно-белой фотографии. С появлением цифры актуальность ч/б снимков нисколько не пропала, но зачастую из цветной фотографии делают ч/б совершенно неуместно. Зачем делают ч/б? Чтобы внести драматизм в сюжет и когда цвет мешает восприятию, отвлекает зрителя. При этом существует распространенная проблема в ч/б снимках - слабый или чрезмерный яркостный контраст. Если при конвертации в ч/б мы избавляемся от цвета, то важно контрастам яркости уделить внимание. Тут же стоит внимательно подойти к использованию Clarity. Неразумно делать едва ли не каждый свой снимок в ч/б, объясняя это своим стилем или еще какими-то причинами. Есть множество сюжетов, где цвет играет важную роль. И на помощь тут приходят контрасты по цвету и насыщенности.

В коммерческой фотографии очень ценятся клиентами контрастные фотографии со сверхдетализацией и чрезмерной насыщенностью. Клиент хочет видеть яркие, сочные краски, даже если в действительности ничего подобного нет. Идя на поводу у клиента важно вовремя остановиться на этапе обработки фотографий и не испортить снимки (и свою репутацию). Важно иметь чувство меры. Это еще одно отличие между профессионалами и дилетантами.

Домашнее задание

1. Попробуйте найти через поиск картинок в Интернете как можно больше фотографий с использованием аналоговой, комплементарной и триадной цветовых схем.

2. Сделайте портрет с использованием комплементарной схемы.

3. Попробуйте отретушировать кожу лица в конвертере кистью с уменьшенной Clarity.

Резкость

© 2012 Vasili-photo.com

Важна ли резкость для хорошей фотографии? И да, и нет. С одной стороны, технически совершенная фотография, как правило, должна быть безусловно резкой. Как бы занимательна она ни была в художественном отношении, нечёткость сюжетно значимых элементов сделает её пригодной лишь для любительского фотоальбома. С другой стороны, если фотография технически совершенна, но лишена художественной или хотя бы протокольной ценности, то она вообще ни для чего непригодна. Иными словами: резкость важна, но думать о ней стоит лишь тогда, когда освещение, композиция и прочие основополагающие аспекты фотографии не вызывают у вас затруднений.

Резкость – один из самых переоцененных фотографических показателей. Целая армия энтузиастов только тем и занимается, что скрупулёзно тестирует объективы и фотоаппараты в различных сочетаниях, сравнивая резкость, получаемую при тех или иных условиях. Силами таких людей создано неисчислимое множество таблиц и компьютерных программ для оценки резкости, но неужели вы покупали камеру, чтобы фотографировать тестовые таблицы? Оставьте тесты фотографам-теоретикам, которые посвящают больше времени веб-форумам, чем непосредственно съёмке.

Получить резкий снимок просто. Для этого нужны лишь аккуратность и регулярная практика. Получить красивый снимок неизмеримо сложнее. Тут понадобится воображение, развить которое не каждый способен. Как писал Энсел Адамс: «Нет ничего хуже, чем резкая фотография с нечёткой идеей». Не стоит беспокоиться по поводу резкости, пока художественная составляющая ваших снимков хромает.

Впрочем, хочется верить, что читатели моего сайта – сознательные фотографы с хорошим художественным вкусом. Весьма вероятно, что ваши снимки красивы и интересны, но их резкость порой оставляет желать лучшего. Последнее, что стоит делать – это обвинять ваше оборудование. Оно обычно не виновато. В подавляющем большинстве случаев нерезкость снимка – результат небрежности фотографа. Современные камеры обладают избыточно высоким разрешением, которое продолжает расти с каждым годом. Большое количество мегапикселей позволяет запечатлеть микроскопические детали сцены, но при этом малейшая нерезкость, незаметная на старых камерах, становится очевидной. Чем выше потенциальное разрешение системы, тем менее она склонна прощать ошибки.

На что же следует обратить внимание, чтобы ваши снимки получались неизменно резкими?

Фокус

Убедитесь, что вы сфокусировались именно туда, куда хотели. Глубина резкости – понятие относительное. Абсолютная резкость возможна только в плоскости фокусировки, которая не толще листа бумаги. Длиннофокусные объективы и съёмка на широко открытой диафрагме ощутимо усугубляют ошибки фокусировки. Обнаружить их несложно: присмотритесь к снимку – нет ли там чего-нибудь более резкого, нежели объект съёмки? Если есть – скорее всего, вы промахнулись.

Наиболее важный объект должен быть наиболее резким – этим вы выделяете его среди менее важных. Если речь идёт о съёмке людей или животных, то безупречно резкими должны быть глаза. Не нос, не уши, а именно глаза. В случае полуоборота фокусируйтесь по ближнему к вам глазу.

Научитесь пользоваться автофокусом. Хоть фокус и автоматический, он всё же нуждается в постоянном контроле фотографа. Да, он может автоматически сфокусироваться в указанной точке, но он не в состоянии самостоятельно определить, где именно находится эта точка, и почему именно она должна быть в фокусе. Самым внимательным образом изучите алгоритм работы автофокуса вашей камеры, найдите его слабые стороны и не требуйте от него невозможного. Прочитайте инструкцию и практикуйтесь до тех пор, пока не останетесь довольны результатом.

Вибрация камеры

Шевелёнка – одна из главных причин нерезкости любительских снимков. Если вы держите камеру в руках, дрожь или тремор предаются камере, что неизменно ведёт к снижению качества изображения. Шевелёнка – явление случайное, стохастическое, и даже использование короткой выдержки не страхует вас от смаза. Даже при 1/500 с вы будете иногда получать нерезкие снимки. Просто это будет происходить очень редко. При длинных выдержках, вроде 1/15 с, шевелёнка будет преследовать вас практически неотступно, хотя и здесь время от времени снимки будут выходить резкими. Иными словами, мы не можем полностью застраховаться от смаза, но мы можем существенно повысить вероятность получения резкого снимка. Вот что вам поможет:

  • Короткая выдержка – это прекрасно, но, к сожалению, возможно только если вы можете открыть диафрагму или поднять ISO без видимого ущерба для будущего кадра.
  • Стабилизатор изображения – замечательное изобретение. Наиболее эффективен при выдержках в диапазоне 1/30-1/60 с. Не забывайте отключать стабилизатор, когда камера покоится на штативе, иначе, охотясь за несуществующей вибрацией, мудрёное устройство может ухудшить изображение.
  • Нажимайте на спуск плавно. Резкое нажатие заставляет камеру дёргаться в самый момент съёмки. Надавите до первого упора, сфокусируйтесь, скомпонуйте кадр, а затем нежно доведите кнопку до второго упора и спустите затвор. Об этом пишут во всех инструкциях, но кто ж читает инструкции?
  • Займите устойчивую позицию, расставьте ноги пошире, уприте локти в корпус, словом – минимизируйте вибрацию. Затвор спускайте на выдохе, как снайпер. Камеру держите по возможности двумя руками. Не стоит без необходимости пользоваться режимом Live View в зеркальных камерах. Когда вы смотрите через оптический видоискатель, опорой для камеры служат не только руки, но и голова.
  • Снимайте больше дублей, благо цифровая камера позволяет вам не экономить плёнку. Включите режим серийной съёмки и снимайте очередями по 3, по 5, по 10 кадров. Чем выше риск шевелёнки, тем длиннее должны быть серии. Из отснятых кадров выберите наиболее резкий, а остальные безжалостно удалите. Пусть теория вероятностей работает на вас.

Подробнее о том, как обращаться с камерой, чтобы снимки получались резкими, читайте в статье «Как держать фотоаппарат».

При съёмке неподвижных объектов в условиях недостаточной освещённости вас может выручить штатив. В умелых руках он позволяет получить бескомпромиссную резкость, но в силу своей громоздкости штатив существенно замедляет процесс съёмки. Далеко не везде его можно поставить, и далеко не всегда вы будете готовы таскать с собою лишнюю тяжесть. Если вы используете штатив, то не забывайте о следующих вещах:

  • Штатив должен быть устойчив. Если штатив установлен в воду, убедитесь, что он не вибрирует под действием потока. Сильный ветер также не добавляет стабильности.
  • Используйте спусковой тросик или, что, на мой взгляд, более удобно, дистанционный спуск затвора. Как запасной вариант хорош таймер для съёмки автопортретов, имеющийся на любой камере.
  • Если конструкция вашей камеры позволяет, включите предварительный подъём зеркала. В противном случае вибрация от хлопка зеркала непосредственно перед спуском затвора может несколько ухудшить чёткость изображения. Этот эффект заметен при выдержках от 1/60 до 1 с и усугубляется при использовании телеобъективов.

Движение объекта

Как бы ни была устойчива ваша камера, её устойчивость совершенно бесполезна при съёмке подвижных объектов. Заморозить движение поможет только короткая выдержка. Именно поэтому при съёмке детей, спортсменов или, что ещё хуже, детей-спортсменов, а также при фотоохоте вам зачастую придётся снимать с максимально открытой диафрагмой и высоким значением ISO. Шумный, но резкий снимок лучше, чем чистый, но смазанный.

Чтобы уменьшить смаз от движения, используйте съёмку с проводкой, а также старайтесь выбирать моменты, когда объект съёмки замедляется или меняет направление движения. Такие мгновения не только обеспечивают более чёткое изображение, но и зачастую являются наиболее интересными и драматичными.

Ещё одна проблема – это потеря фокуса. Автофокус, даже в следящем режиме, не всегда в состоянии угнаться за быстродвижущимся объектом и ещё реже может предугадать внезапные изменения его траектории. Малая глубина резкости на широких диафрагмах только подчёркивает промахи автофокуса.

Любой фоторепортёр посоветует вам не жалеть места на карте памяти и снимать столько дублей, сколько успеете. Серийная съёмка придумана именно для таких случаев. Если ради одного удачного кадра вам придётся сделать сотню неудачных, кого это волнует? Значение имеет лишь конечный результат.

Диафрагма

Для каждого объектива существует некое оптимальное значение диафрагмы, при котором он обеспечивает наилучшую резкость. Такое значение ещё называют «зоной наилучшего восприятия». Определите самую резкую для вашего объектива диафрагму, и используйте для тех снимков, в которых глубина резкости не имеет принципиального значения. Если вам лень экспериментировать, установите диафрагму на f/8, что для большинства объективов недалеко от идеала.

Даже хорошие объективы несколько мылят при полностью открытой диафрагме, что особенно заметно в углах кадра. Причина в том, что свет в данном случае собирается практически со всей поверхности линз объектива, которые чем дальше от центра, тем сильнее склонны искажать картинку. Прикройте диафрагму на одну ступень и резкость заметно возрастёт. Ещё одна ступень улучшит изображение в большей степени по углам, чем по центру. Обычно где-то здесь, примерно за две ступени от максимального относительного отверстия (т.е. от минимального диафрагменного числа) и лежит «зона наилучшего восприятия».

Бездумное зажимание диафрагмы до предельных значений вроде f/22 или даже f/36 существенно ухудшает резкость изображения вследствие дифракции. Никогда не стоит использовать значения диафрагмы больше f/11, если это не продиктовано очевидной необходимостью расширить ГРИП.

Грязь и конденсат

Держите переднюю линзу объектива чистой. Впрочем, здесь вреден фанатизм. Пылинки и даже отдельные незначительные царапины никак не влияют на резкость. Другое дело отпечатки пальцев, пятна от высохших капель воды и заметная невооружённым глазом грязь. Всего этого лучше вообще не допускать, а уж если допустили, то потрудитесь привести объектив в надлежащий вид. Делать это нужно умеючи, и если вы себе не слишком доверяете, обратитесь к специалисту.

При резком изменении температуры объектив может запотеть. Это сложно не заметить. Скорее всего, вы попросту не сможете ничего разглядеть в видоискатель, кроме белесого тумана. Не стоит вытирать конденсат – этим вы только ухудшите ситуацию. Лучше дождаться пока он высохнет самостоятельно и впредь постараться избегать подобных ситуаций.

Воздух

Воздух далеко не так прозрачен, как может показаться. На близких дистанциях этим можно пренебречь, за исключением, конечно, случаев сильной задымлённости, тумана, снегопада и тому подобных вещей. Однако если вы используете телеобъектив для съёмки какой-нибудь удалённой сцены, атмосфера будет существенным образом влиять на результат, окрашивая предметы в голубой цвет и снижая контраст. Ранним утром в ясную погоду видимость может быть превосходной. В остальных же случаях, коих большинство, пыль, дымка, дрожание нагретого воздуха беззастенчиво крадут резкость.

Фильтры

Иногда фильтры необходимы, но в тех случаях, когда без них можно обойтись, а таких случаев большинство, постарайтесь обойтись без фильтров.

Качественный защитный фильтр не влияет заметным образом на резкость, и в принципе, вы можете носить его на объективе постоянно, если боитесь за сохранность передней линзы. Однако не забывайте, что в контровом свете даже хороший фильтр будет усугублять блики.

Никогда без крайней на то необходимости не следует применять более одного фильтра одновременно. Каждый фильтр это две дополнительные границы воздух-стекло не предусмотренные производителем объектива. Каждая такая граница, переотражающая световые лучи, означает потенциальные блики, снижение контраста и светопропускающей способности объектива. Наличие яркого источника света в кадре многократно усиливает эти явления.

Дефекты оборудования

Если всё вышеизложенное не явилось для вас новостью, а снимки, тем не менее, получаются нерезкими, возможно, ваше фотооборудование всё-таки не оправдывает оказанного ему высокого доверия.

К сожалению, заводской брак – не такое уж редкое явление. В сущности именно не слишком фанатичный контроль качества позволяет сохранять цены на японские фотоаппараты приемлемыми для широкого круга фотографов. Кроме того, в русскоязычные страны в целом поставляются не самые качественные партии, а официальный сервис даже если и присутствует, то далеко не всегда в состоянии справиться со своими прямыми обязанностями по ремонту и обслуживанию фототехники.

Наиболее частые дефекты системы фокусировки – это фронт- и бэк-фокус. В случае фронт-фокуса объектив наводится ближе, чем нужно, а при бэк-фокусе – дальше. Обычно виноват объектив, но бывает, что и камера не идеальна. Как правило, сдвиг фокуса невелик, и может быть исправлен юстировкой объектива. Некоторые камеры позволяют вводить поправку автофокуса непосредственно через меню. Это весьма удобно, и может избавить вас от похода в сервисный центр, который, кстати, не в каждом городе и даже не в каждой стране имеется.

Однако прежде чем ставить окончательный диагноз, убедитесь наверняка, что проблема всё-таки в фотоаппарате, а не в вас. Системная ошибка автофокуса проявляется регулярно, а не время от времени. Не слишком доверяйте съёмке наклонных тестовых линеек. Если вы собираетесь использовать оборудование в реальной жизни, то и тестировать его следует в условиях, максимально близких к реальности.

Лучший выход таков: тщательно проверяйте всё оборудование при покупке и по возможности пользуйтесь услугами только тех поставщиков, которые гарантируют полный возврат денег, в случае если вы окажетесь недовольны приобретением.

Когда ничего не помогает

Вы всё ещё недовольны резкостью ваших снимков? А не слишком ли многого вы хотите?

Цифровая камера в принципе не способна обеспечить абсолютную резкость. Большинство фотосенсоров снабжены специальным сглаживающим фильтром, который слегка размывает изображение, чтобы любая точка исходной сцены во всех случаях оказалась воспринята более чем одним фотодиодом. Это называется антиалиасинг (antialiasing) или сглаживание и необходимо для предотвращения муара (moiré) – полосатых артефактов, которые могут возникнуть при фотографировании тканей и других предметов, обладающих периодической, повторяющейся структурой.

Использование в конструкции большинства фотоаппаратов фильтра Байера также не добавляет резкости. Каждый фотодиод матрицы с байеровским фильтром отвечает лишь за один из трёх цветов (красный, зелёный или синий), а полноценное изображение, в котором каждый пиксель содержит информацию обо всех трёх цветах, формируется в результате интерполяции, алгоритмы которой весьма хитроумны, но всё же не всемогущи.

Объективы также далеки от идеала. Красивые MTF-кривые отнюдь не гарантируют безусловную резкость. На самом деле кривые лишь помогают нам приблизительно сравнивать объективы друг с другом, учитывая лишь их частотно-контрастные характеристики.

Следует помнить, что звеняще-резкие изображения всегда получаются путём искусственного повышения резкости средствами либо самой камеры, либо графического редактора. Уменьшение разрешения многомегапиксельной картинки также визуально улучшает её чёткость.

Практически все объективы резки по центру, особенно, будучи задиафрагмированы на одну-две ступени. Большинство объективов мылит по краям, если диафрагма широко открыта, но это не имеет совершенно никакого значения. Никто не станет снимать на большой диафрагме при ярком свете, а в сумерках или в помещении, когда вы бываете вынуждены открыть диафрагму, углы кадра вас мало беспокоят, так как они обычно темны и не содержат важных деталей. Если же вы открываете диафрагму на свету, то, скорее всего, вам нужна малая глубина резкости и, стало быть, нерезкость по краям вам только на руку, поскольку помогает лучше выделить объект съёмки. И наконец, хороший фотограф всегда старается избегать резких, контрастных объектов по периферии кадра, так как они отвлекают внимание от сюжетного центра.

Не думайте о резкости сверх меры. Вы рискуете потерять сон, покой и аппетит безо всякой за то награды.

Как всё-таки проверить резкость?

Если вы склонны к дотошному изучению ваших фотографий на предмет резкости, сперва убедитесь, что делаете это правильно. Что значит правильно? А вот что:

  • Всегда рассматривайте снимки на стопроцентном увеличении. Любой масштаб отличный от 100 % генерируется на основе исходного изображения с использованием алгоритмов передискретизации, которые не всегда хороши, и что хуже всего, отличаются у различных программ, которые вы можете использовать для просмотра. Допустимо увеличить изображение до 200 или даже 300 %, но только при условии, что вы используете интерполяцию методом ближайшего соседа (она же – ступенчатая интерполяция). Если программа не позволяет выбрать данный алгоритм – остановитесь на 100 %.
  • Используйте родное разрешение монитора. Только оно обеспечивает попиксельную резкость. Уменьшив разрешение, вы, может быть, и сделаете картинку крупнее, но при этом неизбежно размоете её в той или иной степени.
  • VGA кабель, соединяющий монитор с видеокартой, в силу своей аналоговой природы может вносить искажения в передаваемую по нему информацию. Не забудьте синхронизировать монитор с сигналом видеокарты, благо на большинстве мониторов это можно сделать автоматически. Ещё более прогрессивным решением будет использование цифрового DVI соединения.
Если ваш монитор настроен корректно, каждый пиксель этого изображения должен быть отчётливо различим. Наличие полос недопустимо.

Что касается проверки фотооборудования, то я настоятельно не рекомендую использовать тестовые таблицы. Ни один объектив, за исключением разве что макрообъективов, не проектируется для фотографирования плоских поверхностей. Наш мир как минимум трёхмерен. Когда вы снимаете плоские таблицы, кривизна поля изображения не позволяет обеспечить равномерную резкость одновременно по центру и по краям кадра, т.к. центр и края находятся от вас на разном расстоянии. Это особенно наглядно при малой глубине резкости. Вы рискуете разочароваться в объективе, который, быть может, показал бы себя с лучшей стороны при съёмке реальных, объёмных сцен.

Испытывая объектив, снимайте удалённые предметы таким образом, чтобы фокус приходился на бесконечность. Этим вы обеспечите максимально равномерную резкость по всему кадру, даже на больших диафрагмах. Лучше всего снимать деревья и прочие природные объекты, устроенные по принципу фрактала, т.е. части которых повторяют единое целое. Вам нужен одинаковый уровень детализации при любом увеличении. Рукотворные объекты, особенно примитивные тестовые таблицы, не обладают подобным свойством.

Охотясь за фронт- или бэк-фокусом, не забывайте, что для многих объективов характерны определённые компромиссы. К примеру, у зум-объектива может наблюдаться небольшой бэк-фокус в телеположении и столь же небольшой фронт-фокус в широкоугольном положении. Точность фокуса может различаться также в зависимости от дистанции фокусировки. Если эти погрешности невелики и фокус попадает в зону ГРИП, то у вас не должно быть причин для беспокойства. В любом случае, верить нужно в первую очередь результатам реальной съёмки.

У одного и того же объектива резкость может плавать в зависимости от дистанции фокусировки, а у зум-объективов ещё и в зависимости от фокусного расстояния. Это нормально – чем универсальнее объектив, тем больше компромиссных решений использовано при его проектировании.

Нужно отличать дефекты фотооборудования от конструктивных особенностей. Для любого объектива можно подобрать условия, при которых он проявит себя не с лучшей стороны. Это не брак. Просто вы вышли за пределы возможностей вашей аппаратуры. Теперь вы знаете, чего с ней делать не следует, какие значения диафрагмы, фокусные расстояния и прочие параметры хороши, а какие не очень. Извлечь максимум пользы из этих сведений – возможность, которой совестно пренебрегать.

Спасибо за внимание!

Василий А.

Post scriptum

Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект, внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.

Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.

Желаю удачи!


  Дата публикации: 19.09.2012

Вернуться к разделу "Технические аспекты фотографии"

Перейти к полному списку статей


Какой смысл настраивать «резкость» на мониторе?

Первоначальный вопрос: откуда именно берется степень свободы регулировки резкости?

Резкость напрямую связана с типом сигнала и контентом, который вы просматриваете. Фильмы обычно выглядят лучше, когда резкость понижена, а пикселям разрешено немного размыться. С другой стороны, дисплей компьютера хотел бы иметь высокую четкость для четкого текста и четких изображений. Видеоигры являются еще одним примером, где более высокая четкость лучше. Телевизионные сигналы низкого качества также можно улучшить с помощью элементов управления резкостью.

Поскольку мониторы можно использовать для отображения экрана компьютера, фильма или практически любого видеоисточника, четкость все еще является полезной настройкой.

https://www.crutchfield.com/S-biPv1sIlyXG/learn/learningcenter/home/tv_signalquality.html

РЕДАКТИРОВАТЬ: OP указал в комментариях, что это не отвечает на вопрос.

ОП: Где в проблеме есть место для каких-либо настроек? Например, если я скажу вам x = 1 и y = 2, а затем скажу «о, и я хочу x - y = 3». Это не имеет смысла.

Процесс преобразования живого изображения / видео в электрические аналоговые / цифровые сигналы, передачи по некоторой среде и воссоздания этого изображения на устройстве отображения НИКОГДА не является процессом 1: 1.

Шум сигнала, потери на сжатие, различия в изготовлении и оборудовании, тип кабеля / сигнала и другие факторы играют важную роль. Все настройки на мониторе предназначены для совместной работы, чтобы предоставить конечному пользователю высочайшее качество просмотра - в соответствии с конечным пользователем. Интерпретация полностью субъективна.

ОП: Этот ответ не отвечает на вопрос о том, почему зритель регулирует резкость, когда это уже определено создателем контента (будь то Спилберг или Excel).

Если мы должны следовать этой логике, то зачем мониторам нужны какие-либо настройки? Ответ в том, что то, что мы видим на экране, не на 100% точно отражает исходные данные.

4.8. Повысить резкость (нерезкая маска)

4.8.1. Общая информация

Рисунок 17.38. Пример применения фильтра «Повысить резкость»

Большинство оцифрованных изображений и несфокусированные фотографии нуждаются в правке резкости. Это происходит из-за того, что процесс оцифровки преобразует аналоговую цветную шкалу в точки с слегка отличающимися цветами: элементы меньше чем частота выборки усредняются в однотонный цвет. Так, чёткие края становятся размытыми. То же происходит при распечатке цветных пятен на бумаге.

Фильтр «Повысить резкость» (старое название — «Нерезкая маска») повышает резкость краёв элементов без увеличения шума или привнесения дефектов. Это король фильтров резкости.

Подсказка

Некоторые устройства, как цифровые аппараты или сканеры, позволяют повысить резкость изображений. Мы советуем отключить такую функцию и использовать фильтры GIMP. Таким образом у вас будет полный контроль над резкостью изображений.

Чтобы предотвратить искажение цвета при увеличении резкости, разберите изображение на HSV ( Разобрать ) и работайте только над яркостью. Используйте команду → → . Убедитесь, что параметр Разобрать на слои выбран. Фильтр «Разобрать» создаст три серых слоя: Тон, Насыщенность и Яркость. Чтобы не путаться, можно закрыть исходное изображение. Выделите слой яркости и повысьте в нём резкость. Затем соберите изображение в HSV (команда → → ). Таким образом получится искомое изображение, но с большей резкостью компонента яркости.

4.8.2. Активация фильтра

Этот фильтр находится в меню → → .

4.8.3. Параметры

Рисунок 17.39. Параметры фильтра «Повысить резкость»


Просмотр

Если выбран, окно просмотра обновляется по мере изменения параметров. Полосы прокрутки позволяют двигаться по всему изображению.

Радиус

Радиус : ползунок и поля ввода определяют, над сколькими точками по обе стороны края будет работать фильтр (0.1-120). Изображения с высоким разрешением позволяют радиус побольше. Всегда лучше повышать резкость изображения в его конечном разрешении.

Количество

Количество: ползунок и поля ввода определяют силу резкости (0.00-5.00).

Порог

Ползунок и поля ввода определяют минимальную разницу значений точек для поиска края (0-255). Таким образом можно предохранить области плавного перехода цвета от повышения резкости и предотвратить создание изъянов на лице, небе или поверхности воды.

Clipping

Итоговый результат применения этого фильтра может оказаться больше исходного изображения. С параметром по умолчанию С полями размер слоя будет при необходимости автоматически изменён во время применения фильтра. С параметром Без полей итоговый результат будет обрезан по границам слоя.

4.8.4. Как работает нерезкая маска?

Использование нерезкой маски для увеличения резкости может показаться странным. Объяснение следующее.

Представьте себе изображение с контрастом в какой-то области. Кривая интенсивности пикселей на линии, проходящей через эту область, покажет резкий скачок в интенсивности: как ступенька при абсолютном контрасте (синяя), или покато при некоторой размытости (жёлтая).

Допустим, у нас есть исходное изображение с размывом (чёрная кривая), в котором нужно увеличить резкость. Мы размываем ещё больше: изменение интенсивности станет более плавным (зелёная кривая).

Теперь давайте рассчитаем разницу между интенсивностью размытости (зелёная кривая) и интенсивностью исходного изображения (чёрная кривая) и вычтем её из интенсивности исходного изображения (чёрная кривая). Мы получаем красную кривую, являющуюся более крутой: контраст и резкость увеличены. Что и требовалось доказать.

Нерезкая маска была впервые применена в серебряной фотографии. Фотограф сначала создаёт контактом копию негатива на плёнке, разделяя из тонким стеклом. Это создаёт размытую копию из-за рассеивания света. Затем он кладёт обе плёнки в увеличитель, чтобы отпечатать на бумаге. Тёмные области размытой плёнки напротив прозрачных областей негатива не дадут свету пройти и поэтому он вычитается из света, прошедшему через начальную плёнку.

В цифровой фотографии, с GIMP, вы проделаете следующие шаги:

  1. Откройте изображение в создайте его копию с помощью меню →

  2. В копии, сдублируйте слой с помощью меню → , затем примените фильтр → к сдублированному слою с параметром IIR и радиусом 5.

  3. В диалоге слоёв дублированного изображения, установите режим на «Вычитание» и в контекстном меню (щелчок ПКМ) выберите«Объединить с предыдущим».

  4. Передвиньте этот единственный слой в изображение. Там он появится как новый слой.

  5. Установите режим этого слоя на «Сложение».

Результат готов. Дополнение Нерезкая маска делает то же самое.

В начале кривой вы можете видеть углубление. Если размывание важно, то углубление глубоко; результат вычитания может быть отрицательным, и полоса дополнительного цвета покажется вместе с контастом, или чёрное гало вокруг звёзды на светлом фоне облака (Эффект чёрного глаза).

Рисунок 17.40. Эффект чёрного глаза


Что такое резкость. Контурная резкость в Фотошоп

Усиление резкости – это улучшение качества очертания, то есть повышение четкости краев деталей изображения. Когда речь идет о цифровой фотографии, этот эффект достигается путем усиления контраста между смежными пикселями разного цветового тона. Светлые становятся светлее, а темные – темнее.

Это не компенсирует плохую фокусировку при съемке. Сильно размытое изображение редактор не исправит.

Внимание! Не увлекайтесь. Чрезмерное усиление контурной резкости в фотошопе может привести к появлению артефактов, ореолов и излишней детализации. Это хорошо показано в видео внизу страницы.

Знакомство с фильтром Контурная резкость

Будем работать с картинкой в фильтре Контурная резкость. Он в большей степени действует на границы объектов, меньше затрагивая мелкие детали.

Как всегда, первым шагом дублируем слой.

Идем: Фильтр → Усиление резкости → Контурная резкость. Всплывает окно, в котором видим окно просмотра и три шкалы.

Значения параметров

Результата добиваемся перетягиванием ползунков. Если вы знаете, на какую величину необходимо увеличить значение, можно ввести число в окошко. Если сразу нажать Enter, фильтр моментально применится и окно настроек закроется. Поэтому сначала надо установить все настройки.

  1. Эффект – это сила воздействия на изображение, величина резкости. Чем большее значение, тем светлее становятся светлые пиксели и темнее темные.
  2. Радиус отвечает за ширину изменяемых участков вдоль контура. Мы уже говорили, что контурная резкость достигается путем осветления светлых пикселей и затемнения темных, расположенных по границе контрастных оттенков. Чем выше значение радиуса, тем дальше от границы будут затемняться/осветляться пиксели. Чем меньше это значение, тем более четкими будут границы.
  3. Изогелия определяет, какие элементы должны подвергаться действию фильтра. То есть, насколько контрастными должны быть границы, чтобы к ним применился фильтр, и будут ли подвергаться изменениям мелкие детали. Увеличивая изогелию, мы снижаем цифровой шум, который появляется при усилении резкости, а так же исключаем действие фильтра на мелкие детали.

Работа с контурной резкостью

Подбираются настройки экспериментально. Советуем сразу установить максимальное значение Эффекта – перетянуть ползунок вправо до упора. Так лучше будут видны действия двух других значений.

Ползунки Радиус и Изогелия ставим на минимум – переводим до упора влево.

Начинаем потихоньку увеличивать радиус, наблюдая за изменениями. Подбираем такое значение, чтобы изображение стало четким. Если проявились нежелательные мелкие детали, увеличиваем изогелию. Это устранит артефакты.

Последним этапом снижаем эффект, подбирая величину, которая устраивает.

Так как все настройки производятся «на глаз», результат во многом зависит от опыта. Можно только примерно ориентироваться на то, что величина эффекта может быть значительной, а другие два параметра – невысокими. . Мы установили такие параметры:

Закрепляем работу кнопкой ОК или нажатием Enter.

Окно просмотра

Здесь можно наблюдать воздействие фильтра на изображение. Если поставить галочку в чекбоксе Просмотр, то изменения можно наблюдать и на самой картинке в рабочей области редактора.

По умолчанию в окошке стоит масштаб 100%. Его можно увеличить или уменьшить нажатием на значки «+» и «-» соответственно. Изменения происходят шагами по 100%. Увеличивает до 800%, уменьшает до 52%.

Так же действуют способы изменения масштаба, как и при общем масштабировании в Фотошоп инструментом Масштаб:

  1. Зажимаем клавишу Ctrl, курсор принимает вид лупы со знаком «+» . Не отпуская Ctrl, щелкаем по окну просмотра – масштаб увеличится на единицу, равную 100%. Те же действия с зажатой клавишей Alt работают на уменьшение.
  2. С зажатой клавишей Ctrl проведите курсором по диагонали участка, который хотите приблизить, и этот участок увеличится до размеров окна.

Навигация по окну просмотра

Обратите внимание: как только открылось окно настроек контурной резкости, в панели инструментов сразу становится активным инструмент Рука.

Подведите курсор в окно просмотра – он примет вид руки. Зажмите мышкой и двигайте по окошку, чтобы просмотреть детали. При перемещении, пока не отпустите мышку, действия фильтра не отображаются – картинка видна без усиления резкости.

Результат:

учебных пособий - резкость

Резкость описывает четкость деталей на фотографии и может быть ценным творческим инструментом для выделения текстуры. Правильная фотографическая техника и техника постобработки могут иметь большое значение для улучшения резкости, хотя резкость в конечном итоге ограничивается вашим фотоаппаратом, увеличением изображения и расстоянием просмотра. На воспринимаемую резкость изображения влияют два основных фактора: разрешение и резкость.

Acutance описывает, как быстро информация об изображении передается по краям, и такая высокая четкость приводит к резким переходам и деталям с четко определенными границами.

Разрешение описывает способность камеры различать близко расположенные элементы деталей, такие как два набора линий, показанные выше.

Для цифровых камер разрешение ограничено вашим цифровым датчиком, тогда как резкость зависит как от качества вашего объектива, так и от типа постобработки. Резкость - это единственный аспект резкости, который все еще находится под вашим контролем после того, как был сделан снимок, поэтому резкость - это то, что улучшается при цифровом увеличении резкости изображения (см. Повышение резкости с использованием «маски нерезкости»).

СРАВНЕНИЕ

Фотографии требуют высокой резкости и разрешения, чтобы они воспринимались как критически резкие. Следующий пример призван дать вам почувствовать, как каждый из них влияет на ваше изображение:

Резкость: высокая, разрешение: низкое Резкость: низкая, разрешение: высокая Резкость: высокая, разрешение: высокое

СВОЙСТВА РЕЗКОСТИ

Резкость также зависит от других факторов, которые влияют на наше восприятие разрешения и резкости. Шум изображения (или зернистость пленки) обычно вреден для изображения, однако небольшие количества действительно могут увеличить резкость.Рассмотрим следующий пример:

Хотя оба изображения не были усилены, изображение слева выглядит более мягким и менее детальным. Шум на изображении может быть как очень мелким, так и очень резким, заставляя глаз думать, что присутствуют резкие детали.

Резкость также зависит от расстояния просмотра. Изображения, которые предназначены для просмотра издалека, такие как плакаты или рекламные щиты, могут иметь гораздо более низкое разрешение, чем репродукции изобразительного искусства в галерее, но, тем не менее, оба изображения могут восприниматься как резкие из-за расстояния просмотра.Помните об этом свойстве при повышении резкости изображения, поскольку оптимальный тип повышения резкости не обязательно будет лучше всего смотреться на экране.

На резкость также существенно влияет техника камеры. Даже небольшое дрожание камеры может резко снизить резкость изображения. Правильная выдержка, использование прочного штатива камеры и фиксация зеркала также могут существенно повлиять на резкость ваших отпечатков.

Как улучшить резкость в фотографии

Резкость в фотографии - довольно спорная тема, потому что она включает в себя оборудование, программное обеспечение и элементы, основанные на технике.Вот почему мы создали это руководство по резкости фотографий, чтобы объяснить вещи простым и понятным языком.

Мы начнем с определения , что является резкостью в фотографии , а позже мы рассмотрим , какие факторы влияют на резкость в фотографии , чтобы ваши изображения выглядели четкими и достойными печати!

Я обещаю, что все не будет слишком техническим, и не забываю, что запечатлеть момент иногда имеет такое же значение, как, если не больше, резкость изображения !

Кроме того, как только вы поймете , что такое резкость в фотографии , я настоятельно рекомендую проверить нашу статью с 30 лучших советов по созданию резких фотографий , поскольку помимо резкости в разрешении фотографии вам также понадобится лучшие методы захвата большего количества деталей на ваших изображениях.

Итак, без лишних слов, давайте исследуем , что такое резкость фотографии !

ПОЛУЧИТЕ БЕСПЛАТНУЮ ЭЛЕКТРОННУЮ КНИГУ НА
ИЗУЧИТЕ ОСНОВЫ ФОТОГРАФИИ

20 УРОКОВ И 80+ СТРАНИЦ С ПРИМЕРАМИ, ИНФОРМАЦИЕЙ, СОВЕТАМИ И ДРУГИМ!

Что такое резкость в фотографии?

Вот базовое определение резкости в фотографии : резкость - это то, насколько четко детали передаются на фотографии.

Вот и все! На резкость влияет разрешение камеры, резкость объектива и многое другое.Но резкость изображения - это просто вопрос деталей на окончательной фотографии.

Четкое изображение выглядит четким как в фокусе, так и в контрасте

Какие факторы влияют на резкость в фотографии?

Понимание резкости в цифровой фотографии включает в себя широкий спектр факторов, каждый из которых можно контролировать в той или иной степени. Резкость, разрешение сенсора камеры и некоторые основы фотографии , такие как диафрагма , ISO и выдержка - вот лишь некоторые из настроек, которые нам нужно будет обсудить.

Я разобью каждый из основных факторов, влияющих на резкость фотографии , в простой для понимания манере. Начнем с резкости и разрешения камеры, - основных факторов, влияющих на восприятие резкости изображения.

Резкость и резкость фотографии

Понимание резкости и резкости изображения в фотографии важно, потому что они взаимосвязаны, но не совсем одно и то же.

Острота - это субъективное восприятие. Когда резкие переходы (или резкие края) в изображении улучшаются, создается ощущение, что изображение кажется более резким. Более размытые границы между краями создают впечатление более мягкого изображения.

Разделение цветов слева выглядит четким из-за высокой резкости, в то время как изображение с низкой резкостью справа показывает мягкие края без четкой четкости.

Резкость и восприятие резкости можно улучшить после обработки изображения.

Разрешение камеры и резкость изображения

Разрешение камеры и резкость изображения также связаны друг с другом. Разрешение включает количество деталей в изображении и, следовательно, то, насколько оно может быть резким.

Разрешение измеряется в мегапикселях . Как правило, чем больше пикселей, тем больше деталей вы видите (учитывая тот же размер сенсора, качество объектива и настройки).

То же изображение, но с изменением разрешения с меньшего количества мегапикселей на большее

Часто, особенно когда мы говорим о фотографии со смартфона, мы полагаемся на мегапиксели камеры, чтобы определить, что лучше всего с точки зрения резкости.Однако это неверно, поскольку размер пикселей и другие факторы влияют на резкость, , как мы увидим ниже.

Другие факторы, влияющие на восприятие резкости изображения

Чтобы понимать резкость в фотографии, вам необходимо знать дополнительные факторов, которые влияют на резкость и качество изображения , то есть все другие составляющие, влияющие на резкость и разрешение.

Размер сенсора камеры

Размер сенсора камеры является одним из ключевых элементов , влияющих на резкость изображения .Сенсоры большего размера обычно связаны с большей детализацией и качеством изображения, поскольку они могут предложить не только большее количество пикселей (и более высокое разрешение ), но также более крупных и эффективных пикселей для захвата света . Это очень важно при съемке при слабом освещении, как на фотографии «Северное сияние» .

Снимок северного сияния, сделанный камерой Canon начального уровня APS-C (слева) и полнокадровой камерой Nikon (справа).Полнокадровое изображение демонстрирует большую резкость и детализацию.

Датчики камеры большего размера также предлагают более широкий угол обзора , а также большую глубину резкости , что приведет к увеличению области изображения , которое будет резким и сфокусированным .

На размер сенсора камеры и резкость изображения влияет еще больше факторов, о которых вы можете узнать в нашем руководстве по размеру сенсора камеры в фотографии .

Фокус

Фокус и резкость - это наиболее ассоциируемые термины, поскольку расфокусированное изображение имеет низкую резкость и, как следствие, отсутствие резкости в изображении или части изображения.

Расфокусированное изображение с низкой резкостью (слева) по сравнению с изображением, полученным с высокой резкостью и резким фокусом (справа)

Ошибки фокусировки , связанные с недостаточной резкостью обычно связаны либо с камерой (дефектный дизайн, условия низкой освещенности и т. Д.)) или несоблюдение правильных методов фокусировки (например, выбор режима автофокусировки и области автофокусировки в соответствии с объектом, проверка фокусировки после сложной техники «фокусировки и изменения композиции» и т. д.)

Другой фактор - размытость изображения, которую мы сейчас рассмотрим.

Выдержка и размытие при движении

Резкость и скорость затвора полностью связаны из-за движения, исходящего либо от нашей камеры, либо от объекта, который мы снимаем.

Когда мы используем выдержку на длиннее той, которую мы должны использовать, или когда наша камера трясется из-за того, что мы снимаем с рук, ветрено или по какой-либо другой причине, наше изображение будет страдать размытостью движения , с последующей потерей резкости .


Длинная выдержка может создать размытость при движении и ухудшить восприятие резкости на фотографии, как на левом изображении.

Вы можете увидеть все, что вызывает размытость изображения, и советы, как этого избежать, в нашем руководстве по созданию резких фотографий .

Диафрагма и глубина резкости

Диафрагма и резкость изображения тесно связаны.

  • Широкая диафрагма и резкость : Когда мы используем широкую диафрагму, глубина резкости резко уменьшается.Это означает, что только очень маленькая область нашего изображения будет приемлемо резкой . В определенных жанрах, таких как портрет или фотография дикой природы, где мы хотим изолировать объект, нас может заинтересовать небольшая глубина резкости. Однако имейте в виду, что при использовании большой диафрагмы снизит резкость на большей части изображения. Конечно, резкость всего изображения не всегда является правильным решением; это полностью зависит от ваших художественных целей.

В данном случае я использовал широкую диафрагму (f / 6.3) для создания расфокусированного переднего плана и фона, чтобы направить взгляд зрителя на объект.

  • Очень узкая диафрагма и резкость : Если мы перейдем к другой крайности, использование очень узкой диафрагмы (обычно выше f / 16) означает большую глубину резкости, но восприятие резкости уменьшится на из-за оптическое явление дифракции . Диафрагма , обеспечивающая максимальную резкость. обычно находится в районе так называемого «золотого пятна» объектива.Эта диафрагма варьируется в зависимости от объектива, но обычно ее можно найти, открыв 2–3 ступени света от самой широкой диафрагмы вашего объектива.

В этом примере я установил узкую диафрагму (f / 11), чтобы запечатлеть весь пейзаж в фокусе

Дополнительную информацию можно найти в нашем руководстве по диафрагме и в руководстве по основам фотографии в формате PDF .

Цифровой шум и ISO

Настройка ISO также повлияет на цифровой шум и резкость .Когда вы используете высокий ISO, такой как, например, в фотографии Млечный Путь , цифровой шум увеличивается, поскольку датчик камеры искусственно усиливает сигнал (свет) или когда он перегревается после съемки с длинной выдержкой .

Цифровой шум влияет на резкость изображения, особенно при использовании высоких значений ISO

Цифровой шум от при высоком ISO может повлиять на резкость изображения . Применение лучших методов для предотвращения цифрового шума имеет решающее значение, когда вы хотите добиться высочайшего качества фотографий, особенно при ночной съемке.Вы можете найти более подробную информацию в нашем руководстве по цифровому шуму в фотографии .

качество линз

Объективы вашей камеры и резкость также являются важными факторами в понимании резкости фотографии . Если выбранный вами объектив не обладает достаточной разрешающей способностью, ваше окончательное изображение может выглядеть не таким резким, как могло бы, и вы не сможете максимально эффективно использовать мегапиксели камеры.

Линзы

Basic подходят для большинства обычных пользователей. Однако они часто не очень резкие из-за худшего оптического качества.

Например, сочетание объектива из базового комплекта с датчиком 24 МП может дать вам половину воспринимаемого разрешения настоящего изображения 24 МП. Следовательно, имеют значение не только резкость объектива и количество мегапикселей , но и резкость объектива . Оба имеют решающее значение, когда говорят о резкости в фотографии .

Качество линз - основа резкости изображения

Использование объектива более высокого качества и получение одного и того же изображения может существенно отличаться по резкости.Вы можете четко увидеть эту разницу, если переключитесь на лучший объектив и снимаете той же камерой.

Использование фильтров объектива камеры или съемка за любым другим типом стекла также повлияет на резкость окончательного изображения .

Методы постобработки

Методы постобработки могут улучшить резкость изображения .

С одной стороны, любая базовая программа редактирования, такая как Lightroom или Photoshop, позволяет использовать различные методы повышения резкости фотографий для увеличения воспринимаемой резкости.С помощью этих программ мы можем увеличить детализацию, улучшив края или переходы с более резким контрастом между элементами фотографии (резкость) или устраняя цифровой шум. Однако классическое программное обеспечение несколько ограничено, если вы хотите применить более сложные методы. Если вам нужен лучший результат в вашем повышении резкости изображения , я рекомендую следующие плагины:


Изображение низкой четкости с нечеткими деталями (слева) по сравнению с изображением высокой четкости с более резкими деталями после повышения резкости изображения при постобработке

Результат после применения правильных методов программного повышения резкости дает четкое изображение, несмотря на отсутствие реального увеличения разрешения.Если вам нужно увеличить разрешение изображения при улучшении резкости, я рекомендую Gigapixel AI .

Однако увеличение разрешения и, следовательно, мегапикселей и размера фотографии не всегда необходимо. Во многих случаях удобнее работать с файлами меньшего размера, например, когда вы загружаете изображения на веб-сайт или в социальные сети (платформа выполняет сжатие). В этом случае я рекомендую увеличить резкость, , поскольку изображения теряют резкость после сжатия.

Расстояние обзора

Расстояние просмотра и резкость фотографии взаимосвязаны, и очень легко понять, как они работают.

Короче говоря, изображения, которые будут видны издалека, такие как рекламные щиты, потребуют более низкого разрешения по сравнению с такими же изображениями, если они будут видны вблизи. Восприятие резкости не уменьшается, даже если изображение имеет более низкое разрешение, поскольку оно видно с гораздо большего расстояния. С другой стороны, принт для художественной галереи, даже если он небольшой, требует более высокого разрешения, так как он будет виден вблизи.

Для получения качественной печати важно иметь файл с разрешением, достаточным в соответствии с размером отпечатка. Если вам нужно увеличить изображения, я настоятельно рекомендую инструмент под названием Gigapixel AI , который позволяет вам масштабировать изображения без ущерба для качества. Вы можете посмотреть здесь мой обзор и учебник о том, как увеличивать изображения с помощью Gigapixel AI .

Чем больше расстояние просмотра, тем ниже будет разрешение изображения (при том же размере печати)

В соответствии с этим можно сказать, что восприятие резкости увеличивается с увеличением расстояния просмотра изображения .Как видите, резкость в фотографии намного сложнее, чем просто смотреть на количество мегапикселей.

Резкость в фотографии F.A.Q

Прежде чем мы подведем итоги, давайте ответим на несколько основных часто задаваемых вопросов о резкости в фотографии !

Заключение

Надеюсь, что это руководство по резкости в цифровой фотографии расширило ваше понимание того, как работает резкость изображения .

Как видите, большинство факторов, влияющих на резкость в фотографии , связаны с настройкой прямо в камере.

Тонкая настройка резкости вашего изображения и восприятия резкости с некоторыми незначительными корректировками резкости в Lightroom и Photoshop является фундаментальным шагом. Однако главное - получить резкое изображение прямо из камеры, избегая размытия движения, отсутствия резкости из-за использования линз низкого качества и других факторов, которые мы рассмотрели, которые будут влиять на резкость ваших изображений .

Чтобы применить это на практике, я рекомендую ознакомиться с нашим полным руководством с 30 советами по получению более четких фотографий , где вы увидите лучший способ повысить стабильность, фокусировку, использовать правильное оборудование и настройки, а также лучшие пост- методы обработки для захватить больше деталей в ваших снимках !

Я надеюсь, что вы нашли эту резкость в уроке фотографии полезной и она поможет вам понять, как работает резкость в фотографии .

Не стесняйтесь оставлять вопросы в комментариях!

Резкость: что это такое и как измеряется

На этой странице: Расстояние нарастания и частотная область | Функция передачи модуляции | Единицы пространственной частоты
Сводные метрики | Матрица измерений MTF: сравнение различных диаграмм и измерений
| Измерение наклонной кромки | Углы кромки | Модули со скошенной кромкой
Контраст и обрезка кромок | Алгоритм наклонного края | Отличия от ISO | Подавление шума
Связанные методы резкости | Ключевые выводы | Дополнительные ресурсы

Измерение резкости

Резкость определяет количество деталей, которые может воспроизвести система формирования изображения.Он определяется границами между зонами разных тонов или цветов.

Рис. 1. Образец полос: оригинал (верхняя половина рисунка) с ухудшением качества линзы (нижняя половина рисунка)

Рисунок 2. Пример резкости по краям изображения из кривых MTF и внешнего вида изображения

На рисунке 1 резкость проиллюстрирована полосой увеличения пространственной частоты. Верхняя часть фигуры резкая, а границы четкие; нижняя часть размыта и показывает, как рисунок полос ухудшается после прохождения через смоделированную линзу.

Примечание : Все линзы в некоторой степени размывают изображения.

Резкость наиболее заметна на таких элементах, как края изображения (рис. 2), и ее можно измерить по краям (ступенчатым) характеристикам.

Для измерения резкости используется несколько методов, в том числе метод расстояния нарастания 10–90%, функция передачи модуляции (MTF), специальные и частотные области и алгоритм наклонной кромки.

Расстояние нарастания и частотная область

Резкость изображения можно измерить по «высоте подъема» края изображения.

С помощью этого метода резкость может быть определена по расстоянию на уровне пикселя от 10% до 90% от его окончательного значения (также называемое 10-90% расстояние подъема ; см. Рисунок 3).

Рис. 3. Иллюстрация расстояния подъема 10–90% на размытых и острых краях

Расстояние подъема широко не используется, потому что нет удобного способа расчета расстояния подъема системы формирования изображения на основе расстояний подъема ее отдельных компонентов (например, линзы, цифрового датчика и программного повышения резкости).

Чтобы решить эту проблему, измерения выполняются в частотной области , где частота измеряется в циклах или парах линий на расстояние (миллиметры, дюймы, пиксели, высота изображения или иногда угол [градусы или миллирадианы]).

В частотной области сложный сигнал (аудио или изображение) может быть создан путем объединения сигналов, состоящих из чистых тонов (синусоидальных волн), которые характеризуются периодом или частотой (рисунок 4). Отклик полной системы - это результат откликов каждого компонента.{i \ omega t} d \ omega \)

Где

f = Частота = 1 / Период (более короткий период соответствует более высокой частоте);
t = время; ω = 2πf

Чем больше отклик системы на высоких частотах (короткие периоды), тем больше деталей может передать система (Рисунок 5). Реакция системы может быть охарактеризована кривой частотной характеристики, F (f) .

Примечание : Высокие частоты соответствуют мелким деталям.

Передаточная функция модуляции

Рис. 5. Высокие частоты соответствуют мелким деталям в пространственной и частотной областях

Относительный контраст на заданной пространственной частоте (выходной контраст / входной контраст) называется функцией передачи модуляции ( MTF ) , которая аналогична пространственной частотной характеристике (SFR) и является ключом к измерению резкости. На рисунке 6 MTF проиллюстрирован синусоидальными и полосчатыми моделями, графиком амплитуды и графиком контраста, каждый из которых имеет пространственные частоты, которые непрерывно увеличиваются слева направо.

Примечание : В Imatest SFR и MTF взаимозаменяемы. SFR чаще ассоциируется с полным откликом системы, а MTF обычно ассоциируется с индивидуальными эффектами конкретного компонента. Другими словами, системный SFR эквивалентен произведению MTF каждого компонента в системе формирования изображения.

Высокие пространственные частоты (справа) соответствуют мелким деталям изображения. Отклик фотографических компонентов (пленка, объективы, сканеры и т. Д.) имеет тенденцию «спадать» на высоких пространственных частотах. Эти компоненты можно рассматривать как фильтры нижних частот, которые пропускают низкие частоты и ослабляют высокие частоты.

Рис. 6. Синусоидальные и столбчатые диаграммы, график амплитуды и график контрастности (MTF)

Рисунок 6 состоит из верхнего, среднего и нижнего графиков и описывается следующим образом:

  • Образец столбцов, образец синуса (верхний график) - Верхний график иллюстрирует (1) исходный образец синуса, (2) образец синуса с размытием линзы, (3) исходный образец столбца и (4) столбик узор с размытием объектива.Обратите внимание, что размытие линзы приводит к снижению контрастности на высоких пространственных частотах.
  • Амплитуда (средний график) —Средний график отображает яркость («модуляция» V в разделе MTF Equation ) полосы с размытием линзы (см. Кривую красный на рисунке 6). Модуляция синусоидального шаблона, состоящего из чистых частот, используется для расчета MTF. (Обратите внимание, что контраст уменьшается на высоких пространственных частотах.)
  • MTF% (нижний график) —Нижний график показывает соответствующий контраст синусоидальной модели (см. Синюю кривую ; представляет MTF), который также определен в разделе MTF Equation .По определению предел MTF на низкой частоте всегда равен 1 (100%). На рисунке 6 MTF составляет 50% при 61 линии / мм (пары линий на миллиметр) и 10% при 183 линии / мм. Обратите внимание, что частота и MTF отображаются в логарифмической шкале с экспоненциальной записью [10 0 = 1%; 10 1 = 10%; 10 2 = 100% и т. Д.]; амплитуда (средний график) отображается в линейном масштабе. MTF полной системы визуализации является продуктом MTF ее отдельных компонентов.
Уравнение MTF

Уравнение для MTF выводится из контраста синусоидальной диаграммы C (f) на пространственной частоте f , где

\ (\ displaystyle C (f) = \ frac {V_ {max} -V_ {min}} {V_ {max} + V_ {min}} \) для яркости («модуляция») V .

\ (\ displaystyle MTF (f) = 100 \% \ times \ frac {C (f)} {C (0)} \) Примечание : это нормализует MTF до 100% на низких пространственных частотах.

Чтобы правильно нормализовать MTF на низких пространственных частотах, тестовая диаграмма должна иметь низкочастотную энергию. Это обеспечивается большими светлыми и темными областями на наклонных краях и особенностями большинства шаблонов, используемых Imatest, но отсутствует в линиях и сетках. Для систем, в которых можно управлять повышением резкости, рекомендуемым основным расчетом MTF является наклонный фронт, который рассчитывается на основе преобразования Фурье импульсной характеристики (т.е., отклик на узкую линию), которая является производной ( d / dx или d / dy ) отклика края. К счастью, вам не нужно понимать преобразования Фурье, чтобы понять MTF.

Традиционные измерения разрешения

Измерения с традиционным разрешением включают в себя наблюдение изображения полосок, чаще всего диаграммы USAF 1951 (рис. 7), и оценку самой высокой пространственной частоты (lp / мм), где полосы хорошо различимы.Это наблюдение (также называемое разрешением исчезновения ) соответствует MTF примерно 10-20%. Поскольку исчезающее разрешение - это пространственная частота, на которой информация изображения исчезает - там, где она не видна, она сильно зависит от предвзятости наблюдателя и является плохим индикатором резкости изображения. (Именно там не было Вузла в Винни-Пухе.)

Примечание : График USAF 1951 (давно заброшенный ВВС) плохо подходит для компьютерного анализа, потому что он неэффективно использует пространство, а его тройные столбики не имеют низкочастотного опорного сигнала.Кроме того, небольшое изменение s в позиции диаграммы (фаза выборки) может привести к изменению внешнего вида ее полосок, когда они переходят из фазы в фазу с массивом пикселей. Это отрицательно влияет на исчезающую оценку разрешения.

Рис. 7. Диаграмма ВВС США за 1951 год; не поддерживается Imatest

Лучшими показателями резкости изображения являются пространственные частоты, где MTF составляет 50% от его низкочастотного значения (MTF50) или 50% от его пикового значения (MTF50P).MTF50 и MTF50P рекомендуются для сравнения резкости различных камер и объективов, потому что

  1. Контрастность изображения составляет половину его низкой частоты или пикового значения, поэтому детали все еще хорошо видны. (Глаз нечувствителен к деталям на пространственных частотах, где MTF составляет 10% или меньше.)
  2. Отклик большинства камер быстро падает в районе MTF50 и MTF50P. MTF50P - лучший показатель для камер с сильной резкостью (объяснено в нашей статье из Electronic Imaging 2020).
  3. Уровень 50% связан с информационной емкостью изображения.

Примечание : Дополнительные индикаторы резкости обсуждаются в сводных показателях ниже.

Хотя MTF можно оценить непосредственно из изображений синусоидальных паттернов (с использованием Rescharts, Log Frequency, Log F-Contrast и Star Chart), метод наклонной кромки ISO 12233 обеспечивает более точные и воспроизводимые результаты и более эффективно использует пространство. Изображения со скошенными краями можно анализировать с помощью одного из модулей, перечисленных в таблице измерений MTF ниже.

Единицы пространственной частоты

Рисунок 8. Единицы пространственной частоты выбираются в окнах «Настройки» или «Дополнительные настройки» модулей SFR и Rescharts (SFRplus, eSFR ISO, Star и т. Д.).

Большинство читателей знакомы с временной частотой . Например, частота звука, измеряемая в циклах в секунду или в герцах, тесно связана с его воспринимаемой высотой тона. Частоты радиопередач (измеряемые в килогерцах, мегагерцах и гигагерцах) также знакомы.

Пространственная частота измеряется в циклах (или парах линий) на расстояние вместо раз . Как и в случае временной (например, звуковой) частотной характеристики, чем шире отклик, тем больше деталей может быть передано.

Единицы пространственной частоты можно выбрать из Настройки или Дополнительные настройки окон модулей SFR и Rescharts (SFRplus, eSFR ISO, Star и т. Д. Рис. 8) - это измерение, предназначенное для определения того, насколько детально камера может воспроизвести или насколько хорошо используются пиксели.

В прошлых тестах объективов для пленочных фотоаппаратов использовались пары линий на миллиметр (лин / мм), что хорошо работало для сравнения объективов, поскольку большинство 35-мм пленочных фотоаппаратов имеют одинаковый размер изображения 24 x 36 мм. Но размеры цифровых сенсоров сильно различаются - от диагонали менее 5 мм в телефонах с камерой до 43 мм для полнокадровых камер и еще большей диагонали для среднего формата. По этой причине рекомендуется использовать ширину линий на высоту изображения (LW / PH) для измерения общей детализации, которую может воспроизвести камера. Обратите внимание, что LW / PH равно 2 × lp / мм × (высота изображения в мм).

Другой полезной единицей пространственной частоты является количество циклов на пиксель (C / P), которое указывает, насколько хорошо используются отдельные пиксели. Выбор единиц также зависит от того, имеет ли первостепенное значение характеристики изображения (сенсора) или объекта: см. Сравнение резкости в разных камерах . Нет необходимости использовать фактические расстояния (миллиметры или дюймы) с цифровыми камерами, хотя такие измерения доступны (Таблица 1).

Таблица 1.Резюме единиц пространственной частоты с уравнениями, которые относятся к MTF в выбранных единицах частоты.

Блок MTF Заявка Уравнение

циклов / пиксель (C / P)

Показывает, насколько хорошо используются пиксели. Частота Найквиста f Nyq всегда 0,5 C / P.

циклов / расстояние

(циклов / мм или циклов / дюйм)

Циклов на расстояние на датчике . Необходимо ввести расстояние между пикселями или шаг. Популярно для сравнения разрешения старых стандартных форматов пленки (например, 24x36 мм для 35-мм пленки).
\ (\ frac {MTF (C / P)} {\ text {шаг пикселя}} \)

Ширина линии / высота изображения (LW / PH)

Измеряет общую резкость изображения. Это лучший прибор для сравнения производительности камер с разными размерами сенсоров и разным количеством пикселей. Ширина линии традиционна для телевизионных измерений.Рекомендуется для приложений, ориентированных на изображение, в разделе Сравнение резкости различных камер.
Обратите внимание, что 1 цикл = 1 пара линий (LP) = 2 ширины линии (LW).
\ (2 \ times MTF \ bigl (\ frac {LP} {PH} \ bigr) \);
\ (2 \ times MTF \ bigl (\ frac {C} {P} \ bigr) \ times PH \)

Пар линий / высота изображения (LP / PH)

Измеряет общую резкость изображения. Отличается от LW / PH в 2 раза. Используется dpreview.com.
\ (MTF \ bigl (\ frac {LW} {PH} \ bigr) / 2 \);
\ (MTF \ bigl (\ frac {C} {P} \ bigr) \ times PH \)

Циклов / миллирадиан

Угловые частоты.Необходимо ввести расстояние между пикселями или шаг. Фокусное расстояние ( FL ) в мм обычно включается в данные EXIF ​​в коммерческих файлах изображений. Если он недоступен, его необходимо ввести вручную, обычно в области параметров EXIF ​​в нижней части окна настроек. Если интервал между пикселями или фокусное расстояние отсутствуют, единицы измерения по умолчанию равны циклам / пикселям.
Циклы / градус полезен для сравнения систем камер с человеческим глазом, у которого MTF50 составляет примерно 20 циклов / градус (в зависимости от зрения и освещенности человека).
FL можно рассчитать из простого уравнения линзы *, \ (1 / FL = 1 / s_1 + 1 / s_2 \), где s 1 - расстояние от линзы до диаграммы, s 2 - расстояние от линзы до сенсора и увеличение \ (M = s_2 / s_1 \). \ (FL = s_1 / (1 + 1 / | M |) \ = \ s_2 / (1+ | M |) \).

* Геометрия линзы ( s 1 , s 2 и линза FL) не надежна для расчета M , потому что линзы могут значительно отклоняться от простого уравнения линз.

\ (0,001 \ times MTF \ bigl (\ frac {\ text {циклы}} {\ text {mm}} \ bigr) \ times FL (\ text {mm}) \)

Циклов / градус

\ (\ frac {\ pi} {180} \ times MTF \ bigl (\ frac {\ text {cycle}} {\ text {mm}} \ bigr) \ times FL (\ text {mm}) \)

Циклов / объект мм
Циклов / объект в

Циклов на расстояние на фотографируемом объекте (то, что многие люди считают объектом).Необходимо указать расстояние между пикселями и увеличение. Важно, когда в спецификации системы упоминается фотографируемый объект (например, если необходимо обнаружить трещины определенной ширины). Рекомендуется для объектно-ориентированных приложений при сравнении резкости в разных камерах. \ (MTF \ bigl (\ frac {\ text {Cycles}} {\ text {Distance}} \ bigr) \ times | \ text {Magnification} | \)

Ширина линий / Высота обрезки
Пара строк / Высота обрезки

В основном используется для тестирования, когда важна активная высота диаграммы (а не общая высота изображения).Больше не рекомендуется, потому что это зависит от размера кадра, который не стандартизован.

Ширина линий / Высота элемента (Px)
Пары линий / Высота элемента (Px)

(ранее ширина линии или количество пар линий / N пикселей (PH))

Когда выбран любой из них, справа от единиц графика MTF (иногда используется для увеличения) появляется поле Feature Ht пикселей (иногда используется для увеличения), которое позволяет вам ввести высоту объекта в пикселях, которая может быть высотой монитора. тестируемая, тестовая диаграмма или активное поле зрения на изображении, которое имеет неактивную область.Этот выбор единиц измерения полезен для сравнения разрешения конкретных объектов для камер с разным размером изображения или пикселей. Рекомендуется для объектно-ориентированных приложений при сравнении резкости в разных камерах.

\ (2 \ times MTF \ bigl (\ frac {C} {P} \ bigr) \ times \ text {Feature Height} \)

\ (MTF \ bigl (\ frac {C} {P} \ bigr) \ times \ text {Высота элемента} \)

PH = Высота изображения в пикселях. FL (мм) = Фокусное расстояние объектива в мм. Шаг пикселя = расстояние на пиксель = 1 / (пикселей на расстояние).
Примечание : Различные единицы масштабируются по-разному в зависимости от датчика изображения и размера пикселя.

Сравнение резкости в разных камерах рекомендует единицы пространственной частоты на основе одного из двух основных типов приложений:

    • Ориентация на изображение (например, пейзажная фотография, где важна детализация на датчике изображения ): рекомендуется ширина линий (или пар) на высоту изображения.
    • Объектно-ориентированный (для медицины, машинного зрения и т. Д., Где важны детали объекта ): рекомендуются циклы / расстояние до объекта или LW (или LP) на высоту объекта.

Сводные показатели

Несколько сводных показателей получены из кривых MTF для характеристики общей производительности. Эти метрики используются в ряде дисплеев, включая вторичные показания на графике SFR / SFRplus / eSFR ISO Edge / MTF (см. Imatest Slanted-Edge Results) и в 3D-картах SFRplus.

Сводная метрика Описание Комментарии
MTF50
MTF nn
Пространственная частота, где MTF составляет 50% ( nn %) MTF низкой (0) частоты. MTF50 ( nn = 50) широко используется, потому что он соответствует ширине полосы (частоте половинной мощности) в электротехнике. Самая распространенная сводная метрика; хорошо коррелирует с воспринимаемой резкостью.Увеличивается с увеличением программной резкости; может вводить в заблуждение, поскольку «вознаграждает» чрезмерную резкость, которая приводит к появлению видимых и, возможно, раздражающих «ореолов» по ​​краям.
MTF50P
MTF nn P
Пространственная частота, где MTF составляет 50% ( nn %) от пикового значения MTF. Идентично MTF50 для программного повышения резкости от низкого до среднего, но ниже, чем MTF50 при наличии пика программного повышения резкости (максимальное значение MTF> 1). Намного менее чувствителен к программному повышению резкости, чем MTF50 (как показано в документе, который мы представили на Electronic Imaging 2020).В общем, метрика получше.
Зона MTF
нормализованная
Площадь под кривой MTF (ниже частоты Найквиста), нормализованная к ее пиковому значению (1 при f = 0, когда резкость небольшая или отсутствует, но пик может быть »1 для сильной резкости). Особенно интересная новая метрика, потому что она точно отслеживает MTF50 при небольшом повышении резкости или ее отсутствии, но не увеличивается при сильном чрезмерном повышении резкости; то есть не поощряет чрезмерную заточку.Все еще относительно незнакомый. Описано в Согласованность измерений MTF со скошенной кромкой .
MTF10, MTF10P,
MTF20, MTF20P
Пространственные частоты, где MTF составляет 10 или 20% от нулевой частоты или пикового значения MTF Эти числа представляют интерес, поскольку они сравнимы с «исчезающим разрешением» (пределом Рэлея). Шум может сильно повлиять на результаты на уровне 10% или ниже. MTF20 (или MTF20P) в отношении ширины линии на высоту изображения (LW / PH) ближе всего к аналоговым линиям телевидения .Подробную информацию о ТВ-линиях для измерительного монитора можно найти здесь.

Матрица измерения MTF - сравнение различных диаграмм и методов измерения

Imatest имеет множество шаблонов для измерения MTF - наклонный край , логарифмическая частота, логарифмический f-контраст, звезда Сименса, мертвые листья (пролитые монеты), случайное 1 / f и гиперболический клин - каждый из которых имеет тенденцию давать разные результаты в потребительских камерах, большинство из которых имеют неоднородную обработку изображения - обычно с двусторонней фильтрацией - это зависит от локального содержимого сцены.Повышение резкости (высокочастотное усиление) имеет тенденцию быть максимально близким к контрасту, в то время как шумоподавление (высокочастотное срезание, которое может скрывать мелкую текстуру) имеет тенденцию быть максимальным при их отсутствии. По этой причине измерения MTF могут сильно отличаться в зависимости от тестовых таблиц.

В принципе, измерения MTF должны быть одинаковыми, когда не применяется неравномерная или нелинейная обработка изображения (двусторонняя фильтрация), например, когда изображение демозаизируется с помощью dcraw или LibRaw без повышения резкости и снижения шума.Но это не совсем так, потому что демозаика, которая присутствует во всех камерах, использующих массивы цветных фильтров (CFA), включает некоторую нелинейную обработку. Чувствительность различных шаблонов к обработке изображений показана на изображении ниже.

Сравнение эффектов обработки изображений (двусторонняя фильтрация) на измерения MTF:
Наклонные края и клинья имеют тенденцию быть более резкими.
Случайный узор 1 / f имеет наименьшую резкость и наибольшее подавление шума.

В таблице матрицы MTF ниже перечислены атрибуты, преимущества и недостатки методов Imatest для измерения MTF.

Просмотр таблицы матрицы измерений MTF

Матрица измерения MTF
Обратите внимание, что большинство этих шаблонов выигрывают от усреднения нескольких (идентично зарегистрированных) изображений для уменьшения влияния шума.
Размер
образец
Преимущества / Недостатки / Чувствительность Основное использование и комментарии
Скошенная кромка
(SFR
SFRplus
eSFRISO
SFRreg
Шахматная доска)
Максимально эффективное использование пространства: позволяет создать подробную карту реакции MTF.
Быстрое автоматическое определение области в SFRplus, eSFR ISO, SFRreg и Checkerboard.
Быстрые вычисления.
Относительно нечувствителен к шуму (более устойчив, если применяется шумоподавление).
Соответствует стандарту ISO 12233, использует алгоритм «биннинга» (сверхвысокого разрешения), который позволяет измерять MTF выше частоты Найквиста (0,5 C / P) .
Лучший образец для производственных испытаний.
Может дать оптимистичные результаты в системах с сильной резкостью и шумоподавлением (т.е.е., его можно обмануть обработкой сигнала, особенно с высококонтрастными (≥ 10: 1) краями.
Дает противоречивые результаты в системах с экстремальным наложением (сильная энергия выше частоты Найквиста), особенно с небольшими областями.
Наиболее чувствительны к повышению резкости , особенно для высококонтрастных (≥10: 1) краев;
Наименее чувствителен к программному шумоподавлению.

Это основное измерение MTF в Imatest.

Наиболее эффективный шаблон для тестирования объективов и камер, особенно там, где требуется карта отклика MTF.

Высокая контрастность (≥40: 1), рекомендованная в старом стандарте ISO 12233: 2000, давала ненадежные результаты (обрезание, проблемы с гаммой). Новый стандарт ISO 12233: 2014 рекомендует контрастность 4: 1. Это наша рекомендация (с SFRplus или eSFR ISO) для всех новых работ.

Выгодно по сравнению со звездой Сименс в наклонной кромке по сравнению со звездой Сименс.

Логическая частота Рассчитано из первых принципов. Отображает цветной муар.
Чувствителен к шуму.Неэффективное использование пространства.
В основном используется для проверки других методов, которые не рассчитываются исходя из первых принципов.
Log f-Contrast Лучший образец для иллюстрации эффектов неоднородной обработки изображений.
Чувствителен к шуму.
Высокая чувствительность к повышению резкости в верхней части изображения (высокая контрастность) и к снижению шума в нижней части изображения (низкая контрастность) с постепенным переходом между ними.
Чувствительность к повышению резкости / уменьшению шума является преимуществом для этой диаграммы, которая предназначена для иллюстрации того, как обработка сигнала зависит от содержимого изображения (контраст функции).Показывает потерю мелких деталей из-за программного шумоподавления.
Звезда Сименс Включено в стандарт ISO 12233: 2014. Относительно нечувствителен к шуму. Предоставляет направленную информацию о MTF.
Медленное, неэффективное использование пространства. Ограниченная низкочастотная информация на внешнем радиусе затрудняет нормализацию MTF.
Умеренная чувствительность к повышению резкости и шумоподавлению.
Предложено для общего тестирования компанией Image Engineering, но пространственная детализация ограничена сеткой 3 × 3 или 4 × 3.По сравнению со скошенной кромкой в ​​«Скошенной кромке» по сравнению с Siemens Star.
Мертвые листья
(пролитые монеты)
Измеряет размытие / резкость / резкость текстуры. Статистика шаблонов аналогична типичным изображениям.
Неэффективное использование пространства. Сложный алгоритм вычитания мощности шума * может снизить очень высокую чувствительность к шуму, но усреднение сигнала нескольких идентичных изображений работает лучше.
Умеренная чувствительность к повышению резкости и высокая чувствительность к шумоподавлению позволяют использовать его для измерения общей резкости текстуры, которая хорошо коррелирует с субъективными наблюдениями.
Состоит из уложенных друг на друга кругов произвольного размера. Сильный интерес со стороны отрасли, особенно со стороны группы Camera Phone Image Image Quality (CPIQ).

Как Мертвые листья (пролитые монеты), так и случайные диаграммы анализируются с помощью модуля Случайный выбор (Мертвые листья). Сильная двусторонняя фильтрация может привести к ошибочным результатам.

Случайно (масштабно-инвариантно) Показывает, насколько хорошо отображаются мелкие детали (текстуры): реакция системы на программное шумоподавление.
Наименее чувствительна к заточке,
Наиболее чувствительна к программному шумоподавлению
Измеряет способность камеры отображать мелкие детали (текстуры), т.е.е., низкоконтрастное содержание изображения с высокой пространственной частотой. * Мощность шума можно убрать из измерения в Imatest с помощью серых участков рядом с шаблоном.
Клин Использует шаблоны клина из таблицы ISO 12233: 2000 или eSFR ISO.
MTF неточен около частот Найквиста и полунайквиста (очень чувствителен к изменениям фазы дискретизации). Не подходит в качестве первичного измерения MTF.
Чувствительна к заточке.
Чувствителен к шуму. Неэффективное использование пространства.
Измеряет «исчезающее разрешение»: когда линии начинают исчезать в виде клина, часто на диаграмме ISO 12233, где три области (включая квадратную область для низкочастотного эталона) необходимы для получения разумного измерения MTF (что является менее точен, чем другие методы, из-за фазовой чувствительности дискретизации). Удобнее с eSFR ISO.
Влияние шума (и низкого отношения сигнал-шум - SNR) можно значительно уменьшить, получая и усредняя сигнал нескольких изображений.

Измерение наклонного фронта пространственной частотной характеристики

Несколько модулей Imatest измеряют MTF с использованием метода наклонной кромки и включают:

  • Тестовые таблицы со скошенным краем, которые можно приобрести в Imatest или создать с помощью тестовых таблиц Imatest. Рекомендуются диаграммы с автоматическим обнаружением (SFRplus, eSFR ISO, SFRreg или Checkerboard).
  • Вкратце, метод наклонного края ISO 12233 вычисляет MTF путем нахождения среднего края (4-кратная передискретизация с использованием умного алгоритма объединения), дифференцирования его (для получения функции линейного расширения (LSF)) и взятия абсолютного значения преобразования Фурье. LSF.Подробно алгоритм описан здесь.

Ключевым результатом анализа наклонных кромок является график Край / MTF , который можно просмотреть, нажав кнопку ниже. Доступно множество дополнительных результатов, включая сводные и трехмерные графики, показывающие боковую хроматическую аберрацию и другие результаты, а также MTF.

Показать график Edge / MTF

График Edge / MTF: первичный результат Imatest для наклонной кромки

График Edge / MTF из Imatest SFR (для изображения диаграммы SFRplus) показан справа.SFRplus, eSFR ISO, SFRreg и Checkerboard дают аналогичные результаты, а намного больше .

(вверху слева) Узкое изображение, иллюстрирующее тона усредненного края. Он совмещен с графиком среднего профиля края (пространственной области), расположенным непосредственно под ним.

(В центре слева) Средняя кромка (Пространственная область): здесь показан средний профиль кромки в линеаризованном виде (по умолчанию). Ключевым результатом является расстояние подъема края (10-90%), показанное в пикселях и в количестве расстояний подъема на высоту изображения.Другие параметры включают перерегулирование и недорезание (если применимо). Этот график может дополнительно отображать функцию растяжения линии (LSF: производная края).

(внизу слева) MTF (частотная область): пространственная частотная характеристика (MTF), показанная с удвоенной частотой Найквиста. Ключевые итоговые результаты включают в себя MTF50, частоту, при которой контраст падает до 50% от его значения низкой частоты, и MTF50P, частоту, при которой контраст падает до 50% от своего пикового значения , что хорошо соответствует воспринимаемой резкости изображения.Единицы измерения - количество циклов на пиксель (C / P) и ширина линии на высоту изображения (LW / PH). Другие результаты включают MTF в Найквисте (0,5 цикла / пиксель; частота дискретизации / 2), который указывает на вероятную серьезность наложения спектров и выбранные пользователем вторичные показания, а также вторичные показания. Частота Найквиста отображается в виде вертикальной синей линии. Ограниченный дифракцией отклик MTF показан бледно-коричневой пунктирной линией, когда интервал между пикселями вводится (вручную) и вводится фокусное расстояние объектива (обычно из данных EXIF, но может быть введено вручную).

Это изображение сильно (но не чрезмерно) резкость.

Результаты SFR: график MTF (резкость) описывает этот рисунок более подробно.

Кривые MTF и Внешний вид изображения содержат несколько примеров, иллюстрирующих корреляцию между кривыми MTF и воспринимаемой резкостью.

Почему край скошен? Результаты

MTF для чисто вертикальных или горизонтальных краев сильно зависят от фазы выборки (отношения между краем и местоположением пикселей) и, следовательно, могут варьироваться от одного прогона к другому в зависимости от точного (субпиксельного) положения края.Край наклонен, поэтому MTF рассчитывается на основе среднего значения многих фаз выборки, что делает результаты более стабильными и надежными (рисунок 9).

Какие углы кромки подходят лучше всего?

По возможности, углы кромок должны быть больше ± 2 градусов от ближайшей вертикальной (V), горизонтальной (H) или 45-градусной ориентации. Причина в том, что результаты для вертикальных, горизонтальных и 45 ° краев очень чувствительны к соотношению между краем и пикселями (т. Е. Они чувствительны к фазе).Наклон краев более чем на 2 или 3 градуса позволяет избежать этой проблемы.

Стандарт ISO 12233 рекомендует использовать углы 5 или 5,71 градуса (арктангенс (0,1)). Этот угол составляет , а не священный - MTF не сильно зависит от угла кромки. Углы от 3 до 7 градусов работают нормально. Для ненулевых углов θ относительно ближайшей V или H ориентации , применяется косинусная коррекция, как показано справа. Коррекция значима, когда θ больше 8 градусов (cos (8º) = 0.99). Начальное значение MTF рассчитывается по вертикальной или горизонтальной линии (показано синим цветом ) в зависимости от выбранного региона. Истинная MTF определяется по нормали к краю - по красной линии . Поскольку длина перехода вдоль синей линии (V или H) будет больше, чем вдоль красной линии (перпендикулярно краю), и поскольку MTF обратно пропорционально длине перехода, мы применяем

\ (MTF = MTF_ {начальный} / cos (\ theta) \)

Основным недостатком больших углов краев является то, что доступная площадь области может быть уменьшена, особенно в шаблонах SFRreg.

Рис. 9. Обрезанный высококонтрастный вертикальный край (результаты недействительны)

Контраст края и обрезка

Контрастность краев должна быть ограничена максимум 10: 1, и обычно рекомендуется контрастность краев 4: 1. Причина в том, что высококонтрастные края (> 10: 1, такие как на старой диаграмме ISO 12233: 2000) могут вызывать насыщение или обрезание, что приводит к краям с острыми углами, которые преувеличивают измерения MTF. Для получения дополнительной информации см. Использование модулей со скошенными краями в пересчете, Часть 2: Предупреждения - отсечение .

Преимущества и недостатки наклонной кромки
Преимущества
  • Максимально эффективное использование пространства, позволяющее создать подробную карту ответа МОГ
  • Быстрое автоматическое определение области в SFRplus, eSFR ISO, SFRreg и Checkerboard
  • Быстрые вычисления
  • Относительно нечувствительность к шуму (высокая невосприимчивость, если применяется шумоподавление)
  • Соответствует стандарту ISO 12233, чей алгоритм «биннинга» (сверхвысокого разрешения) позволяет измерять MTF выше частоты Найквиста (0.5 С / П)
  • Лучший образец для производственных испытаний
Недостатки
  • Может дать оптимистичные результаты в системах с сильным зависящим от изображения повышением резкости (т. Е. Где степень резкости увеличивается с увеличением контрастности краев). Этот тип обработки изображения (двусторонняя фильтрация) практически универсален в бытовых фотоаппаратах.
  • Дает противоречивые результаты в системах с экстремальным наложением спектров (сильная энергия выше частоты Найквиста), особенно с небольшими областями.
  • Не подходит для измерения мелкой текстуры, где рекомендуются шаблоны Log Frequency-Contrast или Spilled Coins (Dead Leaves).

Примечание : Imatest Master может рассчитать MTF для краев практически под любым углом, хотя точных значений по вертикали, горизонтали и 45 ° следует избегать из-за чувствительности к фазе дискретизации.

Модули со скошенной кромкой Модули

Imatest с наклонной кромкой включают SFR, SFRplus, eSFR ISO, Checkerboard и SFRreg (подробности см. В таблице 2 и модулях резкости).

Примечание : См. Раздел «Как тестировать линзы с помощью Imatest», где подробно описано, как измерить MTF с помощью SFRplus или eSFR ISO.

Таблица 2. Краткое описание модулей Imatest со скошенной кромкой.

Алгоритм наклонной кромки

Расчет MTF основан на стандарте ISO 12233. Расчет Imatest содержит ряд улучшений, перечисленных ниже. Исходный расчет ISO выполняется, когда установлен флажок SFR стандарта ISO в диалоговом окне ввода SFR (мы рекомендуем не устанавливать его, если это специально не требуется).

  • Обрезанное изображение линеаризуется; то есть уровни пикселей регулируются для удаления гамма-кодирования, применяемого камерой. (Гамма регулируется по умолчанию 0,5).
  • Расположение краев для красного, зеленого, синего и каналов яркости ( Y ):
    Y = 0,2125R + 0,7154G + 0,0721B (по умолчанию) или 0,3R + 0,59G + 0,11B или (выбирается в Опциях III)
    определяются для каждой строки развертки (горизонтальные линии на изображении выше).2 \)
  • В зависимости от значения дробной части строки развертки i ,
    fp = x i - int (x i )
    второго порядка, подходящего для каждой строки развертки, смещенный край добавляется к один из четырех интервалов:
    интервал 1, если 0 ≤ fp <0,25
    интервал 2, если 0,25 ≤ fp <0,5
    интервал 3, если 0,5 ≤ fp <0,75
    интервал 4, если 0,75 ≤ fp <1

Примечание : Бункер, упомянутый в предыдущем уравнении, не зависит от обнаруженного местоположения края.

    • Четыре бина объединяются для вычисления усредненного края с 4-кратной передискретизацией. Это позволяет анализировать пространственные частоты за пределами нормальной частоты Найквиста.
      • Вычисляется производная (d / dx) усредненного края с 4-кратной передискретизацией. Центрированное окно Хэмминга применяется для принуждения производной к нулю в ее пределах.
      • MTF - это абсолютное значение преобразования Фурье (БПФ) оконной производной.

Примечание : Истоки расчета SFR со скошенными краями Imatest были адаптированы из программы Matlab sfrmat, написанной Питером Бернсом для реализации стандарта ISO 12233: 2000.Расчет SFR в Imatest включает в себя множество улучшений, в том числе улучшенное обнаружение краев, лучшую обработку искажений объектива и лучшую помехозащищенность. Исходный код Matlab доступен здесь . При сравнении результатов sfrmat с Imatest предполагается, что тональный отклик является линейным; то есть гамма = 1, если в sfrmat не введен файл OECF (кривая тонального отклика). Поскольку значение гаммы по умолчанию в Imatest составляет 0,5, что типично для цифровых камер в стандартных цветовых пространствах, таких как sRGB, вы должны установить гамму на 1, чтобы получить хорошее согласование с sfrmat.

Различия между расчетами Imatest и ISO 12233

Флажок ISO Standard SFR , расположенный в нижнем левом углу окна настроек со скошенным краем, можно установить для получения расчетов в соответствии с ISO. Мы рекомендуем не устанавливать эту кнопку, потому что расчеты Imatest более точны - определенно лучше при наличии шумов и оптических искажений.

      • Центр каждой линии сканирования вычисляется из пика краевой производной, прошедшей фильтр нижних частот.При расчете ISO используется центроид, который является оптимальным при отсутствии шума. Но шум всегда присутствует в некоторой степени , а центроид чрезвычайно чувствителен к шуму, потому что шум на больших расстояниях от края имеет тот же вес, что и сам край. Фильтр нижних частот ближе к согласованному фильтру, который оптимально обнаруживает пик производной границы.
      • Гамма (используется для линеаризации данных) вводится как входное значение или выводится из известного контраста диаграммы.В реализациях стандарта ISO предполагается, что оно равно 1, если не введен файл OECF.
      • Imatest предполагает, что край может иметь некоторую кривизну (второго порядка) из-за оптического искажения. Расчет по стандарту ISO до 2017 года предполагает прямую линию, что может привести к ухудшению измерений MTF при наличии оптических искажений. Изогнутые края будут включены в будущую редакцию ISO 12233.
      • Imatest Понижение шума с «модифицированной аподизацией» (включено по умолчанию) обеспечивает более согласованные измерения (без систематической разницы).Отключается при проверке расчета стандарта ISO
      • Поправочный коэффициент для функции растяжения линии ( LSF ), представленный в ISO 12233: 2014, внедрен в Imatest с 2015 года. Поправочный коэффициент D (j) (или D (k) ) ), который компенсирует потери высокой частоты из-за численного дифференцирования при вычислении LSF с помощью функции Edge Spread ( ESF ), неверен как в стандартах ISO 12233: 2014, так и в 2017.Реализация Imatest , которая основана на первых принципах (у нас есть полный набор уравнений), соответствует цели обеих версий стандарта.

Обратите внимание, что дополнительные сведения о расчетах можно найти по ссылкам Питера Бернса (ниже)

Шумоподавление по наклонной кромке

Imatest Модифицированная методика аподизации снижает шум, делая результаты MTF более согласованными, при этом оказывая минимальное влияние на измерения MTF.Он работает, сглаживая функцию растяжения линии (LSF; производная от края) на расстоянии от центра края, но не около центра. Поскольку он мало влияет на среднюю MTF, его следует продолжать, если только результат не должен строго соответствовать требованиям ISO. Нажмите кнопку ниже, чтобы просмотреть полное описание.

Показать модифицированный метод уменьшения шума аподизации

модифицированная аподизация метод шумоподавления доступен для измерений наклонного края (SFR, SFRplus, eSFR ISO, SFRreg и Checkerboard).Он может улучшить согласованность измерений для зашумленных изображений, особенно на высоких пространственных частотах ( f > Найквист / 2), но мало влияет на изображения с низким уровнем шума. Измененная аподизация применяется, когда флажок MTF Noise Reduction (измененная аподизация) установлен в окнах настроек для любого из модулей со скошенной кромкой или в окне Rescharts More settings . Стандарт ISO SFR (нижний левый угол окна) должен быть отключен.

Примечание : Imatest рекомендует не отключать шумоподавление (модифицированную аподизацию).

Аподизация происходит из Сравнение методов преобразования Фурье для вычисления MTF , выполненное Джозефом Д. ЛаВейном, Стивеном Д. Берксом и Брайаном Нерингом, доступно на веб-сайте инфракрасной связи Санта-Барбары. Основное предположение состоит в том, что все важные детали (по крайней мере, для высоких пространственных частот) находятся близко к краю (рисунок 1). Оригинальный метод включает установку функции растяжения линии (LSF) на ноль за пределами указанного расстояния от края. Вместо этого модифицированный метод сильно сглаживает (фильтры нижних частот) LSF, что оказывает гораздо меньшее влияние на низкочастотный отклик, чем исходный метод, и позволяет установить более жесткие границы для лучшего снижения шума.

Модифицированная аподизация: исходная усредненная с шумом функция распространения линии (внизу; зеленый), сглаженная (посередине; синий), LSF, используемый для MTF (вверху; красный)

Алгоритм шумоподавления

Функция линейного расширения (LSF; производная от среднего отклика края; зеленая кривая в нижней части рисунка справа) сглаживается (фильтруется с помощью фильтра нижних частот), чтобы создать синюю кривую в середине. Сглаживание выполняется путем взятия 9-точечного скользящего среднего (среднего 9-ти соседних точек).

Примечание : Эти сэмплы имеют 4-кратную передискретизацию в результате алгоритма биннинга , поэтому они соответствуют примерно двум сэмплам в исходном изображении. Сглаживание устраняет большую часть отклика выше частоты Найквиста (0,5 цикла / пиксель).

BL и BU являются границами (пределы оси x) области, где амплитуда сглаженной кривой больше 20% от пикового значения, т. Е. 20% ширины импульса - это разница между этими границами. .

График Edge / MTF для зашумленного изображения без (L) и с (R) модифицированным шумоподавлением аподизации

PW20 = B U - B L

Границы аподизации расположены по адресу

A L = B L - PW20 - 4 и A U = B U + PW20 + 4 (пикселей) .

Это обеспечивает достаточную «передышку», поэтому важные детали у края остаются неизменными.

LSF, используемый для вычисления MTF, установлен на исходный (несглаженный) LSF внутри границ аподизации {A L , A U } и на сглаженный LSF за пределами , как показано красным цветом кривая выше. Преимущества модифицированного снижения шума аподизации показаны справа для изображения с сильным (смоделированным) белым шумом.

Связанные методы резкости

Несколько связанных методов влияют на результаты резкости, в том числе:

Основные выводы
    • Графики в частотной и пространственной областях передают аналогичную информацию, но в другой форме.Узкий край в пространственной области соответствует широкому спектру в частотной области (расширенная частотная характеристика) и наоборот.
    • Imatest измеряет реакцию системы, которая включает обработку изображения, а не только реакцию объектива.
    • Отклик датчика выше частоты Найквиста может вызвать наложение спектров, которое проявляется в виде муаровых паттернов с низкой пространственной частотой. В датчиках Байера (все датчики, кроме Foveon) муаровые узоры отображаются в виде цветных полос. Муар в датчиках Фовеона гораздо менее неприятен, потому что он монохромный, а эффективная частота Найквиста красного и синего каналов ниже, чем у датчиков Байера.
    • MTF на частоте Найквиста и выше не является однозначным индикатором проблем с наложением имен. MTF - это результат реакции объектива и сенсора, алгоритма демозаики и повышения резкости, которая часто увеличивает MTF на частоте Найквиста. MTF следует интерпретировать как предупреждение о возможных проблемах.
    • Результаты рассчитываются для каналов R, G, B и яркости (Y) (по умолчанию Y = 0,2125R + 0,7154G + 0,0721B , но может быть установлено более старое (NTSC) значение, 0.3 R +0,59 G +0,11 B , в окне Опции III). Канал Y обычно отображается на переднем плане, но можно выбрать любой из других каналов. Все они включены в выходной файл .CSV.
    • Разрешение по горизонтали и вертикали для ПЗС-сенсоров может быть разным, и его следует измерять отдельно. Для сенсоров CMOS они практически идентичны. Напомним, разрешение по горизонтали измеряется по вертикали, а разрешение по вертикали - по горизонтали.Разрешение - это только один из многих критериев, влияющих на качество изображения.
    • MTF может меняться по всему изображению, и он не всегда соответствует ожидаемому шаблону: самая резкая в центре и менее резкая в углах. Причин может быть множество: несовпадение линз, кривизна поля, неправильная фокусировка и т. Д. Поэтому измерения важны.

Четкость изображения

Это относится почти ко всем приложениям, что изображение должно иметь оптимальную резкость для достижения наилучших результатов проверки.Из-за фиксированных механических настроек по умолчанию рабочее расстояние между оптикой и деталью фиксировано, и фокусировку необходимо выполнять только один раз.

Предпосылки для получения четких изображений

  • правильная фокусировка оптики
  • высокое оптическое качество (и небольшое количество оптических ошибок) объектива, чтобы иметь возможность разрешать самые тонкие структуры с максимально высокой контрастностью и богатством деталей
  • подходящий датчик камеры с достаточно высоким разрешением и динамическим откликом изображения
  • Достаточный контраст объекта, который можно оптимизировать с помощью умных методов освещения

В этой главе в основном объясняется правильная фокусировка объектива.

Корректная ручная фокусировка и определение глубины резкости

Во многих случаях пользователь несколько раз поворачивает объектив вперед и назад с помощью кольца фокусировки, чтобы приблизительно определить правильное центральное положение для резкости изображения. Затем он / она, вероятно, остановится, чтобы достичь достаточной глубины резкости для получения равномерно резкого изображения.

Но как точно сфокусировать определенную точку? Для этого сначала полностью открывают диафрагму, однако в этом случае изображение будет слишком ярким.Исправьте это, уменьшив интенсивность освещения или уменьшив время экспозиции камеры. В этой настройке глубина резкости минимальна, и только очень небольшая часть по оси Z кажется пользователю резкой. Теперь сосредоточьтесь именно на области проверки, которая кажется особенно важной (или которая находится точно между контролируемыми объектами, которые необходимо зафиксировать). Затем обычно снова останавливаются и повторно регулируют интенсивность освещения (или время экспозиции).

Область глубины резкости теперь настолько велика, что разница высот в подаче детали больше не может приводить к размытым изображениям:

Глубина резкости

Entozentrische линза: Три одинаковых, скрепленных гайки кажутся разными по размеру.Глубина резкости достаточная.

Масштаб репродукции

Поле зрения меняется в зависимости от рабочего расстояния

Однако следует учитывать, что в случае энтоцентрических линз изменение рабочего расстояния приводит к изменению масштаба, и результат измерения может быть меньше или больше!

Корректная фокусировка с помощью программного обеспечения

С помощью простых стандартных инструментов процессор изображений может определять резкость изображения.Резкое изображение характеризуется контрастом изображения по краям объекта.

Для этого помогает простой штриховой узор с черно-белыми полосами. Используйте сканирование краев для подсчета краев или измерительный инструмент из набора инструментов для обработки изображений. Теперь протяните тестовое расстояние точно вертикально к краю полосы (слева направо) и наблюдайте за градиентом краев на графике градиента.

Градиент профиля яркости (кривая на диаграммах) тем больше, чем меньше пикселей требуется для перехода от светлого к темному (или наоборот).Другой метод - использование инструмента интенсивного сканирования, который предоставляет значения статистики пикселей и гистограмму.


Четкие и размытые изображения

Посмотрите на небольшую область изображения с узорчатой ​​структурой. Гистограмма серой шкалы для четкого изображения имеет большие минимальные и максимальные значения и большую стандартную дисперсию, чем у размытого изображения. Однако среднее значение оттенков серого не меняется.

Внимание: максимальное значение таких функций зависит от содержания изображения и общей яркости изображения. Также обратите внимание на то, чтобы в области инспекционного инструмента не было передержки, которая разрушает оттенки серого.

Используйте такие программные методы, чтобы проверить, правильно ли сфокусированы все плоскости объекта, подлежащие пространственному обнаружению, и достаточна ли глубина резкости для вашего измерительного приложения.

Совет:
Дополнительную информацию о правильной фокусировке оптики можно найти в разделе загрузок «Сервис> Документы» на этом веб-сайте.

Резкость и разрешение. Резкость - один из самых важных… | by Eclipse Optics

Резкость - один из важнейших атрибутов качества изображения камеры. Часто резкость и разрешение камеры путают и используют как синонимы. В этом посте я надеюсь разобраться в некоторой путанице.

Рис. 1. Одна и та же сцена, снятая двумя разными объективами.

На рисунке 1 показаны два изображения одной и той же сцены. Для человека с нормальной остротой зрения левое изображение должно казаться более резким, чем правое, но это также будет зависеть от размера экрана.Разница становится гораздо более очевидной при увеличении изображений, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Увеличенное кадрирование изображений на рисунке 1.

Некоторым может показаться удивительным, что при ближайшем рассмотрении передний план правого изображения кажется, содержит более подробную информацию по сравнению с передним планом левого изображения. Это может показаться противоречащим тому факту, что общая резкость на правом изображении определенно ниже. Однако это скорее показывает, что не обязательно существует корреляция между воспринимаемой резкостью и разрешением на изображении.

Разрешение, очевидно, можно рассматривать как способность определять мелкие детали изображения. Приведенный выше пример является примером оптического разрешения, где компоненты на оптическом пути, в первую очередь линза, будут определять разрешение. В цифровых камерах другой тип разрешения - пикселей, разрешение . Это определяется количеством пикселей датчика изображения. Аналогичное соотношение между разрешением пикселей и резкостью можно найти и в этом случае.Как видно на рисунке 3, воспринимаемая резкость примерно такая же на всех 4 изображениях. Тем не менее, верхнее левое изображение имеет в четыре раза больше пикселей по сравнению с верхним правым, в 16 раз больше, чем нижнее левое изображение, и в 64 раза больше, чем нижнее правое изображение. Понятно, что разрешение пикселей тоже не коррелирует с резкостью, по крайней мере, очевидным образом.

Рис. 3. Изображения со все более низким разрешением пикселей. Вверху слева самое высокое разрешение, внизу справа в 8 раз меньшее разрешение.

Чтобы лучше объяснить происходящее, мы вводим понятие функции передачи модуляции (MTF). Как следует из названия, это функция, которая дает информацию о том, как модуляция модифицируется при передаче сигнала через оптическую систему. В случае, рассматриваемом здесь, мы можем рассматривать модуляцию как ослабление информации изображения, когда она проходит через систему камеры. Это функция пространственной частоты, которая предоставляет информацию об уровне детализации сигнала, как показано на рисунке 4, на котором показана диаграмма полос с увеличивающейся пространственной частотой слева направо.

Рисунок 4. Иллюстрация пространственной частоты. На этом рисунке пространственная частота увеличивается слева направо.

MTF систем, ответственных за изображения на рисунках 1 и 2, показаны на рисунке 5. Красная кривая соответствует левым изображениям, а синяя - правым изображениям. Как можно видеть, красная кривая имеет значительно более высокие значения для промежуточных пространственных частот, но более низкие значения для самых высоких пространственных частот по сравнению с синей кривой.

Рисунок 5.MTF соответствует изображениям на рисунках 1 и 2. Красная кривая: левое изображение, синяя кривая: правое изображение.

Влияние этого можно увидеть более четко, если эти две кривые MTF используются для генерации двух новых изображений, где входным объектом является структура, показанная на рисунке 4.

Рисунок 6. Слева: изображение, сгенерированное с использованием красной кривой MTF показано на рисунке 5, справа: изображение, полученное с использованием синей кривой MTF на том же рисунке.

Здесь мы ясно видим, как две кривые MTF влияют на передачу информации различной пространственной частоты через систему.В то время как левое изображение кажется в целом более резким из-за более высокого отклика на промежуточных пространственных частотах, правое изображение сохраняет детали вплоть до самого дальнего правого угла (для самых высоких пространственных частот), а левое изображение - нет.

Что касается разрешения пикселей, то здесь ситуация несколько иная. На рисунке 7 показана та же цель, но с все меньшим количеством пикселей. и в этом случае воспринимаемая резкость не сильно отличается для разных изображений.Однако, если присмотреться, некоторые странные паттерны начнут появляться для самых высоких пространственных частот и станут более распространенными по мере дальнейшего уменьшения разрешения пикселей.

Рисунок 7. Тестовый шаблон с уменьшающимся разрешением пикселей. Верхнее правое изображение имеет в 4 раза меньшее разрешение по сравнению с верхним левым, нижнее левое в 8 раз меньше, а нижнее правое в 16 раз меньше.

Это поведение в некоторой степени также может быть объяснено МОГ. Но это будет темой будущего поста.

Резкость изображения от длины волны к длине волны

Резкость изображения от длины волны к длине волны [дом | исследовать | личный | резюме | ссылки]

Вот три изображения пары сталкивающихся галактик. как "Антенны", наиболее изученная галактическая катастрофа во Вселенной. Изображения делаются на все более длинных волнах: 0,5 микрометра (видимый свет), 5,0 микрометра (инфракрасный свет) и 850 микрометров («субмиллиметровый» свет).

Резкость изображения в два раза меньше. количества: длина волны, на которой делается изображение и диаметр зеркала телескопа (объектива фотоаппарата).Увеличение длины волны снижает резкость. Изображение, полученное на длине волны 5 микрометров, является В 10 раз менее резкость, чем на снимке - через тот же объектив - на длине волны 0,5 мкм. Потеря диаметра может быть компенсирована увеличением диаметр линзы. В космосе был сделан снимок через линзу диаметром 2,5 метра - 10 раз резче, чем снятое изображение - в то же время длина волны - через линзу диаметром 0,25 метра.

В таблице ниже вы можете увидеть, что для трех телескопы, использованные для получения трех изображений, как длина волны и диаметр линзы меняются.В комбинированное влияние на резкость изображения показано на последний столбец таблицы.

3
Телескоп Диаметр Длина волны Резкость
Хаббл-ACS 2,5 м 0,5 микрон микрон Хаббл = 1
9068AC 9068 1/30
SCUBA 15 м 850 микрон 1/283

Антенны, полученные с помощью камеры ACS в космосе Хаббла. Телескоп показывает большинство деталей.Центры двух галактики ("ядра") можно узнать по их желтоватым цвет, указывающий на старое, стареющее звездное население. Кластеры молодых массивных звезд кажутся голубоватыми. Они доминируют над одним оставшийся спиральный рукав верхней галактики. Даже моложе массивные звезды прячутся в областях, обозначенных красным. Эти звезды освещают свои родовые облака, заставляя их светиться очень специфическим оттенком красного: отпечаток пальца атомы водорода. Область отображается коричневым цветом между два ядра - это то место, где газовые облака от двух сталкивающихся галактик накапливаются.Вот где следующее поколение звезд формирование! Область кажется темной из-за большого количества пыль скрывает формирующуюся и недавно сформировавшиеся звезды из поля зрения. В инфракрасном свете затемнение намного ниже, и мы можем видеть новые звезды освещая их рождающиеся облака.

Антенны, полученные с помощью инфракрасной камеры IRAC на Космический телескоп Spitzer показывает в 30 раз меньше деталей, чем Изображение космического телескопа Хаббла.Не только диаметр зеркала телескопа Спитцера в 3 раза меньше, чем у Хаббла, а также длина волны инфракрасного свет в 10 раз длиннее, чем видимый свет. Этот приводит к уменьшению резкости в 3x10 = 30 раз. Несмотря на меньшая резкость изображения Spitzer-IRAC содержит ценные Информация! Изображение в ложном цвете показывает красный свет производятся молекулами ПАУ указывает, где формируются новые звезды. Синий / белый, на изображении в искусственных цветах показано, где находятся старые звезды: в основном в ядрах двух галактик.Последние появляются желтый на изображении в истинных цветах, сделанном телескопом Хаббл.

Антенны, полученные с помощью камеры для подводного плавания с аквалангом на Джеймсе. Шарнирный телескоп Максвелла (JCMT) показывает в 283 раза меньше деталей чем изображение Хаббла. Длины волн, изучаемые аквалангом в 1700 раз длиннее, чем у видимого света, но это компенсируется увеличенным в 6 раз диаметром Зеркало телескопа JCMT. Это дает 1700/6 = 283 раза более низкая резкость изображения акваланга по сравнению с телескопом Хаббла. изображение.Несмотря на отсутствие разрешения, изображение акваланга содержит ценную информацию о том, где сталкиваясь галактики, самые холодные газовые облака складываются в кучу. Это те места, где со временем сформируются новые звезды! Самая яркая из этих областей соответствует области очень сильного затемнения (с коричневым оттенком) в телескопе Хаббла изображение. В 2010 году, когда ALMA массив телескопов будет завершен, качество изображения на уровне миллиметровые длины волн значительно улучшатся, предлагая Резкость качества Хаббла на этих очень длинных волнах.Для этого диаметр массива ALMA может быть нарастил до 18 км (по сравнению до 2,5 метров для Хаббла)!

Вернуться на страницу ускоренного курса Galaxy

Резкость и фокус • Пиксели и страсть к перемене мест

Люди часто используют резкость и фокус как взаимозаменяемые при просмотре изображения. Хотя они связаны друг с другом, они разные. Резкость - это степень детализации изображения, в то время как фокус - это область, в которой детали находятся на изображении.

Резкость

Мы определяем резкость по двум характеристикам: разрешению и резкости.

Разрешение - это уровень детализации изображения. Он определяется количеством пикселей на сенсоре вашей камеры. Чем больше пикселей у вашего сенсора, тем больше света и деталей может запечатлеть ваша камера. Увеличивая количество пикселей, вы увеличиваете разрешение и потенциальную резкость ваших изображений.

Резкость определяется как степень детализации между объектами на вашем изображении.Степень контраста между каждым пикселем определяет резкость.

Общая резкость изображения определяется PPI вашего сенсора (пикселей на дюйм).

Более высокая резкость приведет к более высокому уровню резкости и большей детализации. И наоборот, более низкая резкость приведет к более низким уровням резкости и уменьшению детализации.

Факторы, влияющие на резкость

Несколько факторов влияют на резкость изображения: датчик, качество объектива и фокус.

1. Датчик

Два качества датчика влияют на резкость изображения: количество пикселей и PPI.

Количество пикселей в датчике определяет разрешение изображения. Разрешение изображения определяет детали вашего изображения. Он также определяет, насколько большим может стать ваше изображение, прежде чем оно станет размытым. Больше пикселей означает более высокое разрешение и больший потенциал резкости.

Число пикселей на дюйм (PPI), часто называемое плотностью пикселей, говорит вам, насколько компактны пиксели в вашем датчике.PPI влияет на резкость, определяя, насколько точно пиксели улавливают свет.

Например, рассмотрим два датчика разных размеров с одинаковым количеством пикселей. У большего сенсора будет меньший PPI, а у меньшего сенсора будет больший PPI.

Более крупный датчик с меньшим PPI дает более четкие изображения, поскольку он может более точно улавливать свет (см. Изображение ниже).

2. Качество линз

Линзы обладают определенной разрешающей способностью.Разрешающая способность определяет, насколько хорошо ваш объектив может преобразовывать детали в цифровое изображение.

Если ваш объектив имеет меньшую разрешающую способность, чем ваша камера, это ограничит резкость ваших изображений. Это означает, что сенсор вашей камеры не будет использоваться в полную силу.

Важно, чтобы используемый вами объектив соответствовал качеству сенсора вашей камеры. Это позволит вам использовать сенсор камеры в максимальной степени резкости.

3. Фокус

Фокус влияет на резкость в том смысле, что резкими могут быть только области, находящиеся в фокусе.Те, которые находятся не в фокусе, будут иметь небольшую резкость или вообще не иметь ее. Хотя уровень резкости может варьироваться в пределах области фокусировки, область фокусировки - это то место, где будут ваши самые резкие элементы.

Focus

Focus - это область, в которой расположены детали. Это точка, в которой световые лучи сходятся на цифровом датчике для создания четкого изображения. Проще говоря, это место на вашем изображении, которое содержит четкое и подробное изображение сцены, которую вы пытались запечатлеть.

Фокус изображения определяется вашим выбором диафрагмы и выдержки.Диафрагма влияет на резкость, регулируя глубину резкости изображения. Скорость затвора влияет на резкость, влияя на размытость изображения.

Факторы, влияющие на фокус
1. Диафрагма

Диафрагма влияет на резкость, регулируя глубину резкости изображения. Глубина резкости - это количество места на вашем изображении, которое является резким или содержит детали. Его также можно описать как расстояние между самыми дальними и ближайшими объектами, которые являются резкими и содержат детали.

Маленькая диафрагма дает изображение с малой глубиной резкости. Изображение с малой глубиной резкости будет иметь небольшую область фокуса (резкость). Малая глубина резкости часто используется при съемке портретов, чтобы сфокусировать объект и размыть фон.

Широкая диафрагма дает изображение с большой глубиной резкости. Изображение с большой глубиной резкости будет иметь большую область фокусировки (резкость). Пейзажные фотографы часто используют большую глубину резкости, чтобы все изображение было резким и в фокусе.

При этом глубина резкости определяет, где будет фокус внутри изображения. Только области в пределах глубины резкости могут быть резкими и в фокусе. Области за его пределами будут не в фокусе и размыты.

Если вы хотите узнать больше о глубине резкости и диафрагме, вы можете прочитать мою статью здесь.

2. Выдержка

Существует два типа движения, которые влияют на фокусировку: дрожание камеры и движение объекта.

Дрожание камеры влияет на фокусировку, создавая размытые изображения.Расплывчатые изображения возникают, когда вы перемещаете камеру, когда затвор все еще открыт. В результате свет распространяется на несколько пикселей, создавая размытие на изображении. Дрожания камеры можно избежать, используя короткие выдержки или штатив.

Движение объекта также может влиять на фокусировку вашего изображения. Если ваш объект движется, вам нужно будет использовать соответствующую выдержку, чтобы заморозить движение.

Например, если ваш объект движется, а скорость затвора слишком мала, ваш объект будет захвачен в нескольких положениях в кадре.От используемой выдержки будет зависеть, будет ли движение на фотографии в фокусе.

Резкость и фокус в Photoshop

Как мы видели, хотя фокус и резкость тесно связаны друг с другом, они совершенно разные.

Чтобы представить то, о чем мы говорили, в перспективе, давайте рассмотрим изображение ниже в качестве примера.

Малая глубина резкости использовалась для того, чтобы поместить ограждение в фокус, в то время как остальная часть изображения оставалась не в фокусе. В этом случае область, содержащая детали, является забором на переднем плане.

На этой фотографии разные уровни резкости. Ограда на переднем плане имеет высокий уровень резкости, а задний план практически не имеет резкости.

Теперь давайте посмотрим, что произойдет с появлением деталей на изображении, если мы увеличим резкость в Photoshop. Ниже я создал соседние изображения до и после. Слева у нас есть исходное изображение, а справа - улучшенная версия того же изображения.

Обратите внимание, что ползунок резкости оказал значительное влияние на ту часть изображения, на которую мы поместили фокус (забор переднего плана и листья).То есть цвет и прожилки листьев стали более выраженными. Однако, если мы переключим наше внимание на фон, мы не увидим аналогичного результата. То есть фон не в фокусе остался нерезким, несмотря на увеличение ползунка резкости.

Главный вывод здесь заключается в том, что, поскольку резкость и фокус не совпадают, настройки резкости не повлияют на фокус.

Компромисс: Резкость и фокус

Теперь, когда мы обсудили, как резкость и фокус связаны друг с другом, вы можете подумать, что для получения наиболее резкого изображения вы можете просто выбрать большую глубину резкости. .К сожалению, это не всегда так.

Выбрать между глубиной резкости и резкостью непросто из-за того, что мы называем дифракцией. Дифракция вызывает компромисс между резкостью и фокусировкой. Позволь мне объяснить.

Дифракция - это искривление или смещение света вокруг твердых объектов. Когда свет попадает на твердый объект, световые лучи разделяются и меняют направление.

В фотографии дифракция возникает, когда свет попадает на части лепестков диафрагмы объектива, когда он попадает в объектив камеры.Это явление известно как дифракция на диске Эйри. Дифракция на диске Эйри приводит к тому, что отраженный от объекта свет распространяется на большее пространство на датчике.

Размер диафрагмы влияет на степень дифракции изображения. Маленькие диафрагмы (большая глубина резкости) будут давать больше дифракции, чем широкие диафрагмы (узкая глубина резкости). Дифракция усиливается с меньшими апертурами, потому что меньшее отверстие заставляет больше света попадать на лепестки диафрагмы.

Таким образом, хотя меньшая диафрагма обеспечивает большую глубину резкости и большие области фокусировки, она также создает большую дифракцию.Это означает, что когда вы решаете увеличить область фокуса изображения, используя большую глубину резкости, вы также непреднамеренно уменьшаете резкость изображения. Это большая часть изображения, которое вы хотите в фокусе; тем менее резким будет изображение в целом.

Давайте посмотрим на изображение для четкого понимания. Вы можете видеть, что при дифракции свет распределяется на несколько пикселей. Это приводит к тому, что свет из разных областей сцены захватывается несколькими пикселями, уменьшая детализацию и резкость фотографии.В идеале пиксель должен удерживать свет, не растекаясь. От минимального до полного отсутствия кровотечения получается изображение с максимальной резкостью.

Итак, как выбрать лучшую диафрагму? Это будет сильно зависеть от ваших потребностей в фотографии и вашего объектива.

Aperture Sweet Spot

Вы можете почувствовать себя немного беспомощным, прочитав разницу между диафрагмой и резкостью. Хотя идеального решения этой проблемы не существует, понимание вашего объектива может помочь вам частично решить ее.

Считается, что линзы имеют оптимальную диафрагму. При этой настройке диафрагмы ваш объектив будет создавать самые резкие изображения с самой широкой глубиной резкости.

Обратите внимание, что золотая середина не универсальна; это зависит от используемой камеры и объектива. Есть два способа определить золотую середину вашего объектива: самопроверка или практическое правило.

Оптимальное место для диафрагмы: Самотестирование

Вы можете проверить оптимальное значение для диафрагмы простым и эффективным способом.Все, что вам нужно сделать, это сделать снимок при каждой настройке диафрагмы, сохраняя все остальные переменные постоянными.

При самотестировании выберите сцену, в которой различия в деталях и фокусировка будет легко заметна. Мне нравится использовать газету, потому что цвет и детализация позволяют легко различать различия в каждой апертуре.

После того, как у вас будет фотография для каждой диафрагмы, загрузите свои изображения и сравните разницу в резкости на каждом изображении. Отсюда вы можете определить, какая диафрагма имеет лучшее соотношение глубины резкости и резкости.

Лучшее место для диафрагмы: практическое правило

Если у вас нет времени на проверку камеры или вы предпочитаете не проверять объектив, воспользуйтесь общим практическим правилом. Эмпирическое правило гласит, что зона наилучшего восприятия объектива обычно находится на расстоянии 2-3 ступеней от максимального значения диафрагмы.

Если максимальная диафрагма вашего объектива составляет f / 2,8, оптимальное значение будет между f / 5,8 и f / 8. С другой стороны, если у вашего объектива максимальная диафрагма f / 4, оптимальное значение будет между f / 8 и f / 11.

Используя эту информацию, вы можете решить, какая диафрагма лучше всего подходит для сцены, которую вы пытаетесь снять.

Фотографии нужны

Решая, какую настройку диафрагмы вы хотите использовать, вы всегда должны учитывать, что вам нужно для фотографии.

При съемке вы должны решить, от чего ваша фотография больше всего выигрывает: резкости или фокусировки. Ваша цель - максимизировать резкость или максимальную фокусировку, или где-то посередине?

Если вы фотограф-портретист, эта проблема вряд ли коснется вас, потому что вам редко потребуется использовать большую глубину резкости, которая снизит резкость вашего изображения.

С другой стороны, если вы пейзажный фотограф, эта проблема затрагивает вас чаще. Фотографам-пейзажистам часто нужно принимать во внимание резкость и фокус, которые лучше всего соответствуют их потребностям.

Резкость изображения это: резкость изображения — это… Что такое резкость изображения?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Пролистать наверх