Об антагонизме резкости и детализации отпечатков

Коллеги, вопросы зрительного восприятия сцен и изображений сцен в контексте резкости и детализации изучаются таким разделом науки о зрении как spatial vision -- пространственное зрение (не путать со зрительным восприятием объема). Этот раздел настолько сложен и обширен, что в самом скромном и общем своем представлении занимает около 200 стр. текста с иллюстрациями.

Вопрос о том, подвергает или не подвергает наше зрение сцену гармоническому анализу (анализу Фурье) остается по сей день открытым, и даже самые светлые и продвинутые умы в этой области не могут дать точного ответа.

Не может его дать, разумеется, и ваш покорный. Тема настолько сложна, что даже на своих курсах по digital color management я вынужден обходить ее молчанием, ограничиваясь двумя-тремя общими фразами.

По случайному стечению обстоятельств именно в данный момент я занимаюсь переводом на русский язык материалов, объединенных общим названием "Spatial Vision". С трудом продираясь сквозь тонкости психофизики и нейрофизиологии я смог в твердости (пока!) вынести следующее.

Если допустить, что в зрительном акте гармонический анализ пространственных стимулов имеет место, то:

Оптическая основа визуальной детализации -- пространственная частота элементов изображения. (Напомню: сцена состоит из объектов; изображение сцены -- из элементов; зерно фотопленки или пиксел -- суть элементообразующий примитив);

Оптическая основа визуальной резкости -- краевой яркостный контраст.

Едем дальше.

Если взглянуть на график MTF зрительной системы человека, то легко убедиться, что зрительный отклик прогрессивно падает по мере роста пространственной частоты элементов изображения.

Удобства ради (!) сделаем допущение, что энергетический (яркостный) контраст на краях этих элементов не меняется. Стало быть сказанное можно в черне проиллюстрировать следующим примером:



Именно поэтому, ИМХО, чем выше детализация, тем выше ощущение мыльности, т.е. тем ниже визуальная резкость.

Чтобы уйти от ощущения мыльности, нам придется, либо усилить краевой контраст -- а это далеко не всегда возможно, скорее наоборот, либо... укрупнить края:



Выполнить укрупнение можно двумя путями: либо подойти поближе к отпечатку, либо (угробив часть детализации) подшарпить края.

___________________________________________________________

А дальше сугубо частное богословское мнение (без претензии -- так сказать, "чистый Шадрин"): найти желанный компромисс, имхо, почти невозможно -- либо детали до тычинок, либо визуальная резкость.

Сторонники детализации любят подойти поближе и подвести поближе зрителя. Скромно замалчивая при этом явное мыло с обычных просмотровых расстояний.

Обычные же люди смотрят абы как -- как удобно.

Что получается?

Верные шадринцы (правда, в лице одного лишь Шадрина) кричат: "Не фиг рассматривать зерна! Отойдите на нормальное просмотровое расстояние!". Как знаменем при этом размахивают Батсом и Академией художеств.

Верные боровковцы лукаво улыбаются и говорят: "А вы поближе подойдите!".

А вот теперь без обид. (Сказанное НЕ относится к ув. коллегам: ДМБ, abc373 и A Bor).

Есть у меня подозрение, что фразу "А вы поближе подойдите!" подсознание заканчивает так: "А вы поближе подойдите -- посмотрите, какая у меня классная оптика!"

Вот такие мысли.

У меня никак не пропадает ощущение что вы занимаетесь наукой ради науки.
Потому что практического применения вашим выводам я не вижу.
Практика: есть у меня прекрасная СФ мыльница Искра. Всем хороша, но вот всё таки с приличных камер порезче картинка получается. И озаботился я чем то таким же, но порезче. Купил СуперИконту. Из вашей теории получается зря. Получается что слайды при просмотре через проектор и отпечатки с Искры должны смотреться лучше чем с Броники, Яшики и пр. Но в жизни у меня ВСЁ НАОБОРОТ!

[quot]"либо детали до тычинок, либо визуальная резкость..."[/quot]

Этой дилеммы как-то не наблюдалось в эпоху оптической фотопечати.

Но проблематика в полный рост возникла при печати цифровых данных на растрирующих устройствах. Поскольку проблема видимо чисто цифровая, может лучше открыть обсуждение на форуме "Цифровая обработка изображений".Там больше людей, которые поднаторели в именно решении препресс-вопросов, но совершенно не заглядывают в заповедник пленочников СФ/БФ...

Цитата:

от: pilligrim
Из вашей теории получается зря.

Во-первых, теория не моя. Во-вторых, краевой контраст, который дает хорошая оптика намного выше, чем дает мыльница. Так что все "по науке" :)
Господа: резкость и детализация -- это совершенно разные вещи, более того -- антагонистичные до опрделенного предела.

Цитата:

от: abc373
Этой дилеммы как-то не наблюдалось в эпоху оптической фотопечати.

Не соглашусь. Об оптической печати есть романтическое воспоминание. Но мне приходилось сравнивать оптические отпечатки, облитые соплями и слезами с их цифровыми собратьсями. По уровню детализации -- небо и земля (при одинаковом увеличении).

Особняком стоит контактная печать. Не готов обсуждать. Скажу лишь то, что смотрят такие снимки с малых расстояний.

[quot]Поскольку проблема видимо чисто цифровая, может лучше открыть обсуждение на форуме "Цифровая обработка изображений".Там больше людей, которые поднаторели в именно решении препресс-вопросов, но совершенно не заглядывают в заповедник пленочников СФ/БФ...[/quot]
Возможно, что издержки растрирования (и вообще автотипия как таковая) вносят определнный вклад в этот феномен. Но на мой взгляд прежде нужно изучить сами визуальные понятия "резкость" и "детализация", их физическую и физиологическую подоплеку.

На форуме по "цифре" мне делать нечего и уж тем более с этой темой. :) Эта тема о зрении и зрительном восприятии в первую очередь.

Цитата:

от: pilligrim
У меня никак не пропадает ощущение что вы занимаетесь наукой ради науки.

Мне обидно это слышать, потому что я в первую очередь практик, причем с большим стажем. Но помимо практического результата мне хочется ПОНИМАТЬ суть происходящего, поэтому наряду с практикой сканирования, обработки и печати я занимаюсь дОбычей знания.

В нашей стране, к сожалению, на всех, кто хочет не только уметь, но и знать -- автоматически вешают презрительное клеймо "теоретика". Такова наша культура. Это печально.

Приношу извинения если чем то задел. Небыло такой цели.

Но из выше высказанного напрашивается сам собой вывод - нефиг гнаться за детализацией. Резкость поднимем уншарпом и зритель будет доволен.

Если вы не теоретик то после столь фундаментальных трудов хотелось бы получить простого практического вывода.

имхо в данном случае рассматриваются детали изображения, не несущие сюжетной или композиционной нагрузки (ибо речь идет о совсем мелкой деталировке вроде краевой резкости 14892-го листика в левом верхнем углу картинки)

а они должны оцениваться (опять же имхо) не с точки зрения различимости так сказать "персональной" вот, мол, я - трещинка на коре дуба!, а скорее - различимо ли присутствие фактуры на отпечатке

а тогда, думаю, стоит заметить, что фактурка-то - это... штука важная! не?

Цитата:

от: pilligrim
Если вы не теоретик то после столь фундаментальных трудов хотелось бы получить простого практического вывода.

Простой вывод, на мой взгляд, таков: принять тезис о том, что фотография -- это создание полотна; определить целевое расстояние просмотра и из ходя из этого рассчитывать уровень детализации и, следовательно, пространственное разрешение оцифровки и силу шарпинга.

Я руководствуюсь либо полутора диагоналями, либо длинной стороной. Подробнее в статье по резкости и детализации.

вы уже надоели все.

Добрый день!

Меня не покидает ощущение, что модель является сильно упрощенной. Мы имеем дело не с дискретными, а (квази)непрерывными изображениями (в том числе и в результате оцифровки). Именно поэтому тоновые переходы очень важны (в озвученной теории о них ни слова). Если мы огрубляем картинку на стадии оцифровки (неважно какой сканером или камерой), мы, по моему, теряем детали (яркостные и хроматические переходы), которых нам при дальнейшей обработке и печати не будет хватать.

Мне кажется, правильнее все же осмысленно жертвовать деталями (детализацией отдельных элементов) при обработке изображения в угоду контрасту. Имея более детальное изображение изначально, мы получаем бОльшую свободу действий.

Еще один момент, требующий учета. Исходная сцена не плоская. Мы переносим ее на плоскость, жертвуя бОльшим числом деталей на заднем плане и меньшим - на переднем.

Цитата:

от: AlexeyE
Меня не покидает ощущение, что модель является сильно упрощенной.

Не то слово, Алексей. Это лишь то немногое, в чем я сегодня разобрался, читая и переводя материалы по зрению. Там уйма тонкостей и познакомиться с ними можно будет лишь спустя месяц и в черновом варианте перевода.

Поэтому, ув. господа, вы как-то спешите обозвать сказанное мною "теорией". :) Это даже не концепт -- это лишь пара мыслей, которые в целом не оспариваются современными визиологами. И всё. И попытка хоть что-то понять на базе столь скромного знания.

На сегодня мне видно только то, что обеспечение фактически высокой дтализации отпечатков некрупного размера (скажем 60х90 см) по методу "Бор и Бор", назовем его так этот метод, ведет к визуальной мыльности с нормальных (общепринятых) просмотровых расстояний и ее пропаданию при рассматривании с близких расстояний. Именно поэтому я не склонен объяснять сей "феномен" одними лишь издержками автотипии (растрирвоания), но все же, в первую очередь, особенностями зрительного восприятия двухмерных изображений.

AlexeyE: с дальнейшими Вашими рассуждениями согласен.

Цитата:

от: Алексей Ковалёв
вы уже надоели все.

А мне надоел футбол еще 43 года назад. Хорошие новости! -- его можно просто не смотреть. К этому удивительному выводу я пришел совсем недавно -- 42 года назад.

Цитата:

от:Alexey Shadrin
Мне обидно это слышать, потому что я в первую очередь практик, причем с большим стажем. Но помимо практического результата мне хочется ПОНИМАТЬ суть происходящего, поэтому наряду с практикой сканирования, обработки и печати я занимаюсь дОбычей знания.

В нашей стране, к сожалению, на всех, кто хочет не только уметь, но и знать -- автоматически вешают презрительное клеймо "теоретика". Такова наша культура. Это печально.

Подробнее

Алексей.
В тутошней аудитории вы не найдете себе подходящих собеседников.
Помните анекдот про то, что чукча не хочет быть читателем, а хочет быть писателем? Вот именно такое у наших фотографов отношение к фотографической грамотности. Все так крутЫЫЫЫ, что западло мозги напрягать. Всем все понятно, типа, на глаз. А глаз, как известно, у каждого свой. Как и ум...
Посему, вы пожалуйста продолжайте ваши публикации. Вас с удовольствием читает большая аудитория людей, которые просто не фигурируют тут, как зарегистрированные имена.

Цитата:

от:Alexey Shadrin
Во-первых, теория не моя. Во-вторых, краевой контраст, который дает хорошая оптика намного выше, чем дает мыльница. Так что все "по науке" :)
Господа: резкость и детализация -- это совершенно разные вещи, более того -- антагонистичные до опрделенного предела.

Подробнее

Резкость и детализация - действительно разные вещи. Но не антогонистичные. Повышение делализации ведет к повышению резкости. И во времена оптической печати проблемы этой как таковой не было. Но резкость понятие субъектиное и зависит как от детализации, так и от контраста. Контрастный отпечаток всегда кажется более резким и при оптической печати, по стравнению с более мягким отпечатком.
Шарп не резкость повышает - а микроконтраст. А вот микроконтраст и детализация могут быть в антогонизме ибо из-за высого контраста исчезают полутона и соответственно детали в полутонах. Особенно мелкие детали.
И мыльным смотрится как раз изображение с малым микроконтрастом.
А почему при оптической печати поблемы не было, потому что можно было повысить контраст всего изображения в целом, а не контраст переходов светлое-темное.

Цитата:

от: Лузан Александр
Повышение делализации ведет к повышению резкости.

Да, конечно. Но до определенного предела. Потом кривая пойдет вниз. Где этот предел? Думаю, его можно примерно прикинуть из кривой MTF зрительной системы (только, пожалуйста, не называйте эту кривую "MTF глаза" -- очень прошу).

Вот эта кривая:



[quot]Шарп не резкость повышает - а микроконтраст.[/quot]
Вы же сами сказали: "резкость понятие субъективное". Повышение микроконтраста ведет к повышению ОЩУЩЕНИЯ резкости, то есть к росту визуальной резкости (visual sharp). То есть, чтобы усилить ощущение резкости мы манипулируем краевым контрастом с помощью инструмента Unsharp mask.

[quot]И мыльным смотрится как раз изображение с малым микроконтрастом. [/quot]

В том числе. Но график визуальной резкости -- это трехмерный график: по одной оси -- яркостный контраст; по другой -- пространственный размер; ну, а по ординатам -- визуальная резкость.

Теперь для простоты представим себе, что некая супер-пупер печатающая система смогла удержать краевые яркостные контрасты на всех пространственных частотах в изображении (это невозможно, но давайте вообразим). Так вот визуальный контраст на мелких деталях все равно начнет падать (см. график вверху), несмотря на постоянство краевого контраста (о чем мы только что договорились условно). Следовательно, падать начнет и визуальная резкость, то есть -- расти "мыльность".

Ну, вот, имхо, отличная иллюстрация сказанного:

Пространственно-контрастная решетка.

Фотометрический контраст решетки растет сверху вниз. Вверху 0 контраста. Внизу -- 1.

Пространственная частота растет слева направо.

Хорошо видно, как распределены визуальные ощущения. График чувствительности к контрасту при этом будет представлять собой выпуклую поверхность, возвышающуюся над поверхностью монитора. То есть, ось визуальной чувствительности перпендикулярна плоскости вашего экрана.

Можно пройти по самому низу слева направо, чтобы почувствовать падение визуального контраста между штрихами (при том, что контраст фотометрический остается постоянным), то есть убедиться в том, о чем я и толковал в самом начале.

А если пройти снизу вверх, то убедиться в том, о чем толковали вы, Александр.

Цитата:

от: Омельченко Юрий
Посему, вы пожалуйста продолжайте ваши публикации. Вас с удовольствием читает большая аудитория людей, которые просто не фигурируют тут, как зарегистрированные имена.

Отрадно слышать. Спасибо.

Цитата:

от:Alexey Shadrin
Ну, вот, имхо, отличная иллюстрация сказанного:
...
Можно пройти по самому низу слева направо, чтобы почувствовать падение визуального контраста между штрихами ...

Подробнее

Это неправильные пчелы:)
Как ни смотрю на это картинку, не выходит убедить себя, что наибольший контраст слева. Для меня он примерно в центре. Чем это вызвано? - отсутствием достаточного краевого контраста.

Цитата:

от: AlexeyE
Это неправильные пчелы:)
Как ни смотрю на это картинку, не выходит убедить себя, что наибольший контраст слева. Для меня он примерно в центре.

Ну, конечно примерно в центре, может чуть сдвинут влево -- посмотрите на график MTF: видите, там по оси абсцисс отложена пространственная частота. Максимум чувстительности приходится не на самые низкие частоты (1-2-3 цикла на гр.), а выше, то есть -- правее, примерно на 5. Подогнать картинку к графику можно в точности, если второй-третий слева штрих выставить на 5 градусов визуального угла. Но это возня, не будем морочиться. Важно показать сам факт: после экстремума идет падение по мере роста простр. частоты.