Az emberi l átás
-
Upload
tamara-green -
Category
Documents
-
view
42 -
download
2
description
Transcript of Az emberi l átás
![Page 1: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/1.jpg)
Az emberi lAz emberi látásátás
BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Elektronikus Eszközök Tanszéke
Székely Vladimír
2003 szeptember
BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Elektronikus Eszközök Tanszéke
Székely Vladimír
2003 szeptember
Segédanyag a Villamosmérnöki Szak
“A képtechnika alapjai” c. tárgyához
Belső használatra!
Segédanyag a Villamosmérnöki Szak
“A képtechnika alapjai” c. tárgyához
Belső használatra!
![Page 2: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/2.jpg)
Az emberi látásAz emberi látásA szem felépítéseA szem felépítése
1 üvegtest
2 sugártest
3 szaruhártya
4 csarnok
5 szemlencse
6 szivárványhártya
7 ínhártya
8 érhártya
9 retina
10 központi mélyedés
12 vakfolt
![Page 3: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/3.jpg)
Egy idegsejt felEgy idegsejt felépítéseépítése
DendritDendrit
AxonAxon
SzinapszisSzinapszis
Elektromos modellElektromos modell
![Page 4: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/4.jpg)
Az ideghártya Az ideghártya (retina)(retina)
Érzékelő sejtek:
pálcikák, csapok
látóbíbor: rodopszin, jodopszin, cianopszin
Bipoláris sejtek
Ganglionsejtek
![Page 5: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/5.jpg)
Érzékelők (receptor-sejtek)Érzékelők (receptor-sejtek)egy kis statisztikaegy kis statisztika
Retina:Retina: kb. 12 kb. 120 mi0 millió pálcika, ugyanennyi llió pálcika, ugyanennyi csapcsap
Látóideg:Látóideg: kb. 1 millió idegszál ( kb. 1 millió idegszál ( 2-3 mm) 2-3 mm)
Központi mélyedés:Központi mélyedés: 100 000 csap, 100 000 csap, 00 pálcika pálcika
Sárga foltSárga folt ( ( 2-3 mm): már pálcikák is vannak 2-3 mm): már pálcikák is vannak
Csapsűrűség:Csapsűrűség: 15 150 000/mm0 000/mm2 2 5000/mm 5000/mm22
Pálcika sPálcika sűrűség:űrűség: 00 16160 000/mm0 000/mm2 2 5000/mm5000/mm22
Vakfolt:Vakfolt: centrumtól 4-5 mm-re centrumtól 4-5 mm-re
![Page 6: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/6.jpg)
A látóidegek lefutása az agybanA látóidegek lefutása az agyban
![Page 7: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/7.jpg)
Az emberi szem látótere Az emberi szem látótere
![Page 8: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/8.jpg)
A szem felbontA szem felbontóképességeóképessége
A mérés módja:
Snellen villa, Landoldt gyűrű
Látásélesség = 1/legfinomabb részlet látószöge (szögperc)
![Page 9: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/9.jpg)
A szem felbontA szem felbontóképességeóképességeA felbontóképesség függése a A felbontóképesség függése a
megvilágítástólmegvilágítástól
![Page 10: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/10.jpg)
A képközvetítés felbontás A képközvetítés felbontás igényeigénye
22330 fok l0 fok látószög,átószög,
1 fokperc felbontás:1 fokperc felbontás:
22330060=3600 pixel60=3600 pixel
TTehát az igény:ehát az igény:
363600 00 2400 2400 pixelpixel
NNézzük, mit ézzük, mit nyújtnyújt
a film, a TV!a film, a TV!
![Page 11: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/11.jpg)
Egyes képhordozók képpont számának Egyes képhordozók képpont számának összehasonlításaösszehasonlítása
FIZIKAI HORDOZÓ p i x e l s z á m
vízszintes függőleges összes
TV szabvány 800 600 0,48 M
átlag camcorder 400 300 0,12 M
Workstation 1400 1000 1,4 M
Super-8 film (4,36mm) 1200 850 1,0 M
16 mm film (7,510,36mm) 2000 1500 3,0 M
35 mm film (1622mm) 4400 3200 14,08 M
Fényképezés (2436mm) 7200 4800 34,56 M
Profi fényképezés (6060mm) 12000 12000 144 M
A látás igénye ~3600 ~2800 10,0 M
A foto felbontóképességet 100 vonal/mm = 200 pixel/mm számolva
![Page 12: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/12.jpg)
Egyes képhordozók képpont számának Egyes képhordozók képpont számának összehasonlításaösszehasonlítása
![Page 13: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/13.jpg)
Villódzásérzet, fúziós frekvenciaVillódzásérzet, fúziós frekvencia
Erősen függ a Erősen függ a fényintenzitástófényintenzitástó
l!l!
880 Hz f0 Hz fölött ölött 00!!
A modulációs mélység A modulációs mélység értelmezéséhezértelmezéséhez
![Page 14: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/14.jpg)
Villódzásérzet, fúziós frekvenciaVillódzásérzet, fúziós frekvencia
Világítás
fU = 50 Hz ffény = 100 Hz
Világítás
fU = 50 Hz ffény = 100 Hz
Mozifilm
24 kocka/sec
2-3 ágú pilla
Mozifilm
24 kocka/sec
2-3 ágú pilla
![Page 15: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/15.jpg)
Villódzásérzet, fúziós frekvenciaVillódzásérzet, fúziós frekvencia
Televízió
Váltottsoros letapogatás
25 kép/sec =
50 félkép/sec
Televízió
Váltottsoros letapogatás
25 kép/sec =
50 félkép/sec
Számítógépi monitornak nem alkalmas!Számítógépi monitornak nem alkalmas!
![Page 16: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/16.jpg)
Az adaptációAz adaptációMechanizmusai:Mechanizmusai:
pupilla méret változtatáspupilla méret változtatáslátóbíbor mennyiség csökkenéselátóbíbor mennyiség csökkenésepálcikák csoport-képzésepálcikák csoport-képzése
![Page 17: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/17.jpg)
Spektrális érzékenység, színlátás
Spektrális érzékenység, színlátás
![Page 18: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/18.jpg)
Színlátás, színmérésSzínlátás, színmérés
Young, Helmholtz,
Maxwell
Young, Helmholtz,
Maxwell
R G B Hullámhossz [nm] 700,0 546,1 435,8 Intenzitás [rel] 1 4,59 0,06
Az RGB alapszínek:
CIE (Commission Internationale d'Éclairage) 1931CIE (Commission Internationale d'Éclairage) 1931
![Page 19: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/19.jpg)
A spektrális alapszín-összetevő függvények
A spektrális alapszín-összetevő függvények
![Page 20: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/20.jpg)
Az RGB összetevők számításaAz RGB összetevők számítása
folytonos x() hullámhosszeloszlású fény eseténfolytonos x() hullámhosszeloszlású fény esetén
λdλrλxR )()(
λdλgλxG )()(
λdλbλxB )()(
Grassmann törvény, metamer színek
Grassmann törvény, metamer színek
![Page 21: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/21.jpg)
Additív színkeverésAdditív színkeverés
Vektoros összegzés !Vektoros összegzés !
Legyen x() = x1() + x2() !Legyen x() = x1() + x2() !
2121
21
)()()()(
)())()(()()(
RRλdλrλxλdλrλx
λdλrλxλxλdλrλxR
![Page 22: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/22.jpg)
Additív színkeverés, r,g koordinaták
Additív színkeverés, r,g koordinaták
BGR
Rr
BGR
Gg
BGR
Bb
1 bgr
![Page 23: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/23.jpg)
Az r,g koordinatákAz r,g koordinaták
1 bgr
Fehér: r=g=b=0,33
![Page 24: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/24.jpg)
Színek összegzéseSzínek összegzése
Két szín összege az r,g síkon a
két színt összekötő egyenesen
fekszik
Két szín összege az r,g síkon a
két színt összekötő egyenesen
fekszik
![Page 25: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/25.jpg)
Az X,Y,Z színrendszerAz X,Y,Z színrendszer
Homogén lineáris transzformáció.
Szempontok: minden valós színingernek pozitív
szín-összetevők feleljenek meg, az R=G=B fehérnek X=Y=Z feleljen
meg, az Y összetevő egyúttal adja ki a
fény-sűrűséget.
Homogén lineáris transzformáció.
Szempontok: minden valós színingernek pozitív
szín-összetevők feleljenek meg, az R=G=B fehérnek X=Y=Z feleljen
meg, az Y összetevő egyúttal adja ki a
fény-sűrűséget.
B
G
R
Z
Y
X
599,5057,00
060,0590,4000,1
130,1752,1769,2
![Page 26: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/26.jpg)
Az X,Y,Z színrendszerAz X,Y,Z színrendszer
ZYX
Xx
ZYX
Yy
ZYX
Zz
1 zyx
CIE színdiagram “Patkódiagram”CIE színdiagram “Patkódiagram”
![Page 27: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/27.jpg)
A fekete test sugárzás vonala a
patkódiagramon
![Page 28: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/28.jpg)
A CIE x,y,z spektrális színösszetevő függvények
A CIE x,y,z spektrális színösszetevő függvények
Valós szűrőkkel megvalósíthatók!Valós szűrőkkel megvalósíthatók!
![Page 29: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/29.jpg)
Színekre bontás képfelvételkorSzínekre bontás képfelvételkor
Állókép: színszűrők váltása is megoldás
Mozgókép: a fényút háromfelé hasítása, három felvevő eszköz
Fotodióda mátrix képfelvevő IC, mikro színszűrő
elemekkel
Állókép: színszűrők váltása is megoldás
Mozgókép: a fényút háromfelé hasítása, három felvevő eszköz
Fotodióda mátrix képfelvevő IC, mikro színszűrő
elemekkelMilyen legyen a szűrő?
• RGB szűrő (közvetlenül használható, de a negatív r() ág miatt tökéletlen)
• XYZ szűrő (csak transzformálás után vezérelheti az RGB megjelenítőt)
Milyen legyen a szűrő?
• RGB szűrő (közvetlenül használható, de a negatív r() ág miatt tökéletlen)
• XYZ szűrő (csak transzformálás után vezérelheti az RGB megjelenítőt)
![Page 30: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/30.jpg)
A katódsugár
-csöves monitor
szín-visszaadás
a
A katódsugár
-csöves monitor
szín-visszaadás
a
FCC alapszínek,
~ átlagos fénypor
FCC alapszínek,
~ átlagos fénypor
(FCC = Federal Connunications Commission, USA) (FCC = Federal Connunications Commission, USA)
![Page 31: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/31.jpg)
A C,M,Y színkoordinatákA C,M,Y színkoordinaták
C = 1 - R
M = 1 - G
Y = 1 - B
C = Cyan, M = Magenta, Y = Yellow
Komplementer színek
A szubtraktív színkeverés alapszínei
C = Cyan, M = Magenta, Y = Yellow
Komplementer színek
A szubtraktív színkeverés alapszínei
Ha R,G,B az egységkockában vanHa R,G,B az egységkockában van
![Page 32: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/32.jpg)
Színrendszerek a számítógépes grafikában
Színrendszerek a számítógépes grafikában
Hue, Saturation, LightnessHue, Saturation, Lightness
![Page 33: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/33.jpg)
Az I,H,S színrendszerAz I,H,S színrendszer
I = intensity, H = hue, S = saturation
Hasonlóak: HLS, HSV
I = intensity, H = hue, S = saturation
Hasonlóak: HLS, HSV
B
G
R
v
v
I
0816,0408,0
816,0408,0408,0
333,0333,0333,0
2
1
12 /arctan vvH
22
21 vvS
Ez nemlineáris transzformáció!Ez nemlineáris transzformáció!
![Page 34: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/34.jpg)
A HLS színrendszerA HLS színrendszer
Rh = R - min(R,G,B)
Gh = G - min(R,G,B)
Bh = B - min(R,G,B)
Ha Rh = Gh = Bh = 0 nincs szín
Ha kettő zérus a harmadik a szín
(R 0o, G 120o, B 240o)
Ha egy zérus (pl. az Rh)
Rh = R - min(R,G,B)
Gh = G - min(R,G,B)
Bh = B - min(R,G,B)
Ha Rh = Gh = Bh = 0 nincs szín
Ha kettő zérus a harmadik a szín
(R 0o, G 120o, B 240o)
Ha egy zérus (pl. az Rh)
BhGh
BhGhH
240120
![Page 35: Az emberi l átás](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062720/568134b6550346895d9bd5d2/html5/thumbnails/35.jpg)
A HLS színrendszerA HLS színrendszer
2
),,min(),,max( BGRBGRL
5,0
),,min(),,max(2
),,min(),,max(
5,0),,min(),,max(
),,min(),,max(
LhaBGRBGR
BGRBGR
LhaBGRBGR
BGRBGR
S
R,G,B a [0,1] tartományba normálva!R,G,B a [0,1] tartományba normálva!