kontrast

Kontrast ( lånt fra den italienske kontrasten 'kontrast' til latin kontra 'mot' og stirrer 'stående' ) beskriver forskjellen mellom lyse og mørke områder i et bilde (det skiller mellom lyse og mørke farger). I det vanlige snakker man også om fargedybde eller "glans". Den sistnevnte betegnelse er misvisende på grunn av dens avvik fra den fysiske størrelse glans .

definisjon

Kunstig forbedret kontrast: bildet ser ut som en silhuett

Original: bilde med høy kontrast

Kunstig redusert kontrast: bildet ser kjedelig ut

Den kontrast er et særtrekk for den lysstyrke kurve av en bilde- eller mellom to piksler. Området for kontrast eller dynamikk beskriver forskjellen i intensitet mellom det lyseste og mørkeste punktet i et bilde. Generelt sett er kontrasten beskrevet som en funksjon av oppløsningen via modulasjonsoverføringsfunksjonen .

Kontrasten er definert av maksimum og minimum luminans og . ${\ displaystyle L _ {\ text {max}}}$${\ displaystyle L _ {\ text {min}}}$

Den Weber kontrast (oppkalt etter Ernst Heinrich Weber ) er definert som: ${\ displaystyle K _ {\ text {w}}}$

${\ displaystyle K _ {\ text {w}} = {\ frac {{L _ {\ text {max}}} - {L _ {\ text {min}}}} {L _ {\ text {min} }}}}$ Med ${\ displaystyle 0 \ leq K _ {\ text {w}} \ leq \ infty}$

Når minimum luminansen når svart nivå, er kontrasten uendelig. ${\ displaystyle L _ {\ text {min}} = 0}$

Den Michelson kontrasten (oppkalt etter Albert A. Michelson ) eller modulering er definert som: ${\ displaystyle K _ {\ text {m}}}$

${\ displaystyle K _ {\ text {m}} = {\ frac {L _ {\ text {max}} - L _ {\ text {min}}} {L _ {\ text {max}} + L _ {\ text {min}}}}}$ Med ${\ displaystyle 0 \ leq K _ {\ text {m}} \ leq 1}$

Når minimum luminansen når svart nivå, er kontrasten også maksimum her, men begrenset til den standardiserte verdien. ${\ displaystyle (L _ {\ text {min}} = 0)}$

I begge tilfeller er kontrasten null hvis de to luminansene ikke er forskjellige. Tapet av kontrast på grunn av forsvinnende forskjeller i luminans blir referert til som mørklegging i mørket eller som mørkebrudd i veldig sterke lysforhold . ${\ displaystyle (L _ {\ text {min}} \ lesssim L _ {\ text {max}})}$

Det menneskelige visuelle systemet kan håndtere de fleste av kontrastområdene som forekommer i naturen relativt bra (intensitetene behandles ikke lineært, men logaritmisk , se Fechners lov ).

Når vi ser på uvanlige gjenstander spesielt, er det fysiologiske og psykologiske effekter på persepsjonen . Kontrastfenomener kan forårsake optiske illusjoner , men er også involvert i gjenkjennbarheten av de fineste linjestrukturene . Eksempler på dette er noen av ” Mars-kanalene ” og, i tilfelle gråtoner, Machs striper .

Bildevisning

I analog fotografering er det i tillegg til kameralinsen først og fremst filmmaterialet som bestemmer kontrastområdet, og i tilfelle utskrifter er det også fotopapirets gradering . I digital fotografering er det ytelsen til analog-til-digital-omformeren . Nyere digitale kameraer prøver å utvide det dynamiske området gjennom en ikke-lineær responsadferd (ligner på det menneskelige øye). Den valgte ISO-følsomheten er også en viktig faktor som påvirker kontrastområdet: høyere ISO-følsomhet fører generelt til et lavere synlig kontrastområde. F-tallet og eksponeringstiden skifter bare området, men øker ikke omfanget.

Bilder med spesielt høy motivkontrast har en tendens til å gjøre lyse deler av bildet enda lysere og mørkere deler av bildet enda mørkere enn i motivet som vises. Bildet ser ut til å være rikt i motsetning til betrakteren (dvs. motsatt av "kjedelig"), men viser betrakteren færre detaljer generelt, dvs. ingen tegning ( tonegradering ) er synlig i mørke (skygger) så vel som i lyse områder ( lys) slik at ingen detaljer kan sees. Hvis et motiv har større forskjeller i lysstyrke enn det digitale kameraet kan fange, kan ikke kameraet reprodusere toneområdet i bildet helt. I dette tilfellet kan det være bedre å eksponere ganske tett for ikke å miste tegningen i lysene (f.eks. Strukturen til solbelyste skyer). Fordi eroderte lys knapt kan gjenopprettes, mens deler av bildet som er for mørke, vanligvis fortsatt kan lagres gjennom passende etterbehandling.

Når digitalt etterbehandles bilder, er imidlertid et høyt kontrastområde alltid bedre, siden kontrasten kan økes etterpå innen vide grenser, men bare kan reduseres igjen i svært begrenset grad.

En måte å påvirke kontrasten til digitale bilder er å ta en serie eksponeringer i forbindelse med bildebehandling ved hjelp av HDR- programvare.

Når du vurderer linser, spiller kontrast en avgjørende rolle. Den modulasjon overføringsfunksjon beskriver forløpet av kontrast, som avtar med økende romlig frekvens og dermed også begrenser oppløsningen.

Teknikkene til de såkalte syv fargekontrastene er kjent fra maling for å skape bilder med høy kontrast.

Imaging prosedyrer (medisin)

En økning i kontrasten er ofte nødvendig i medisinsk bildebehandling . I mange tilfeller gjøres det før opptakene ved å injisere et kontrastmiddel i blodet, for eksempel i angiografi eller magnetisk resonanstomografi . Den tidsmessige fordelingen av kontrastmidlet - dvs. blodstrømmen til det respektive organet eller bindevevet - kan også kontrolleres ved hjelp av bildeserier . En annen mindre finjusterbar karakter av kontrastmidlet finner sted i diagnostisk radiologi i mage-tarmkanalen (for eksempel ved inntak av bariumsulfatsuspensjoner ) eller i datatomografien med jodholdig kontrastmiddel.

weblenker

• Modulasjonsoverføringsfunksjon
• Kontrast i leksikonet om optikk på Spektrum.de
• Problem med å øke kontrastene - instruksjoner , ifolor.ch

Individuelle bevis

1. ↑ Markus Bautsch: Modulation , Wikibools Digital Imaging Methods , Chapter General Image Properties , åpnet 8. mars 2014
2. ↑ Bernd Leuschner: MTF-måling (PDF; 136 kB), laboratorium for enhetsteknologi, optikk og sensorer, Beuth University of Technology Berlin
3. ↑ Se også ISO 12233: 2000 - 3.19 "modulering" og DIN ISO 12231: 2017 - 3.110 "modulering"