rekenformule intensiteit pixelwaarde

ImageImageDedicated forum for all your questions, remarks etc about (aviation) photography, digital as well as old fashioned film.

Forum rules
ImageImage
User avatar
Coati
Scramble Addict
Scramble Addict
Posts: 1541
Joined: 25 Jun 2005, 19:53
Type of spotter: S5
Subscriber Scramble: No
Location: Meppel, Netherlands

rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Coati »

Twee vraagjes over een rekenformule. Ik heb twee foto’s opgeslagen in JPEG formaat en omgezet naar zwart wit. Voor iedere pixtel is een percentage gegeven dat om te rekenen is in de intensiteit van het ingevallen licht. De vragen zijn:

- Met welke formule reken ik de pixelwaarde van de zwarting om in intensiteit van het binnenvallend licht?
- En is die formule ook geschikt om de teruggerekende intensiteit van een pixel in de ene foto te vergelijken met die in de andere foto?

Iemand?

Joost
create your own database with www.spottingmode.com
User avatar
Key
Site Admin
Site Admin
Posts: 11191
Joined: 06 Dec 2002, 09:21
Type of spotter: F2
Subscriber Scramble: U bet
Location: ex EHAM

Re: rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Key »

Joost, ik heb je bericht ongeveer zes keer gelezen, en ik snap nog steeds niet waar je het nou precies over hebt... Sorry!

Erik
Engines Turning Or People Swimming
User avatar
Coati
Scramble Addict
Scramble Addict
Posts: 1541
Joined: 25 Jun 2005, 19:53
Type of spotter: S5
Subscriber Scramble: No
Location: Meppel, Netherlands

Re: rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Coati »

Als je de foto opent in photoshop, dan kan je met de dropper (zo’n pennetje) voor ieder pixel dat je aanwijst de grijswaarde zien (of de RGB-waarden, als het een kleurenprent is). De vraag is: hoe reken je bij een JPEG file die grijswaarde om in helderheid van het binnenvallende licht.
create your own database with www.spottingmode.com
User avatar
Key
Site Admin
Site Admin
Posts: 11191
Joined: 06 Dec 2002, 09:21
Type of spotter: F2
Subscriber Scramble: U bet
Location: ex EHAM

Re: rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Key »

Binnenvallend licht als in wat er door je lens viel tijdens de opname? Ik zou het niet weten. Wat er in i.i.g. nog tussen zit, tussen invallend licht en grijs/RGB-waarde in je file, is diafragma, sluitertijd, ISO-waarde en nabewerking uiteraard.

Erik
Engines Turning Or People Swimming
User avatar
Iwan Bogels
Scramble Addict
Scramble Addict
Posts: 2385
Joined: 06 Sep 2002, 06:59
Subscriber Scramble: Iwan Bogels
Location: N 52°13"31.2 E 4°29"57.5
Contact:

Re: rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Iwan Bogels »

Hi Joost,

Je maakt me nieuwsgierig: Wat probeer jou nou precies uit te vinden of te bereiken ? Want ik heb het idee dat het antwoord op je vraag slechts een eerste stap is in je zoektocht naar een ander vraagstuk of probeersel.

Vertel eens wat meer als je wilt.

Groetjes,
Iwan
Fox2 - for everything about low flying in Wales........and more !!

Image
User avatar
Herbertvh
Scramble Senior
Scramble Senior
Posts: 385
Joined: 06 Sep 2002, 00:02
Contact:

Re: rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Herbertvh »

Joost,

Op de gok af dat je dit bedoelt:
- in het RGB spectrum kan voor ieder van de kanalen R, G en B een waarde van 0 (donkerste) tot en met 255 (lichtste) worden ingevuld.
- in het RGB spectrum heeft iedere waarde van neutraal grijs (grijs zonder kleurzweem) een zelfde getalswaarde voor de kanalen R, G en B. Dus bijvoorbeeld R=G=B=200 is een grijswaarde, maar R=200, G=200, B=230 niet.
- wit ("0% grijs") heeft de waarde 255 voor zowel R, als G als B. Dus R=G=B=255.
- zwart ("100% grijs") heeft de waarde 0 voor R, G en B. Dus R=G=B=0.
- "18% gereflecteerd licht" (dat is de intensiteit grijs die je op een grijskaart vindt en die doorgaans door camera's gebruikt wordt om de lichtmeting en white balance mee te doen) komt overeen met 50% grijs, en heeft de waarde 127 voor zowel R, G als B.

Als je een kleurenpixel om wil zetten in grijs, dan kan je de volgende formule voor de berekening van de grijswaarde (h) gebruiken:
h = 0.30*R + 0.59*G + 0.11*B. Om voor deze grijswaarde een percentage te krijgen moet je de waarde voor h nog even delen door 2.55. Verwar dat niet met die 18% "gereflecteerd licht" van de grijskaart, want dat percentage wordt op een heel andere manier bepaald. Overige interessante conversieformules met uitleg vind je onder meer op http://gathering.tweakers.net/forum/lis ... es/1106152. In je startpost zoek je naar een formule voor de intensiteit. Ik denk dat je die vindt op de genoemde pagina onder "Brightness".

Merk verder op dat het bovenstaande nogal theoretisch is. In de praktijk is het veel lastiger om de exact goede waardes te bepalen. Redenen daarvoor zijn onder meer dat de meeste moderne camera's niet meer op zoek gaan naar een grijswaarde behorend bij 18% gereflecteerd licht, maar eerder 12-13%. Dan heeft verder de gamma-waarde voor alle gebruikte componenten ook een grote invloed op de waarde die je te zien krijgt, net als juiste callibratie van al die betrokken componenten.

Is dit wat je zoekt? Net als Iwan ben ik wel benieuwd waar je dit voor wil gebruiken.

Herbert
Enjoy!
User avatar
Iwan Bogels
Scramble Addict
Scramble Addict
Posts: 2385
Joined: 06 Sep 2002, 06:59
Subscriber Scramble: Iwan Bogels
Location: N 52°13"31.2 E 4°29"57.5
Contact:

Re: rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Iwan Bogels »

Herbertvh wrote:Merk verder op dat het bovenstaande nogal theoretisch is.
Hi Herbert,

Bij deze wil ik je opmerking nomineren voor de titel "Understatement van de Maand"..... :!lol!:

Maar goed, ik blijf nieuwsgierig naar de achterliggende gedachte achter de originele vraag.

Groetjes,
Iwan

PS: Of heb ik even zitten slapen tijdens de Photoshop cursus ?
Fox2 - for everything about low flying in Wales........and more !!

Image
User avatar
Key
Site Admin
Site Admin
Posts: 11191
Joined: 06 Dec 2002, 09:21
Type of spotter: F2
Subscriber Scramble: U bet
Location: ex EHAM

Re: rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Key »

Iwan Bogels wrote:ik heb het idee dat het antwoord op je vraag slechts een eerste stap is in je zoektocht naar een ander vraagstuk of probeersel.
Laat ik precies die indruk nou ook al gekregen hebben...

Erik
Engines Turning Or People Swimming
User avatar
Coati
Scramble Addict
Scramble Addict
Posts: 1541
Joined: 25 Jun 2005, 19:53
Type of spotter: S5
Subscriber Scramble: No
Location: Meppel, Netherlands

Re: rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Coati »

Kijk, ik weet in ieder geval jullie nieuwsgierigheid te prikkelen!

Ik heb in juli om 3 uur ‘s nachts een foto gemaakt toen er lichtende nachtwolken waren en de nacht daarna weer een foto (zelfde tijdstip), zonder lichtende nachtwolken. Ik wil de helderheid van de lucht op die twee nachten vergelijken. Beide foto’s zijn hetzelfde belicht (15 s) met hetzelfde diafragma (f2.8 ) en dezelfde gevoeligheid. Alle foto’s zijn gesaved in JPEG.

Ik dacht eerst dat de verhouding in grijswaarde, (R+G+B)/3, bij die twee foto’s de verhouding in hemelhelderheid zou moeten geven. Herbert, als ik jouw link doorkijk moet dat ook zo zijn.

Maar ik heb op die tweede avond voor de zekerheid een tweede foto gemaakt die twee maal langer belicht is (30 s), verder alles hetzelfde. En ik zie dat de grijswaarden van die tweede foto niet twee maal hoger zijn dan die van de eerste. Vooral bij hogere grijswaarden wijkt het af. Grijswaarden van 23 op de kort belichte foto wordt 51 op de twee maal langer belichte foto; 38 wordt 79; 46 wordt 97; en 79 wordt 130. Het lijkt wel of de belichting niet evenredig is met de grijswaarde, maar dat er een andere formule wordt gebruikt. Snappen jullie dat?

Joost
create your own database with www.spottingmode.com
User avatar
Herbertvh
Scramble Senior
Scramble Senior
Posts: 385
Joined: 06 Sep 2002, 00:02
Contact:

Re: rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Herbertvh »

Joost, ik snap nu waar je naar zoekt. Ik denk inderdaad dat je daarvoor een andere formule nodig hebt, al weet ik niet welke.

Maar dan nog is dat een theoretische benadering, want je gaat ervan uit dat de door jouw camera gemeten waarden een reële presentatie van "de werkelijkheid" zijn. Ik zal je een filosofische les besparen over hoe subjectief "de werkelijkheid" is, maar in ieder geval mag je er ook om technische redenen niet van uitgaan dat de waardes kloppen.

Allereerst kunnen er kleine belichtingsverschillen ontstaan door zaken als bijvoorbeeld een lagere stand van de maan, gecombineerd met een minder groot deel van het maanoppervlak dat het licht reflecteert. Dit soort verschillen zul je altijd door de tijd heen krijgen, en onze ogen zijn er niet op gebouwd om dit soort subtiele verschillen waar te nemen. Een camera kan ze echter wèl vastleggen.

Maar daarnaast geven praktisch alle digitale (consumenten) camera's bij lange belichting geen reëel beeld meer. Je merkt dat heel goed als je een foto maakt met een belichtingstijd van enkele minuten - het beeld zal dan vol zitten met allerlei ruis, lokale verkleuringen en random pixels met vreemde kleuren. Ik weet niet precies wat de oorzaak hiervan is, maar het heeft onder meer te maken met spanning op de sensor en temperatuur. Onder normale omstandigheden krijg je dit effect niet goed onderdrukt; onder laboratoriumomstandigheden kun je het effect verminderen door de camera en sensor te koelen. Bij hele korte belichtingstijden (tienden van secondes en korter) speelt dit veel minder een rol en zullen de door de camera gegeven waardes veel beter kloppen.

En er zijn volgens mij nog veel meer zaken die invloed uitoefenen op de manier waarop het beeld uiteindelijk wordt opgeslagen. Bottom line is in ieder geval dat zeker bij langere sluitertijden (secondes en langer) de waardes af gaan wijken van wat je theoretisch zou verwachten.

Heb je hier wat aan?

Herbert
Enjoy!
User avatar
Coati
Scramble Addict
Scramble Addict
Posts: 1541
Joined: 25 Jun 2005, 19:53
Type of spotter: S5
Subscriber Scramble: No
Location: Meppel, Netherlands

Re: rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Coati »

Herbert,

Ja, hier heb ik zeker heel wat aan. Toch snap ik ook niet waarom langere belichtingstijden mis gaan: de camera stond geforceerd op de sluitingstijd en diafragma en gevoeligheid die ik had opgegeven, dus de belichtingsmeter deed niets. Misschien zoekt de camera bij het coderen eerst het centrale grijspercentage of zo. Overigens: kleine afwijkingen kunnen me niet zoveel schelen. Het gaat er meer om te kunnen weten dat ‘de hemel twee keer zo helder was’ tijdens nachtwolken of zo iets, niet om een heel precies getal.

Ik zal toch verder moeten zoeken naar de formule. Misschien is het wel iets logaritmisch -je opmerkingen brengen me op dat idee. Je hoort wel als ik er uit ben gekomen (als je tenminste ook nieuwsgierig bent naar het antwoord). Heb jij inmiddels nog een ander spoor, meld het dan even.

Joost
Last edited by Coati on 09 Aug 2009, 20:47, edited 1 time in total.
create your own database with www.spottingmode.com
User avatar
Herbertvh
Scramble Senior
Scramble Senior
Posts: 385
Joined: 06 Sep 2002, 00:02
Contact:

Re: rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Herbertvh »

Coati wrote:Ik zal toch verder moeten zoeken naar de formule. Misschien is het wel iets logaritmisch -je opmerkingen brengen me op dat idee.
Daar zat ik zelf ook al aan te denken, maar vooralsnog heb ik nog niets bruikbaars gevonden. Ik hoor het graag als je iets bruikbaars hebt gevonden.

Herbert
Enjoy!
User avatar
Key
Site Admin
Site Admin
Posts: 11191
Joined: 06 Dec 2002, 09:21
Type of spotter: F2
Subscriber Scramble: U bet
Location: ex EHAM

Re: rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Key »

Coati wrote:foto’s opgeslagen in JPEG formaat en omgezet naar zwart wit.
Daar introduceer je nogal wat onzekerheden. Om dit echt goed aan te pakken moet je uitgaan van RAW en per kanaal rekenen, denk ik.
Herbertvh wrote:h = 0.30*R + 0.59*G + 0.11*B.
Is dit niet de formule om luminance te bepalen, bv. voor tv-signalen? Is dat wel hetzelfde als helderheid van de lucht/invalland licht tijdens de foto?
Coati wrote:Vooral bij hogere grijswaarden wijkt het af.
Je voorbeelden, op de laatste na, hebben een redelijk constante verhouding van iets meer dan 2. Heb je point samples genomen? Of iets grotere (lijkt me beter)?

Erik - niet met een oplossing maar wel met wat ingevingen over hoe complex dit kan zijn.
Engines Turning Or People Swimming
User avatar
Coati
Scramble Addict
Scramble Addict
Posts: 1541
Joined: 25 Jun 2005, 19:53
Type of spotter: S5
Subscriber Scramble: No
Location: Meppel, Netherlands

Re: rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Coati »

Herbert en Erik,

Ik heb iets gevonden dat werkt, althans van grijswaarden vanaf 8% tot zeker 75% -- daar boven (en onder) heb ik het niet volledig kunnen testen. Ik heb het zo gedaan: ik heb twee foto’s, waarvan de ene twee maal langer belicht is dan de andere. Als ik de grijswaarden van de equivalente pixels van die twee opnamen tegen elkaar uitzet, dan blijkt dat een rechte lijn te volgen, die niet door nul gaat. Dit betekent dat de grijswaarden inderdaad een functie is van de logaritme van de binnenvallende lichthoeveelheid. Maar hij is niet lineair maar kwadratisch; ik vind dat de Grijswaarden Gr als volgt afhangt van de lichtintensiteit I:

Gr = 37,27 (log I)*(log I) + 24,42 log I + 10

Grijswaarde is hier in procenten en het grondtal van de logaritme is 10. I is in willekeurige eenheden, dus als je bijv stelt dat bij Gr = 10% de I een waarde 1 heeft [dat mag altijd], kan je (bij gelijke sluitertijd, ISO, diafragma) I berekenen voor iedere andere waarden van Gr.

Uiteraard is het een reconstructie achteraf. Het kan altijd nog zijn dat Panasonic een iets andere functie gebruikt om de helderheid te coderen, maar dan moet die formule van hen veel op de mijne lijken, omdat hij in het gebied van Gr = 8% tot 75% hetzelfde antwoord zou moeten opleveren.

Overigens heb ik de vraag over het verband tussen Gr en I ook bij Panasonic Nederland neergelegd, maar die hebben nog geen zinnig antwoord weten te geven. Ze beweerden dan ze de vraag internationaal hadden uitgezet, maar daar heb ik verder nog niets over gehoord.

Bedankt voor jullie inspanningen! Als Panasonic zich nog meldt, horen jullie nog van mij.

Joost
create your own database with www.spottingmode.com
User avatar
Key
Site Admin
Site Admin
Posts: 11191
Joined: 06 Dec 2002, 09:21
Type of spotter: F2
Subscriber Scramble: U bet
Location: ex EHAM

Re: rekenformule intensiteit pixelwaarde

Post by Key »

Toe maar, petje af voor je volharding. De enige wetenschappelijke valkuil is natuurlijk nog dat 'hiermee is het te reproduceren' geen zekerheid geeft over 'dit is hoe het werkt'. Vandaar de vraag aan Panasonic, neem ik aan. Succes met de verdere studie, lichtende nachtwolken zijn wel erg fraai!

Erik
Engines Turning Or People Swimming
Post Reply

Return to “Photography”