Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Первая различимая ступень яркости Е, = Е„„+ аЕ „=(! + о)Е . Следующая ступень яркости Еа будет также определяться приращением яркости первой ступени на величину оЕ;. Š— Е,+оЕ,=(!+о)Ч. и т.д. Наконец, последняя ступень яркости Е = (1 + в) Е ., отсюда число ступеней ~'так и! или число градаций А определится как А = ()п — )/1п(! + о). Е . Разлагая !п(!+о) в ряд н ограничиваясь первым членом этого ряда вследствие малости а, получаем ! ~Е г/Е„Ь) 2,З А еа га -'-!в" —. о о Е г, (2.5) В природе, окружающей человека, яркость может изменяться в 10а раз.
Зрительная система неспособна одновременно воспринять весь этот диапазон изменения яркости и сужает диапазон освещенностей на сетчатке благодаря адаптации — приспособлению к различным яркостям. Адаптация происходит за счет снижения освещенности сетчатки путем непроизвольного изменения диаметра зрачка (быстрая адаптация) и выработки глазного пурпура — нейтрального поглошающего фильтра на поверхности сетчатки (медленная — инерционная адаптация).
Полагая, что максимальный контраст, ограничиваемый глазом„ Е,/Е, =!00, а в = 005, получаем, что максимальное число града- з., зз.. йзз з .!. з ~йзз~йп ззнь кзр (2.6) цнй, которое глаз будет различать при данных условиях, А=2,3!н)00/0,05 яи 92. Яркостными параметрамн ТВ изображения являются его средняя яркость(яркость адаптации) Е„„ы максимальная яркость Е„, „контраст Й = Е„ /Ь„, и число полутонов — различимых градаций яркости А . Средняя яркость, соответствующая наилучшему восприятию, зависит от условий наблюдения, свойств зрения и от содержания изображений. Практикой установлено, что средняя яркость с. =30 кд/ма вполне достаточна для наблюдения изображения и рассматривания его деталей без особого утомления зрения. При этом яркость в белых местах изображения может достигать Е„з „=!00...300 кд/м'.
Изображение одной и той же сцены будет иметь различную среднюю яркость в зависимости от того, в какое время дня она воспроизводится: в солнечный полдень или в сумерки. Но в каждом изображении в большинстве случаев должны быть детали с яркостью, близкой к Е Средняя яркость ТВ изображения должна изменяться при измейейий средней яркости передаваемого объекта. Для этого по каналу связи от телевнзионногоцентра наприемникпередаетсясигнал,пропорциональный средней яркости оригинала (см.
гл.14), Прн воспроизведении ТВ изображений динамический диапазон изменения яркости — контраст й„з и число воспроизводимых градаций А ограничиваются: параметрами кинескопа: размером экрана, максимальной нркостью Е„, .„контрастом в крупных и мелких деталях и др. (см. гл.7); рациональным выбором режима работы кинескопа: яркостью н контрастностью (размахом ТВ сигнала при фиксированном уровне черного), устанавливаемых с помощью оперативных органов управления; условиями наблюдения изображения: расстоянием рассматривания, внешней и внутренней (от соседних участков) паразнтными засветками экрана, размерами деталей и всего изображения в целом; повышением значения порогового контраста зрительной системы нз-за ухудшения условий наблюдения и др.
Паразитные засветки Е„. снижают контраст репродукции й, который в свою очередь в большинстве случаев меньше контраста оригинала йо. стными параметрами. Последнее производится с помощью специфического освещения передаваемых сцен в соответствии с замыслом творческих работников — режиссеров н операторов, а также с помощью ручного или автоматического изменения параметров оптической системы (диафрагмированием, использованием светофильтров и т.д.), оежима работы передающих трубок, уровня черного, контраста н т.д. 1121 Перераспределение градаций по динамическому диапазону изменения яркости ТВ изображения осуществляется с помощью изменения формы характеристики передачи уровней яркости системы (от "света до света") в так называемых гамма-корректорах (см.
гл.14). Эта характеристика, за исключением небольшого участка вблизи уровня черного, может быть аппроксимирована степенной функцией — '--(-'-.)" (2.7) где з'.и, Е„, — яркости объекта и ТВ изображения соответственно. Очевидно, что при у, = 1 имеет место линейная зависимость яркости деталей изображения от яркости соответствующих деталей оригинала Š— Е т.е. пропорциональное воспроизведение полутонов по всему диапазону изменения яркости репродукции (рис. 2.7). Однако в этом случае, если А„, с- А„, то несколько градаций объекта воспроизводятся лишь как одна градация репродукции.
Как следствие, р аспочнаваемость объектов ухудшается. При у,(1 эа счет увеличения крутизны характеристики в области уровня черного подчеркивается различие и улучшается опознавание мало освещенных деталей, ио за счет уменьшения полутонов и ухудшения распознаваемости деталей, яркость которых лежит вблизи уровня белого. При Т,)1 улучшается опознавание "белых" деталей (за счет "черных").
Этот случай наиболее приемлем не только для черно-белых, но и для цветных кино- и ТВ систем, несмотря на некоторые искажения цветности объектов, так как сюжетно важные детали, как правило, находятся в области большей освещенности. Практикой кино и ТВ установлено, что наилучшее качество изображения в большинстве случаев наблюдается при у, = 1,2 ... 1,3. рис.З.У. форма карактеристнкн передачи уровней ярко. сти ТВ снсзчмы прн различны* знвченияк тз т еадгзю Перечисленные причины приводят к тому, что в репродукции на экране кинескопа в соответствии с (2.5) уменьшается и число градаций оригинала Ао т.е.
А„. с.А . Поэтому повысить качество изображения в ТВ системе можно только за счет улучшения параметров кинескопа, перераспределения градаций по динамическому диапазону изменения яркости репродукции Е ..Х и адаптацией ТВ системы при формировании сигнала на Ть( к койкретным передаваемым изображениям из широкого ансамбля изображений с разными ярко- 2.3. ВОСПРИЯТИЕ ЦВЕТА И ОБЪЕМА Восприятие цвета. Ощущение белого цвета соответствует раздражению сетчатки зрительной системы световым потоком, имеющим равномерный спектр в видимом диапазоне Хж 380...780 им. Равные по мощности, но различные по спектральному составу световые раздражения вызывают различное яркостное восприятие.
Относительное визуальное восприятие яркости и зависимости от длины волны т(Х) (см. рнс. !.З,б) характеризует относительную слектральную чувствительность глаза и называется кривой относительной видности. Макси мум чувствительности лежит в области А = 555 нм (желто-зеленая область). Как в сторону коротких волн (сине-фиолетовая область):, так и в сторону длинных волн (красная область) чувствительность зрительной системы падает. При наблюдении окружающего мира глаз видит предметы, отличающиеся не только по яркости, но и по окраске. При этом их можно сравнивать как по цвету, так и по условной яркости — светлоте.
Например, два равноизлучающих поля (желтое и синее) воспринимаются как поля с разной светлотой. При воспроизведении изображений водном цвете наблюдательлншеи возможности сравнивать предметы по их окраске и может отличать их лишь по светлоте. Ощущение цвета возникает при раздражении сетчатки световым потоком с резко выраженной неравномерностью спектра. Дополнение в любого цвета белым не меняет его цветового тона, а создает лиш печатление блеклой окраски (пастельного цвета).
Таким образом, физиологически (субъективно) световой поток характеризуется светлотой — определенным количеством цветового излучения, эквивалентным излучению некоторого поля серой шкалы, н цвегносгью — качественным отличием данного цвета от других. Цветность светового потока, в свою очередь, определяется цветовым тоном и насыщенностью. Цветовым тоном называют характерное свойство потока, отличающее его от белого и серого, а насыщенностью — степень различия ощущения цветности данного излучения от ощущения цветности белого.
Физическими (объективными) параметрами светового потока являются: яркость 1., доминирующая длина волны к-доминанта н чистота цвета р, определяющая степень разбавленности его белым. Доминанта, т.е. длина волны монохроматнческого излучения Х, которое в смеси с белым создает ощущение данного цвета, численно определяет его цветовой тон, а чистота цвета р численно определяет насыщенность цвета и равна отношению яркости спектрального цвета М.з к суммарной яркости смеси: р=т.к/(СХ + ьо), где (.а — яркость белого цвета, входящего в смесь.
Каждый из субъективных параметров является качественным отражением в нашем сознании соответствующих физических параметров светового потока. Между объективными и субъективными параметра ми существует качественное соответствие, но отождествлять их нельзя. ь 45 Рнс. 2.8.
Крнаые чуастантельно- ~~ Ва стн глаза к осноаным цветам: сн. 'ц нему В,зеленомуб,красному к чв 42 б 440 Ваб 452 45б дбс З,млм Виан- - Зеле буллс блан- Краб а с й и, т„,с лглб,/й „„й В основе изучения цветового зрения лежит трехкомпонентная теория цветового восприятия, высказанная русским ученым М.В. Ломо. носовым еще в 1756 г. и наиболее полно разработанная спустя более полутора столетий Г. Гельмгольцем. Трехкомпонентная теория допускает существованяе в нашем органе зрения трех видов рецепторов, селективно (раздельно) реагирующих на красный К, зеленый О и синий В цвета (рнс. 2.8).
Масштаб кривых выбран таким, чтобы ограничиваемые ими площади были равны в предположении, что одинаковое возбуждение всех трех приемников вызывает ощущение белого цвета. Существует ряд других теорий светового восприятия — четырехкомпонентная, семиком понентная, а в последнее время разрабатывается нелинейная теория восприятия цветов. Однако в теории и практике цветного телевидения, цветных фотографий и кино в настоящее время широко используется трехком понентная теории цветового зрения. Согласно ей красный )г, зеленый б и синий В цвета являются основными, взаимонезависимыми, т.е. ни один из них не может быть получен путем смешения двух других.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
