FOTOGRAFIE
Fotografie
1
Klasická analogová fotografie
Fotografie
2
BW fotografie Filmový materiál - proces negativ / positiv vývojka - redukční ustalovač řez černobílým negativním filmem
a b
c
a - citlivá vrstva o tl. 8 + 40μm b - pojivo c - podložka d - antihalační (isolární) laková vrstva
d
Fotografie
3
BW fotografie Záznam obrazu - změna absorbce, transparence nebo reflexe vlivem expozice fotocitlivý materiál - halogenidy stříbra operace
- expozice světlem - chemické vyvolání - ustalování (odplavení neexponovaného AgBr)
vrstva želatiny + krystalky halogenidu Ag (např. AgBr) kvantová účinnost cca 1% (tzv. vlastní citlivost) fotografická citlivost - závisí na rozměrech zrn, vždy celé zrno
Fotografie
4
BW fotografie Fotolýza
AgBr + hν → Ag + + Br −
fotosenzibilace - orto, pan - chromatický materiál 400, 500, 600 nm emulse - reakce
AgNO3 + KBr → AgBr + KNO3
latentní obraz - vyvolání redukčním činidlem - pyrokatechin, hydrochinon (deriváty benzenu) - katalyzátory - zásaditý roztok X2CO3, XOH X=Na, K - konzervace proti vzdušnému kyslíku NaSO3 - potlačení vzniku závoje KBr - ustalování - rozpuštění nerozloženého AgBr roztok Na2S2O3 Fotografie
5
BW fotografie Barevný film spektrální citlivost negativu
spektrální absorbce
Fotografie
6
BW fotografie
Barevný film
o a b c d
třívrstvý negativ
e
o - ochranná vrstva a - vrstva citlivá k modrým paprskům b - žlutý filtr c - vrstva citlivá k zeleným paprskům d - vrstva citlivá k červeným paprskům e - filmová podložka f - isolární laková vrstva
f
pozitivní materiál
o a b c
d
o - ochranná vrstva a - AgCl vrstva citlivá k zelené G, málo k modré B b - AgCl vrstva citlivá k červené R c - AgBr nesenzibilovaná vrstva citlivá k modré B d - filmový podklad e - laková isolární vrstva
e
Fotografie
7
BW fotografie Barevný film inverzní materiál
o a b c d e
f
o - ochranná vrstva a - vrstva citlivá k modrým paprskům B b - žlutý filtr c - vrstva citlivá k zeleným paprskům G d - vrstva citlivá k červeným paprskům R e - isolární vrstva - koloidní Ag f - podložka
Fotografie
8
Osvit - expozice Sensitometrie osvit, expozice H = E.t optická hustota, denzita D = - log T resp. D = - log ρ
T - transparence ρ - reflexe
měření - denzitometr, rozptylná hustota, sensitometrický klín sensitometrická charakteristika G = tg α, G = 0,6 až 0,8 G - střední strmost D0 - hustota závoje A - práh zčernání Dmax - maximální hustota I - bod inercie
Fotografie
9
Osvit - expozice Stanovení citlivosti filmu - dvě stupnice logaritmická DIN
s = 1 + 10 log(0,8/HM), HM ~ D = D0 + 0,1
lineární ASA
g = 0,62, g - průměrný gradient (body M,N)
Fotografie
10
Osvit - expozice
Fotografie
11
Osvit - expozice
Fotografie
12
Osvit - expozice
• součin osvětlení a času (EV Exposure Value) • N – clonové číslo, t - čas • EV = log2( N2/t ) = 2 log2N - log2t • EV = log( N2/t ) / log 2 • kompenzace +1EV ~ 2x větší expozice • EV úroveň osvětlení
Fotografie
13
Osvit - expozice
• pro 100 ASA a EV 0 při cloně 1,0 čas 1s • osvětlení EV n je světla 2n krát více • EV 0 představuje úroveň osvětlení o hodnotě 2,69 luxu • E [lux] = 2,69 . 2 EV při 100 ASA • E [lux] = 2,69 (100/ISO) N2/t • t = (100/ISO) N2/2EV
Fotografie
14
Osvit - expozice
Citlivost filmu • DIN, ASA, GOST, BSI atd. • ISO - ISO 100 nebo ISO 21st. nebo ISO 100/21 st. • ISO 6 standard nebo ČSN 66 6625 • aritmetická stupnice • logaritmická stupnice • stanovení expozice - expozimetr (spotmetr)
Fotografie
15
Fotografická kamera
Fotografie
16
Kinematografická kamera
Fotografie
17
Digitální fotografie
Fotografie
18
Syntéza obrazu
Záznam, Přenos Komprese, Kvantizace, Transformace barev
Vstupní zpracování
Výstupní zpracování
Segmentace
Snímání obrazu
Kamera
Digitální část
Fyzické medium
Papír, Film, Scéna
Analogová část
Tiskárna, Displej
Úprava obrazu
Papír, Film, Displej
Fyzické medium
Vidění
Fotografie
19
Digitální fotografie Senzitometrická charakteristika digitálního fotoaparátu
Přepaly – prodloužení charakteristiky
Fotografie
20
Digitální fotografie Obrazové senzory digitálního fotoaparátu
citlivost
1 0,9 0,8
G B R
0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 400
500
600
700
800 900 1000 1100
λ [nm]
Spektrální charakteristiky filtrů
Bayerova konfigurace
Fotografie
21
Digitální fotografie 400 pixelú 400bodů
400 pixelů
OTF 1
+ 0
PTF
-
+
-
0
Konvoluce Konvoluce Předmět Objekt
Obraz Obraz
* Konvoluční Konvoluční maska jádro ⎡1 ⎢ 1 ⎢1 k16 = 256 ⎢# ⎢ ⎣1
1 1 # 1
" " % "
1⎤ 1⎥⎥ #⎥ ⎥ 1⎦
Fotografie
22
Zobrazování ve fotografii • hloubka ostrosti • hyperfokální vzdálenost h – mez pásma ostrosti pro objektiv na nekonečno
f2 f2 h= neboN = N .c ch
F - ohnisková vzdálenost, N - clonové číslo, c - přípustný průměr rozptylového kroužku C ~ 0,03 mm pro kinofilm • bokeh – tvar rozoostřených částí snímku
Kalkulátor - ukázka
Fotografie
23
Zpracování obrazu v digitálním fotoaparátu I. • řízení expozice • ostření - obsah harmonických, ultrazvukové, • předzpracování - linearizace, proud za tmy, flare • vyvážení bílé • demosaicking - interpolace • transformace barev - RGBu - RGBs ostření
• postprocessing - eliminace artefaktů, zostření hran předzpracování
vyrovnání bílé
interpolace
transformace barev RGBc RGBu
řízení expozice displej konverze, uložení
postprocessing
Fotografie
transformace barev RGBu RGBu
24
Digitální fotografie Zpracování obrazu v digitálním fotoaparátu II. • komprese - RAW formát • bracketing - expoziční, vyvážení bílé • paměťové karty CF,xD ........ • EXIF Exchangable Image File - datum, soubor, fotoaparát atd. • tisk fotografií – správa barev
Fotografie
25
FOTOGRAFIE
Fotografie
26
Digitální fotografie Compact
Fotografie
27
Digitální fotografie
Fotografie
28
Digitální fotografie
Ukázka Hasselblad - středoformát Fotografie
29
Digitální fotografie
Fotografie
30
Digitální fotografie
Fotografie
31
Digitální fotografie
Fotografie
32
Digitální fotografie
Stabilizace obrazu
Fotografie
33
Fotografie
34
Scanner
Fotografie
35
Digitální fotografie
Postprocessing - ukázky
Fotografie
36
Základní problémy
• zoom – zorný úhel objektivu • aberace (barevná vada) • rozostření rohů • vinětace (ztmavení rohů) • poduškovité či soudkovité zkreslení • světelnost
Fotografie
37
Zorný úhel - vliv
Objektiv – ohnisková dálka 50 mm, zorný úhel 45°
Fotografie
38
Zorný úhel - vliv
Ohnisko objektivu
Zorný úhel přepočtený na 35mm
12mm
122°
24mm
84°
35mm
63°
50mm
47°
70mm
34°
105mm
23°
135mm
18°
200mm
12°
300mm
8°
Objektiv – ohnisková dálka
Fotografie
39
Perspektiva
Perspektiva – změna při změně ohniskové vzdálenosti Fotografie
40
Chromatické vady
Chromatická aberace
Fotografie
41
Ohyb na cloně
Fotografie
42
Vinětace
Fotografie
43
Vyvážení bílé – barevná teplota osvětlení
denní světlo
žárovka
Fotografie
44
Digitální fotografie Systémové řešení
Fotografie
45
HOLOGRAFIE
Fotografie
46
Reference • IEEE Signal Processing Magazine, 22, 1, Jan.2005 • R. Pihan, www.fotografovani.cz • D. Filipi, www.fotografovani.cz • J. Turčajová, www.paladix.cz • J. Šmok, Začněte fotografovat, SNTL, 1983 • J. Nakamura, Image Sensors and Signal Processing for • digital cameras, Taylor & Francis, 2006
Fotografie
47
