Виньетирования: Что такое виньетирование в фото, от чего зависит появление, как избавиться от виньетирования, виньетирование в объективе

Содержание

Что такое виньетирование?

Виньетирование, выражаясь простыми терминами, — это затемнение углов изображения по сравнению с центром. Оно может быть вызвано либо оптикой, либо намеренно добавлено при постобработке, чтобы привлечь взгляд зрителя к центру изображения. В зависимости от типа и причины виньетирование может быть постепенным или резким.

Существует несколько причин оптического виньетирования — оно может получаться естественным образом во всех объективах или может быть вызвано или увеличено/усилено из-за использования внешних инструментов (фильтров, держателей фильтров и бленд объективов). В нашей статье профессиональный фотограф Назим Мансуров (Nasim Mansurov) подробно рассказывает о каждом типе виньетирования.

1)         Типы виньетирования

Некоторые типы виньетирования естественным образом вызваны оптическим дизайном линз, другие могут возникать при использовании сторонних аксессуаров, таких как фильтры и удлиненные бленды, а некоторые искусственно добавляются фотографом в постобработке.

1.1)      Оптическое виньетирование

Оптическое виньетирование естественным образом встречается во всех линзах. В зависимости от оптического дизайна и конструкции объектива на одних объективах оно может быть довольно сильным, а на других едва заметным. Тем не менее, виньетирование происходит на большинстве современных объективов, особенно на фиксированных с большими значениями диафрагмы. Для этого есть две причины. Во-первых, в самых широких диафрагмах свет, который попадает в объектив, частично блокируется его оправой, как показано на следующей диаграмме:

Оптическое виньетирование. Входной зрачок. Легенда: Оптическая ось, Периферийные световые лучи, Центральные световые лучи, Плоскость изображения

Из-за длины оправы объектива и ее относительного размера передней и задней оправы периферийные световые лучи, которые распространяются под крайними углами, частично блокируются. В результате яркость света, который достигает плоскости изображения под такими углами, естественным образом уменьшается в направлении краев кадра.

Такое виньетирование в основном проявляется при больших значениях диафрагмы, поскольку именно оправа объектива блокирует периферийный свет с передней и задней ее сторон.

Обратите особое внимание на входной зрачок в приведенном выше примере. Как видите, он круглый в центре, но принимает другую форму в углах, которую некоторые называют «кошачьим глазом».

Выше приведено сравнение боке между 4 разными объективами Nikkor 50 мм. Поскольку кадрирование было взято с одной и той же части изображения, это хороший пример оптического виньетирования в действии. Как видите, все линзы по-разному отображают блики в углах. На форму влияет физический размер передних и задних элементов, длина оправы объектива и размер диафрагмы.

Во-вторых, когда свет проходит через любой объектив, световые лучи на его периферии распространяются дольше, чем в центре. Это особенно заметно на широкоугольных и сверхширокоугольных объективах. К тому времени, когда лучи достигнут датчика цифровой камеры, на изображениях будет больше виньетирования.

1.2)      Пиксельное виньетирование

Цифровые камеры также страдают от пиксельного виньетирования. По сравнению с оптическим виньетированием этот тип применим только к датчикам изображения. Поскольку цифровые датчики плоские, все их пиксели одинаково построены и направлены. На пиксели в центре датчика световые лучи падают под углом 90 градусов, в то время как на пиксели в углу — под небольшим. Из-за этого датчики в углах будут получать немного меньше света по сравнению с центром, и получится пиксельное виньетирование. Оно не может быть устранено путем диафрагмирования, поскольку зависит от угла, под которым свет достигает отдельных пикселей на цифровом датчике.

1.3)      Механическое/вспомогательное виньетирование

Из-за встречающихся предельных углов, при которых свет попадает в объектив, особенно на сверхширокоугольных, производители часто конструируют объективы с небольшим зазором, чтобы можно было устанавливать различные аксессуары, такие как фильтры и бленды. Бленды всегда намного больше, чем передний элемент объектива. Идея состоит в том, чтобы блокировать яркие источники света от попадания в объектив под предельными углами для предотвращения бликов, ореолов и снижения контраста из-за внутренних отражений, без блокирования необходимого света, что, очевидно, приведет к виньетированию. Производители поэтому внимательно следят за размерами бленды объективов и за тем, чтобы они были достаточно большими, чтобы пропускать свет без виньетирования. Всегда следует использовать те бленды, которые рекомендуются производителем.

Поскольку бленды для объективов изготавливаются под конкретный объектив, они обычно не являются источником виньетирования. В большинстве случаев оно вызывается фильтрами, держателями фильтров и другими инструментами сторонних производителей. Большинство производителей проектируют свои объективы для размещения одного фильтра, независимо от того, используются ли они для защиты или в других целях.

Для уменьшения виньетирования необходимо использовать специальное широкоугольное кольцо. Если держатель фильтра прикреплен к другому фильтру, виньетирование становится очень жестким, что требует дальнейшего кадрирования. И если система фильтров слишком толстая, с виньетированием все может быть очень плохо, как в примере ниже.

NIKON D800E + 28-300 мм f/3,5-5,6 при 28 мм, ISO 200, 1/250, f/8,0

В приведенном выше случае, единственный способ уменьшить виньетирование — использовать более тонкие держатели фильтров, которые не слишком сильно выступают.

Чтобы уменьшить механическое виньетирование, рекомендуется использовать поставляемые изготовителем бленды, тонкие кольца и адаптеры для крепления фильтров большего размера.

1.4) Искусственное виньетирование

В некоторых случаях эффект виньетирования может отвлекать внимание зрителя от углов кадра к центру изображения. Фактически, некоторые фотографы склонны оставлять оптическое виньетирование на изображениях, в то время как другие специально добавляют виньетирование или усиливают его эффект во время постобработки. Ниже пример виньетирования, которое было специально добавлено, чтобы привлечь внимание к основному объекту в кадре.

NIKON D800E + 80-400 мм f/4,5-5,6 @ 400 мм, ISO 100, 1/250, f/5,6

2)         Уменьшение виньетирования в камере

Некоторые современные производители предлагают сокращение виньетирования непосредственно в камере. Например, и Nikon, и Canon обладают данными, специфичными для объектива, предварительно загруженные в прошивку камеры, чтобы уменьшить виньетирование и другие аберрации объектива. Хотя эта функция, безусловно, полезна для изображений JPEG, они практически не влияют на изображения RAW. Собственные, специфичные для производителя данные, которые записываются в файлы RAW, к сожалению, удаляются сторонними инструментами (Lightroom, Aperture и Photoshop). Чтобы сохранить специфичные для камеры настройки управления виньетированием, необходимо использовать предоставленные производителем инструменты постобработки, такие как Capture NX, чтобы считывать данные заголовка и применять их к изображениям RAW при импорте.

Заключение: виньетировать или нет?

Выбор зависит от того, является ли это оптическим виньетированием или виньетированием, вызванным использованием аксессуаров. При фотографировании живых существ и другой жизни Назим Мансуров часто оставляет оптическое виньетирование на изображениях для большей глубины. В некоторых случаях, иногда стоит намеренно добавить виньетирование, чтобы привлечь внимание зрителя к объекту в кадре. Однако для пейзажной и архитектурной фотографии Назим в основном избавляется от него, поскольку нужно, чтобы зритель сосредоточился на всем изображении, а не на его частях.

Что такое виньетирование — Фотожурнал

Все объективы проецируют круглое изображение объекта, которое называется «круг подсветки». Фотокамера «вырезает» фрагмент из центра круга с помощью своей матрицы. Но так как матрица имеет прямоугольную форму, то в действительности фотографируется только центральная часть проецируемого круглого изображения.

 


Из-за физических свойств света, проходящего через объектив, невозможно добиться одинаковой освещенности в центре и по краям круга изображения (чтобы достичь краев, свет должен пройти большее расстояние, поэтому освещенность таких зон уменьшается). Это приводит к небольшому затемнению в углах изображения. Это затемнение получило название «виньетирование».

 


Углы этого снимка немного темнее, чем изображение в центре, хотя небо должно быть одного и того же оттенка. 


Поскольку уровень освещенности обратно пропорционален квадрату расстояния до источника света, то свет, который проходит наибольшее расстояние (от объектива до края круга по сравнению с расстоянием от объектива до центра кадра), всегда будет немного слабее. Уменьшение освещенности по краям круга характерно для всех объективов, но широкоугольные объективы, а также некоторые телеобъективы с переменным фокусным расстоянием наиболее подвержены этому из-за особенностей их оптической конструкции.
Кроме того, как правило, виньетирование прямо пропорционально значению диафрагмы объектива.

 


Что касается фотокамер меньшего формата (например, цифровых зеркальных фотокамер формата APS-C), уменьшение освещенности менее заметно, поскольку используется только центр круга подсветки. В случае фотокамер большего формата (формата FF) используется большая часть круга, а потому разница в освещенности в центре и по краям кадра более заметна.

Второй тип виньетирования называется механическим виньетированием. Причиной его возникновения является какое-либо препятствие на пути света, например фильтр со слишком массивным байонетом или несколько фильтров, установленные одновременно. Также механическое виньетирование может быть вызвано использованием неправильной бленды на объективе.

 

Минимизация виньетирования


При большинстве условий съемки (правильная экспозиция, обычные объекты съемки и т. д.) уменьшение освещенности будет минимальным. Однако при некоторых значениях диафрагмы и фокусных расстояний, а также для некоторых объективов более значительное уменьшение освещенности считается нормальным. Если виньетирование появилось на определенном снимке, изменяйте фокусное расстояние или значение диафрагмы объектива (в случае объективов с полностью открытой диафрагмой, для которых характерно самое большое виньетирование, следует фиксировать значение диафрагмы один или два раза), пока виньетирование не уменьшится. 

Что такое виньетирование | БЛОГ ДМИТРИЯ ЕВТИФЕЕВА

Виньетирование — затемнение изображения по краям кадра.

к содержанию ↑

— оптическое
— натуральное
— механическое
— пиксельное

к содержанию ↑

Оптическое виньетирование

Оптическое виньетирование возникает по причине того, что у объектива есть некая длина. Получается, что часть наклонных лучей света, попадая на переднюю линзу, экранируются передней частью оправы объектива.
Больше всего это касается полностью открытой диафрагмы объектива.

полностью открытая диафрагма Carl Zeiss Planar 85/[email protected]

Теперь, если повернуть объектив влево или вправо, то будет видно, как часть наклонных лучей будет экранироваться оправой объектива .
Если же отверстие диафрагмы маленькое, то наклонные световые лучи гораздо меньше подвержены отсеканию.

Т.е. оптическое виньетирование «лечится» прикрыванием апертурной диафрагмы.

На приведенной картинке видно, что в первом случае (полностью открытая диафрагма) отсекается ~70% световых лучей от исходного изображения. Во втором случае (диафрагма прикрыта) отсекается лишь ~10%. Картинки даны лишь для понимания эффекта, реальное падение освещенности по краям рассчитывается по формуле.

Помимо эффекта затемнения краёв кадра оптическое виньетирование даёт эффект «кошачьего глаза» для точечных источников света, находящихся вне фокуса на удалении от центра кадра.

к содержанию ↑

Натуральное виньетирование

Натуральное виньетирование не зависит от экранирования световых лучей, а зависит от 4-х других причин затемнения краёв снимка. Одна из основных причин — разница в расстоянии между плоскостью выходного зрачка объектива и поверхностью пленки/сенсора для центральных лучей и краевых лучей, проходящих через объектив.

Прикрыванием диафрагмы данный вид виньетирования не «лечится». Исправляется в RAW-конвертере.

к содержанию ↑

Механическое виньетирование

Механическое виньетирование возникает при возникновении прямых преград на пути световых лучей перед попаданием на переднюю линзу объектива. Примером таких виньетирующих элементов могут быть светофильтры с толстой оправой или слишком крупные бленды.

к содержанию ↑

Пиксельное виньетирование

Пиксельное виньетирование возникает из-за того, что матрица цифровой камеры не одинаково чувствительна к световым лучам, падающим под разным углом. В настоящее время с этим борются установкой собирающих микролинз перед фотодиодами цифровой матрицы.

к содержанию ↑

к содержанию ↑

Перед покупкой объектива

Перед покупкой объектива неплохо уточнять этот момент по специальному графику, с которым можно ознакомиться на сайте у всех именитых производителей объективов.

Вот, например, график одного объектива Carl Zeiss

По нижней стороне отмерено U, mm — расстояние от центра кадра. К краю кадра соответственно освещенность со 100% падает.
Здесь во внимание принимается и виньетирование, и натуральное падение освещенности (предполагаю, что источник света — неидеальный). График строится для разных значений диафрагмы. При более открытой диафрагме виньетирование сильнее.

к содержанию ↑

Борьба с виньетированием

Виньетирование на большинстве снимков довольно успешно «лечится» в RAW-конвертере. Так, например, для многих объективов существуют профили, которые можно использовать в Adobe Camera Raw.

на картинке видно, что у меня выбран профиль Carl Zeiss 85/1.4 ZE.

Профили могут подключаться как автоматически, так и вручную (вкладка «custom»).

Помимо этого есть вкладка «Manual», на которой тоже есть коррекция виньетирования.

Кроме того есть вкладка «спецэффектов», в которой можно исправить виньетирование вручную.

Самый же старинный способ борьбы с виньетированием — использование фильтра с затемнением центра. Для каждого объектива нужно подбирать подобный фильтр отдельно, т.к. виньетирование может быть разной силы, и падение освещенности может быть неравномерное.

к содержанию ↑

Типы объективов бывают разные. Сильнее всего подвержены виньетированию широкоугольные объективы и объективы с коротким задним отрезком. Причина этого понятна — световые лучи от задней линзы объектива до края кадра идут под большим углом к оси объектива и потому проходят бОльшее расстояние. Например, по этой причине большему виньетированию подвержены дальномерные объективы, у которых рабочий отрезок — короткий. В меньшей степени явлению виньетирования подвержены объективы для зеркальных камер, т.к. рабочий отрезок у таких объективов относительно велик с целью оставить место для зеркала и потому световые лучи идут под меньшим углом к оси объектива.

Эффект виньетирования часто вводится намеренно для улучшения качества изображения. При этом отсекаются самые крайние световые лучи, которые и вносят львиную долю проблем в результирующее изображение. Разработка оптического дизайна — это всегда путь компромиссов.

Эффект виньетирования часто используется с художественной целью. Его можно вводить при портретной съемке для придания бОльшего объема изображению и отделению объекта от фона. В данном случае имитируется работа человеческого глаза.

Снимок с виньетированием

Компенсация виньетирования. М.М.Русиновым был разработан метод компенсации эффекта виньетирования с использованием аберрационного виньетирования. Для этого в качестве передних линз используются сильные отрицательные мениски.

АД — апертурная диафрагма
m должно быть больше, чем h

Кручение фона — это одно из следствий геометрического виньетирования. Т.е. на самом деле нет никакого кручения, а есть «сплющивание» дисков нерезкости, создающее подобный визуальный эффект. Особенно сильное кручение фона связано еще и с астигматизмом объектива.

Зум-объективы могут иметь разное значение виньетирования на разных фокусных расстояниях.

Некоторые фотокамеры считывают данные объектива и сразу корректируют эффект виньетирования согласно встроенным данным об объективе.

Человеческий глаз замечает падение освещенности когда оно составляет 50% и более.

Новые функции ace | Basler

Basler дополняет набор параметров настройки (возможности обработки изображения) камер из серии ace новыми впечатляющими функциями. Новейшая функция коррекции виньетирования предназначена для коррекции затемнения по краям кадра, возникающего в случае, когда поле изображения объектива слишком мало относительно формата сенсора.

Все три функции доступны в некоторых моделях.

Высокая производительность, эффективность и удобство — встречайте три новые функции в камерах ace:

  • Набор функций PGI для монохромных камер

  • Выбор нескольких активных зон

Как работают эти функции, какие преимущества они предлагают и в каких моделях камер они предусмотрены?

Функция коррекции виньетирования (патент заявлен)

Виньетирование — широко известное явление в обработке изображений, которое выражается в уменьшении яркости изображения по краям. Его последствия:

Виньетирование возникает, когда поле изображения используемого объектива слишком мало относительно сенсора камеры, и значительно ухудшает качество изображения. Детали по краям изображения становятся едва различимы или не различимы вообще, либо анализ изображения осложняется по причине неравномерности уровня его яркости. Во многих случаях проблему можно устранить, выбрав объектив большего формата (например, 1″ вместо 2/3″), однако это решение обычно связано с высокими затратами.

Если сравнить стандартные предлагаемые оптические системы с нынешним разнообразием форматов сенсоров, становится очевидным несоответствие:

Это несоответствие, в частности, касается следующих комбинаций сенсоров и объективов:

В таких случаях поможет новая функция коррекции виньетирования:

Слева: без функции коррекции виньетирования. Справа: с функцией коррекции виньетирования

При использовании функции коррекции виньетирования отсутствует снижение скорости съемки и ухудшение качества изображения, поскольку калибровка камеры выполняется однократно и корректирующие значения сохраняются на стороне камеры и автоматически учитываются при формировании изображения. Например, для своих камер с сенсорами Sony IMX304 или IMX253 формата 1,1″ пользователи смогут выбирать объективы 1″, не задумываясь о том, что края изображения будут затемненными. Приобретать объектив с большим полем изображения больше не потребуется.

Функция коррекции виньетирования предусмотрена в отдельных моделях камер ace U и ace L с интерфейсом GigE или USB 3.0.

Выгодные по цене комбинации камер и объективов Basler благодаря функции коррекция виньетирования:

Камера Интерфейс Сенсор Формат сенсора Подходящий объектив
acA4112-8gm GigE IMX304 1.1″ Объектив 1″
acA4112-8gc GigE IMX304 1. 1″ Объектив 1″
acA4112-20um USB 3.0 IMX304 1.1″ Объектив 1″
acA4112-20uc USB 3.0 IMX304 1.1″ Объектив 1″
acA4112-30um USB 3.0 IMX253 1.1″ Объектив 1″
acA4112-30uc USB 3.0 IMX253 1.1″ Объектив 1″

Не уверены, какая комбинация подходит для решения ваших задач? Наш инновационный инструмент «Конфигуратор систем машинного зрения» поможет подобрать все необходимые компоненты!

Набор функций PGI для монохромных камер

С момента своего появления набор функций PGI заслуженно завоевал доверие среди заказчиков Basler. Благодаря ему для многих пользователей упростилась обработка цветных изображений и даже появилась возможность решения некоторых ранее невыполнимых задач. Удобной комбинацией функций дебайеризации 5×5, сглаживания цветов, шумоподавления и увеличения резкости до настоящего момента оснащались только цветные камеры. Теперь мы предлагаем адаптированную версию PGI для монохромных моделей.

Оптимизация для монохромных камер

Дебайеризация и сглаживание цветов не актуальны для монохромных камер, однако шумоподавление и увеличение резкости, безусловно, помогут повысить качество изображения. Специалисты Basler скорректировали алгоритм PGI специально с учетом этих требований.

Рисунок 1: Улучшение четкости изображения и уменьшение шума с помощью PGI

В отличие от цветных камер, в монохромных камерах дебайеризация не является обязательным этапом обработки изображения. Как следствие, камерой могут передаваться необработанные данные изображения, при этом ее сенсор будет работать на полной скорости.

При использовании цветной камеры, ввиду особенностей ее режима работы, на изображении присутствует больше шума и другие артефакты. Это означает, что положительные результаты применения набора функций PGI более четко прослеживаются для цветных камер по сравнению с монохромными. Данный факт следует принимать во внимание при тестировании. Более подробная информация и характеристики набора функций PGI представлены по этой ссылке.

Набором функций PGI для монохромных камер теперь оснащаются все модели ace L и все модели ace U с сенсорами Sony Pregius и PYTHON от ON Semiconductor.

Stacked ROI: выбор нескольких активных зон

Выбор активной зоны на изображении позволяет увеличить скорость съемки или сократить объем передаваемых данных — это проверенный и часто используемый метод в промышленной обработке изображений. Однако не все важные характеристики объекта съемки расположены близко друг к другу, что ограничивает преимущества использования активной зоны, тем не менее, во многих случаях сохраняется приоритет на повышении скорости съемки и/или сокращении объема данных для передачи.

Рассмотрим в качестве примера систему контроля качества бутылок. Здесь предметами оптического контроля выступают:

  • горлышко бутылки для проверки уровня наполнения бутылки и наличия крышки;

  • этикетка в центре бутылки для проверки точности ее размещения и правильности графической информации;

  • дно бутылки для проверки наличия трещин или сколов.

Рисунок 2: Stacked ROI позволяет вам выбрать несколько ROI

Быстродействие машин, предназначенных для выполнения оптического контроля, постоянно растет, учитывая постоянные усилия по сокращению длительности производственного цикла. В то же время растет разрешение камер, а следовательно, и объем данных, соответствующих одному изображению, что обеспечивает возможность распознавания на изображении все более мелких структур и повышает точность оптического контроля. Это приводит к ужесточению требований к процессорам и алгоритмам, в отношении их способности обработки таких больших объемов данных.

Благодаря новой функции выбора нескольких активных зон, теперь система машинного зрения может быть нацелена на контроль сразу нескольких областей изображения, как демонстрируется на практическом примере, представленном на рисунке 2.

Basler предлагает эту функцию как непосредственно интегрированную в FPGA во всех моделях камер ace U и ace L, оснащенных сенсорами PYTHON от ON Semiconductor и высокопроизводительными сенсорами Sony Pregius (IMX174, IMX252, IMX250, IMX255, IMX253). Благодаря ей одновременно можно выбрать вплоть до восьми активных зон (четырех при использовании сенсора IMX174), которые можно изменять по высоте (рисунок 3).

Рисунок 3: Регулируемые параметры для функции Stacked ROI

Что такое виньетирование | [ПРО]ФОТО

Виньети́рование (фр. vignette — заставка) — это явление частичного ограничения (затемнения) наклонных пучков света оправой или диафрагмами оптической системы. Результатом является снижение яркости изображения к краям поля зрения системы. В фотографических, киносъёмочных, телевизионных и проекционных объективах это проявляется в виде повышенной яркости центральной части кадра по отношению к его углам.

Виньетирование — ослабление проходящего под углом по отношению к оптической оси потока лучей в оптической системе. Приводит к постепенному падению яркости изображения от центра к краям, соответственно больше всего заметно по углам кадра. Термин применяется и к затемнению части изображения из-за различных преград на пути света.

Коэффициент виньетирования — величина, количественно характеризующая падение освещённости изображения, создаваемого оптической системой. Равен отношению величин телесных углов или площадей поперечных сечений пучков света, образующих изображения точек на краю поля изображения и в центре.

Существующие методы цифровой обработки изображений позволяют частично компенсировать виньетирование.

В лазерных оптических системах виньетирование, как правило, приводит к уменьшению мощности, изменению формы и сечения пучка, а также может вызывать дифракционное рассеяние на виньетирующих апертурах.

Виньетирование в наибольшей степени проявляется в широкоугольных объективах, телеобъективах, а также в оптике с большой светосилой. При уменьшении относительного отверстия (диафрагмы) в оптической системе эффект виньетирования снижается или пропадает вовсе.

На широкоугольных объективах виньетирование может появляться в случае использования светофильтров, поэтому для широкоугольных линз рекомендуется покупать фильтры с тонкой оправой.

Нежелательное виньетирование можно частично или полностью убрать при редактировании фотографий или же автоматически. Например, в камерах Canon для этого есть функция коррекции периферийного освещения. Виньетирование, образовавшееся из-за фильтра или использования объективов, предназначенных для камер с меньшим размером кадра, на малоформатных фотоаппаратах убрать не получится.

Очень часто виньетирование используют в художественных целях.

Художественное виньетирование

В век развития цифровой техники, когда обработка изображений посредством компьютерных программ доступна многим, виньетирование как художественный приём становится достаточно популярным явлением. Любой творчески настроенный фотохудожник либо экспериментировал с этим приёмом, либо использовал его в своих работах.

Затемнение или осветление краёв кадра несёт определенную художественную нагрузку: искусственным образом отвлекает зрителя от несущественных деталей, фокусируя его внимание на нужных объектах фотоснимка, создавая изобразительный акцент.

Изобразительный акцент с помощью виньетирования легко смещается с второстепенных предметов на сцену, которую художник желает выделить, подчеркнуть и привлечь тем самым внимание зрителей к той или иной сцене.

Фотохудожник может использовать виньетирование для достижения своего творческого замысла, расставляя световые акценты на нужных ему деталях, предметах или героях в кадре. Особенностью приёма является то, что он сравнительно прост в применении, но при этом достаточно эффективен в достижении выразительности.

Стоит отметить, что если общепринятым понятием виньетирование признано считать затемнение кадра по краям, то в художественном приёме виньетирования можно не только затемнять края кадра, но и осветлять (в плёночной фотографии применяли виньетирование при печати снимков с негатива), а также выборочно на поле кадра менять освещённость отдельно взятых деталей.

Однако наличие виньетирования не всегда означает, что фотограф использовал его умышленно, как художественный приём. Например, ломография — отдельное течение в фотографии, где виньетирование является общепринятым, и является следствием использования дешёвой фототехники, с плохими оптическими характеристиками.

Происхождение приёма

Впервые в 1751 году виньетка в искусстве оформления была использована для украшения страниц книги. Она представляла собой усики виноградной лозы вокруг границ страницы, чтобы ещё более выделить текст этой книги. Само слово «виньетка» происходит от слова, означающего «виноградная лоза». Спустя почти век, мода на виньетки пришла и в фотографию. С помощью определённых манипуляций со светом, выделялся основной элемент фото. В плёночной фотографии виньетирование превратилось в один из художественных приёмов. Этот приём был призван сконцентрировать внимание зрителя на основном объекте съёмки путём затемнения краёв кадра.

Фотографическое искусство практически моментально захватило весь мир. В обществе начала XX века стало хорошим тоном иметь фотографии как память о различных важных событиях — свадьба, день рождения, выпускной вечер гимназий и институтов. Изначально это были обычные снимки со стоящими на фоне учебного заведения гимназистами-выпускниками вместе с их преподавателями. Так как сложно было разобрать на общем фото — кто есть кто, ближе к середине XX века в школьную фотографию приходит мода на виньетирование, то есть выделение именно лиц людей. Для этого делалась общая крупная фотография выпускников, рассаженных так, чтобы было хорошо видно лицо каждого из них. Затем на это фото во время его экспонирования между объективом фотоувеличителя и фотобумагой помещалась маска, уменьшавшая количество света там, где нужно было сделать тёмный фон. Таким образом, получались как бы отдельно изображенные люди. Делом это было не простым, и подобные фото могли делать качественно только большие мастера фотоискусства. Немного позже научились фото подписывать.

С изобретением цифровых фотоаппаратов и специальных компьютерных программ, виньетирование стало не таким сложным делом, как ранее. К стандартному выделению лиц людей добавились различные надписи и украшения. Стали создаваться специальные шаблоны, которые можно скачать из Интернета. Многие фотографы стали использовать их для своих работ. Теперь людей можно было фотографировать по отдельности каждого, что облегчало фокусировку и настройку света, а также дальнейшую обработку фотографий для создания общей. Сегодня виньетка для фото представляет собой фотоколлаж — сборку нескольких фотографий на цветном фоне, украшенном различными картинками. А для хранения школьных виньеток и памятных фото можно использовать специальные папки и планшеты.

Курсы для фотографа:

Автоматическое удаление / коррекция яркости виньетирования?

Любитель здесь. У меня есть несколько фотографий, сделанных на Canon Powershot S3 IS, очень похожих на эту (взятых из The Irish Times, Файловая фотография: Брайан О’Брайен ):

Существует явное виньетирование, как при радиальном затемнении по краям, что в моем случае не из-за объектива, а из-за того, что у меня относительно небольшой источник света сверху камеры, и объект, и фон стены относительно близко к камере.

Существуют ли какие-либо инструменты / программы, которые помогли бы мне автоматически убрать это виньетирование (то есть сделало изображение более равномерным по яркости)? В основном меня интересуют инструменты Linux (я работаю в Ubuntu 18.04), но было бы хорошо узнать, какие еще есть варианты.


Мои выводы пока:

  • Gimp, Ручной метод: Исправление виньетки с GIMP | Photo.net Фото Форумы ; Re: [Gimp-user] Исправление виньетирования -> « просто выберите эллипс в верхнем левом углу в нижний правый угол, инвертируйте выделение и растушуйте его в соответствии с размером изображения. это позволяет мне или облегчить или затемнять уголки, слегка фокусируя внимание на середине region.«; но я бы лучше не связывался с этим вручную, так как будет трудно подобрать точный центр яркости» halo «,
  • Gimp, через искажения объектива: Удаление виньетирования — обработка изображений — обработка изображений, справка и методы — Stargazers Lounge» Фильтры-> Искажения-> Искажение линзы; настройка« осветлить »корректирует виньетирование. Однако вы, возможно, не сможете отсоединить это от настроек искажения объектива (у меня было некоторое искажение, чтобы исправить, когда я его использовал)«- попробовал, довольно сложно настроить его, чтобы он исправлял просто яркость виньетирования
  • RawTherapee с коррекцией плоского поля ( Как убрать виньетирование и цветовой оттенок с широкоугольного объектива? ) — по-видимому, согласно https://rawpedia.rawtherapee.com/Flat-Field, для этого требуется «изображение с плоским полем», которое в этом случае будет изображение только фоновой стены (без объекта) с тем же освещением, которого, к сожалению, у меня нет; и я попробовал это без такого файла, но когда я нажимаю «Авто-выбор», он говорит «Ни один не найден», и ничего не меняется на изображении
  • Есть бумага Коррекция виньетирования одного изображения с использованием радиальной градиентной симметрии , которая подразумевает, что это должно быть выполнимо в программном обеспечении (они, кажется, предполагают, что центр градиента всегда находится в центре изображения однако) — но даже если я сделаю код, мне понадобится целая вечность, чтобы превратить этот документ в пригодный для использования код
  • Имеется fulla — Правильное искажение линзы, виньетирование и хроматическая аберрация Приложение командной строки, часть Hugin — Панорамная фотостежок ; однако, это довольно сложно использовать. Я попытался hugin, и я не могу найти часть пользовательского интерфейса, которая занимается только виньетированием; и что касается командной строки, единственное, что я нашел, это https://wiki.panotools.org/Tca_correct:

tca_correct — это инструмент командной строки, поставляемый с hugin, который может использоваться для автоматического расчета параметров коррекции хроматической аберрации объектива. Идеальные образцы фотографий будут иметь большую контрастность по всей области изображения, мало насыщенных цветов и не будут выделяться.

fulla — инструмент командной строки для исправления искажения линзы, виньетирования и TCA (хроматической аберрации). Он способен применять полный многочлен панотоолов к красным и синим каналам, тем самым исправляя любую поперечную хроматическую аберрацию.

Сначала вычислите некоторые параметры коррекции TCA для образца изображения, обратите внимание, что я буду беспокоиться только об оптимизации параметров b и v в модели коррекции объектива, вы можете получить лучшие результаты с полным набором параметров abcv:

tca_correct -o bv DSC_3194. ppm

Выводит некоторые параметры fulla, например, так:

 -r 0.0000000:0.0001197:0.0000000:0.9997630 -b 0.0000000:-0.0001142:0.0000000:1.0001841

Теперь вы можете использовать их с fulla при конвертации фотографий с этого объектива:

 fulla -r 0.0:0.0001197:0.0:0.9997630 -b 0.0:-0.0001142:0.0:1.0001841 -o corrected.tif DSC_3194.ppm

… но опять же, это в основном касается виньетирования объектива, в то время как мне нужно что-то, чтобы справиться с виньетированием яркости, присутствующим на изображении, из-за других факторов (например, самого освещения). Кроме того, я попробовал это сделать, но он, кажется, экспортирует только встроенный предварительный просмотр в .DNG как .tif (который в моем случае имеет размер 128×96 пикселей!), А не все изображение, поэтому я не могу точно сказать, работает ли он или нет (редактировать: пробовал с подачей tca_correct и fulla . tif изображения вместо DNG, и он только делает некоторые едва видимые масштабирование / искажение линзы, ничего заметного с точки зрения градиента яркости)

новая функция Basler для коррекции затемнения по краям кадра

Оптимизация качества изображения и снижение затрат благодаря новой функции коррекции виньетирования от Basler

Basler расширяет возможности обработки изображений своих камер ace U и ace L, добавив функцию коррекции виньетирования для коррекции затемнения по краям кадра.

Виньетирование – широко известное явление в обработке изображений, которое выражается в уменьшении яркости изображения по краям. Оно возникает, когда поле изображения используемого объектива слишком мало относительно сенсора камеры, и значительно ухудшает качество изображения. Детали по краям кадра становятся едва различимы или не различимы вообще. Анализ изображения осложняется по причине неравномерности уровня его яркости. Во многих случаях проблему можно устранить, выбрав объектив большего формата (например, 1″ вместо 2/3″), но это решение обычно связано с высокими затратами.

Коррекция виньетирования – уникальная функция Basler с заявленным патентом для коррекции описанного нежелательного эффекта, которая поможет сэкономить на затратах при выборе объектива для камеры. Калибровка камеры выполняется однократно, что предотвращает снижение скорости съемки и ухудшение качества изображения, поскольку корректирующие значения сохраняются на стороне камеры и автоматически учитываются при формировании изображения. Так, для своих камер, например, с сенсорами Sony IMX304 или IMX253 формата 1,1″ пользователи смогут выбирать объективы 1″, не задумываясь о том, что края изображения будут затемненными. Приобретать объектив с большим полем изображения больше не потребуется.

Функция коррекции виньетирования предусмотрена в отдельных моделях камер ace U и ace L с интерфейсом GigE или USB 3.0.

Более подробная информация и обзор выгодных по цене комбинаций камер и объективов Basler благодаря функции виньетирования представлены на этой странице: www.baslerweb. com/new-ace-features.

По материалам
компании Basler AG
www.baslerweb.com/ru/

Виньетирование — обзор | Темы ScienceDirect

Восстановление VI

Целью восстановления изображения является устранение эффектов заданного или предполагаемого ухудшения качества изображения. В этом разделе мы описываем некоторые основные методы восстановления, включая фотометрическую коррекцию, геометрическую коррекцию, деконволюцию и оценку (уровней серого изображения при наличии шума).

VI.A Фотометрическая коррекция

В идеале уровни серого в цифровом изображении должны соответствовать яркости в соответствующих точках сцены.На практике, однако, отображение яркости в уровень серого может варьироваться от точки к точке — например, из-за неоднородности отклика датчика или из-за того, что датчик собирает больше света от точек сцены в центре своего поля зрения, чем от точек на периферии («виньетирование»).

Оценить неоднородность сенсора можно по изображениям известных тестовых объектов. Безшумное изображение равномерно яркой поверхности должно иметь постоянный уровень серого; таким образом, вариации его уровня серого должны быть связаны с неоднородностью датчика.Мы можем измерить вариацию в каждой точке и использовать ее для вычисления коррекции уровня серого произвольного изображения в этой точке. Например, если мы рассматриваем неоднородность как ослабление на коэффициент a ( x , y ) в каждой точке, мы можем компенсировать его, умножив уровень серого на ( x , y ) на 1/ на ( x , y ).

VI.B Геометрическая коррекция

Изображение, полученное датчиком, может быть геометрически искажено, например, из-за оптических аберраций.Мы можем оценить искажение, используя изображения известных тестовых объектов, таких как обычные сетки. Затем мы можем вычислить геометрическое преобразование, которое исправит искажение в любом изображении.

Геометрическое преобразование определяется парой функций x ′ = ϕ ( x , y ), y ′ = ψ ( x , y ), которые отображают старые координаты ( x , y ) в новые ( x ′, y ′). Когда мы применяем такое преобразование к цифровому изображению, входные точки ( x , y ) представляют собой регулярно разнесенные выборочные точки, скажем, с целочисленными координатами, но выходные точки ( x ′, y ′) могут — произвольные точки плоскости в зависимости от характера преобразования.Чтобы получить цифровое изображение на выходе, мы можем сопоставить выходные точки с ближайшими точками с целыми координатами. К сожалению, это сопоставление не однозначно; некоторые точки с целыми координатами в выходном изображении могут не иметь сопоставленных входных точек, в то время как другие могут иметь более одной.

Чтобы обойти эту проблему, мы используем обратное преобразование x = ϕ ( x ′, y ′), y = ψ ( x ′, y ′) для отображения каждого целого числа — координата точки выходного изображения обратно в плоскость входного изображения.Затем этой точке назначается уровень серого, полученный из уровней ближайших точек входного изображения — например, уровень серого ближайшей точки или средневзвешенное значение уровней серого окружающих точек.

VI.C Deconvolution

Предположим, что изображение было размыто в результате известного процесса локального взвешенного усреднения. Математически такой процесс размытия описывается сверткой ( g = h * f ) изображения f с шаблоном весов h .(Значение h * f для заданного сдвига h относительно f получается поточечным умножением их и суммированием результатов.)

По теореме свертки для преобразований Фурье имеем G = HF , где F , G , H — это преобразования Фурье для f , g , h соответственно. Таким образом, в принципе мы можем восстановить не размытый f , вычислив F = G / H и обратное преобразование Фурье.(На частотах, где H имеет нули, G / H не определено, но мы можем принять F = G = 0.) Этот процесс называется обратной фильтрацией. Если h не задано, мы можем оценить его по размытым изображениям известных тестовых объектов, таких как точки, линии или края ступенек.

Только что описанный простой процесс деконволюции игнорирует влияние шума. Более реалистичной моделью для ухудшенного изображения является g = h * f + n , где n представляет шум.Если мы попытаемся применить обратную фильтрацию в этой ситуации, мы получим G = HF + N , так что G / H = F + N / H . Таким образом, на высоких пространственных частотах, где шум сильнее, чем детали изображения, несущие информацию, в результатах обратной фильтрации будет преобладать шум. Чтобы избежать этого, разделение G / H следует выполнять только на относительно низких пространственных частотах, тогда как на более высоких частотах G следует оставить без изменений.

Более общий процесс, известный как фильтрация по методу наименьших квадратов или фильтрация Винера, может использоваться, когда присутствует шум, при условии, что статистические свойства шума известны. В этом подходе g устраняет размытость путем сворачивания его с помощью фильтра m , выбранного для минимизации ожидаемой разницы в квадрате между f и m * g . Можно показать, что преобразование Фурье M для m имеет форму (1/ H ) [1 / (1+ S )], где S связано со спектральной плотностью шум; обратите внимание, что в отсутствие шума это сводится к обратному фильтру: M = 1/ H .Ряд других критериев восстановления приводит к аналогичным конструкциям фильтров.

Могут быть определены другие методы устранения размытости, предполагающие наличие некоторых знаний о статистических свойствах шума. Типичный подход состоит в том, чтобы найти такую ​​оценку f ˆ f , чтобы «остаток» g − h * fˆ имел те же статистические свойства, что и n . Эта проблема обычно имеет много решений, и мы можем наложить дополнительные ограничения на f (чтобы она была неотрицательной, «гладкой» и т. Д.). Также были разработаны методы устранения размытости, в которых выбор фильтра зависит от локальных характеристик изображения или предполагается, что само размытие изменяется в разных частях изображения.

VI.D Оценка

Предположим, что изображение было искажено добавлением шума, g = f + n , где статистика шума известна. Мы хотим найти оптимальную оценку f уровня серого изображения в каждой точке. Если изображение не имеет структуры, нашей единственной основой для этой оценки является наблюдаемый уровень серого g в данной точке; но для реальных изображений соседние точки не являются независимыми друг от друга, так что оценки в соседних точках также могут использоваться при вычислении оценки в данной точке.

Один подход к оценке изображения, известный как фильтрация Калмана, сканирует изображение строка за строкой и вычисляет оценку в каждом пикселе как линейную комбинацию оценок в предыдущих соседних пикселях. Коэффициенты оценки, которая минимизирует ожидаемую квадратичную ошибку, могут быть вычислены из автокорреляции (идеального) изображения.

Рекурсивные фильтры Калмана для восстановления изображений требуют больших вычислительных ресурсов. Аппроксимации, такие как фильтры Калмана с уменьшенным обновлением, дают очень хорошие результаты при гораздо меньшей вычислительной сложности.Теоретико-оценочная формулировка задачи восстановления изображения с использованием фильтра Калмана позволила исследовать более общие случаи, включая слепое восстановление (где неизвестная функция размытия моделируется и оценивается вместе с исходным изображением) и восстановление нестационарного изображения (кусочно-стационарные области восстановлен, с фильтрами, подходящими для регионов, выбранных с помощью цепи Маркова).

В дополнение к рекурсивным фильтрам были разработаны другие теоретико-оценочные подходы, основанные на моделях.Например, в фильтре Винера, описанном выше, можно использовать модели случайного поля (см. Раздел III) для оценки необходимых спектров мощности. В качестве альтернативы можно использовать модели MRF для характеристики ухудшенных изображений и разработать методы детерминированной или стохастической оценки, которые максимизируют апостериорную функцию плотности вероятности.

Оригинальный подход, который моделирует исходное изображение с помощью составной модели, где стационарные области представлены с использованием моделей MRF, а неоднородности, разделяющие стационарные области, представлены с использованием «линейных процессов», привел к новой унифицированной структуре для обработки широкого множество задач по оценке изображения, восстановлению, реконструкции поверхности и сегментации текстуры.Составная модель, когда используется в сочетании с критерием MAP, приводит к проблемам невыпуклой оптимизации. Класс методов стохастического поиска, известный как имитация отжига, и его варианты позволили решить такие задачи оптимизации. Хотя эти методы требуют больших вычислительных ресурсов, параллельные аппаратные реализации алгоритмов отжига уменьшили их вычислительную сложность. Пример восстановления изображения показан на рис. 4.

РИСУНОК 4. Восстановление изображения.(а) Исходное изображение; (б) размытое изображение; (c) восстановленное изображение. [Эти изображения предоставлены профессором А. Кацаггелосом из Северо-Западного университета.]

Виньетирование

В то время как упор сам по себе определяет пучок осевых лучей, виньетирование происходит, когда другие отверстия в системе, такие как прозрачная апертура линзы, блокируют весь или часть внеосевого пучка лучей.

Виньетирование не происходит, когда все апертуры проходят через весь пучок лучей от точки объекта. Радиус каждой апертуры должен быть равен или превышать максимальную высоту пучка лучей в апертуре.

/>

Unvignetted:


Максимальный угол обзора, поддерживаемый системой, достигается, когда апертура полностью блокирует пучок лучей от точки объекта.

Полностью виньетирование:


Второе условие виньетирования обеспечивает прохождение апертуры краевого луча, а не остановки системы. По определению виньетирование не может происходить на диафрагме или зрачке.

Третье условие виньетирования определяется, когда апертура проходит примерно половину пучка лучей от точки объекта.

Половиньетирование:


Условия виньетирования используются двумя разными способами:

  • Для заданного набора апертур можно определить поле обзора, которое система будет поддерживать с заданной величиной виньетирования. Каждый FOV определяется отдельным главным лучом.

  • Для заданного поля обзора и условий виньетирования можно определить требуемый диаметр апертуры.

Система с виньетированием будет иметь изображение с полной освещенностью или яркостью до радиуса, соответствующего пределу поля зрения без виньетирования.Затем освещенность начнет падать, достигая примерно половины при полувиньетированном поле зрения и уменьшаясь до нуля при полностью виньетированном поле зрения. Этот полностью виньетированный FOV — абсолютный максимум. Это обсуждение игнорирует факторы наклона переноса излучения, такие как четвертый закон косинуса.

Диаметр диафрагмы является очень важным параметром конструкции для оптической системы, поскольку он управляет пятью отдельными характеристиками системы:
  • Поле зрения системы, определяемое виньетированием.
  • Радиометрическая или фотометрическая скорость системы или ее светособирающая способность.
  • Глубина резкости и глубина резкости системы.
  • Количество аберраций, ухудшающих качество изображения.
  • Характеристики системы на основе дифракции.
Хотя некоторые из этих аспектов взаимосвязаны, все они происходят из разных физических явлений ./>

RP Photonics Encyclopedia — виньетирование, апертуры, датчик изображения, фотография, телескопы

Энциклопедия> буква V> виньетирование

Определение: снижение яркости изображения в периферийных областях

Немецкий: Vignettierung

Категория: видение, дисплеи и изображения

Как цитировать статью; предложить дополнительную литературу

Автор: Dr.Rüdiger Paschotta

URL: https://www.rp-photonics.com/vignetting.html

Поле зрения объектива ограничено оптической апертурой, действующей как ограничитель поля. Часто поле зрения четко определяется — например, размерами датчика изображения фотоаппарата или диафрагмой, размещенной в плоскости изображения. Однако бывают также случаи, когда диафрагма, ограничивающая поле, находится по существу далеко от плоскости изображения, что приводит к постепенному снижению яркости изображения во внешних областях.С другой стороны, диафрагма не вызывает виньетирование, а снижает яркость изображения во всех областях, включая центр.

Фигура 1: Кеплеровский телескоп с входными лучами от двух удаленных объектов: один находится на оптической оси (синие линии), а другой — немного вне оси. В последнем случае часть лучей больше не может попадать в окуляр, так что возникает эффект виньетирования. Моделирование было выполнено с помощью программного обеспечения RP Resonator.

В качестве примера рассмотрим кеплеровский телескоп, состоящий из двух линз: объектива и окуляра (окуляра).Он обеспечивает некоторое угловое увеличение для просмотра удаленных объектов в соответствии с соотношением фокусных расстояний объектива и окуляра. Поле зрения ограничено размером линзы окуляра, и этот элемент не помещается в плоскости изображения. Как показано на рисунке 1, для определенных направлений изображения часть световых лучей, исходящих из точки объекта, все еще может попадать в окуляр, в то время как другие лучи теряются. Следовательно, соответствующая точка изображения на сетчатке глаза будет иметь пониженную яркость.Эту проблему можно решить, установив дополнительную полевую линзу.

Виньетирование может иметь и другие причины, не связанные с диафрагмой. Например, если фотографический объектив сконструирован таким образом, что периферийные области пленки или датчика изображения освещаются со значительным углом падения, они могут получить снижение яркости. Это особенно актуально для датчиков изображения с матрицей микролинз. В таких случаях объектив часто предназначен для работы с телецентрическим изображением, чтобы избежать виньетирования.

В фотографии может даже приветствоваться значительное виньетирование как особый декоративный эффект в определенных ситуациях (например, для портретов). Однако обычно не хочется, чтобы фотоаппарат демонстрировал значительное виньетирование в качестве общей характеристики; при необходимости лучше применить виньетирование с помощью программного обеспечения для редактирования изображений. Точно так же хороший астрономический или наземный телескоп не должен показывать виньетирование.

В принципе, виньетирование в цифровой фотокамере можно компенсировать цифровым способом, т.е.е., операционным программным обеспечением. Однако при таком подходе можно потерять некоторую часть динамического диапазона для внешних областей изображений.

Вопросы и комментарии пользователей

Здесь вы можете оставлять вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о приеме на основании определенных критериев. По сути, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы скоро удалили его.(См. Также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личный отзыв или консультацию от автора, пожалуйста, свяжитесь с ним, например по электронной почте.

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже откажетесь от своего согласия, мы удалим эти данные.) Поскольку ваши материалы сначала проверяются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

См. Также: визуализация, объективы, поле зрения
и другие статьи в категории видение, дисплеи и визуализация

Если вам понравилась эта страница, поделитесь ссылкой со своими друзьями и коллегами, e.грамм. через соцсети:

Эти кнопки общего доступа реализованы с учетом конфиденциальности!

Код для ссылок на других сайтах

Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем веб-сайте, в социальных сетях, дискуссионном форуме, Википедии), вы можете получить здесь требуемый код.

HTML-ссылка на эту статью:

   
Статья о виньетировании

в
Энциклопедия фотоники RP

С изображением для предварительного просмотра (см. Рамку чуть выше):

   
alt = "article">

Для Википедии, например в разделе «== Внешние ссылки ==»:

  * [https://www.rp-photonics.com/vignetting.html 
, статья о виньетировании в энциклопедии RP Photonics]

Что такое виньетирование — Photoh

Снимок сделан Сарой Дж.Poe


Виньетирование — это когда края фотографии затемняются и постепенно переходят в центр. Обычно это наиболее заметно в углах и может снизить общую яркость и насыщенность фотографии. Это стилистическая особенность, которую одни фотографы любят, а другие ненавидят, — она ​​очень поляризующая.

Виньетирование проявляется на фотографиях в разных формах и может быть либо случайным, либо добавленным намеренно во время постпродакшна.

Существует 4 типа виньетирования: механическое, оптическое, естественное и преднамеренное:

1) Механическое виньетирование может быть вызвано сложением нескольких линз, фильтров объектива, бленды объектива длиннее, чем необходимо, или удлинителя объектива.Уменьшение диафрагмы на несколько ступеней (или уменьшение значения f-числа) может помочь преодолеть это.

2) Оптическое виньетирование вызвано физическими размерами некоторых типов линз, которые имеют тенденцию быть немного толще по краям. Чем больше элементов или кусочков стекла в объективе, тем меньше света может проникнуть внутрь, что уменьшает количество света, попадающего на датчик камеры. Этот тип виньетирования — это искажение объектива, но обычно это объективы с очень широкой диафрагмой, например f2,8 или f1.4 с меньшей вероятностью создадут оптическое виньетирование.

3) Естественное виньетирование возникает, как следует из названия, естественным образом на изображении и возникает при более широких фокусных расстояниях. Многие современные камеры предназначены для противодействия этому, но более старые модели, такие как Holgas, не могут делать это так же эффективно.


4) Преднамеренное виньетирование — наиболее распространенный тип виньетирования в современной фотографии, когда фотографы предпочитают добавлять виньетки с помощью программного обеспечения для редактирования после того, как фотография сделана. Некоторым фотографам нравится использовать определенные действия или предустановки, чтобы применяемое виньетирование было единообразным для всего набора фотографий.Виньетки часто можно увидеть во многих фильтрах приложений для фотографий на смартфонах, некоторые из которых более тонкие, чем другие.

Когда лучше всего отказаться от виньетирования или отказаться от него?

Это зависит от изображения, которого вы пытаетесь достичь. При добавлении виньетки взгляд зрителя будет привлечен к центру кадра и объекту / объектам, что может быть идеальным для придания портретам драматичности и для усиления тонов в черно-белой фотографии. Иногда виньетирование бывает белым, а не черным, но имеет тот же эффект.Кроме того, поскольку на фотографиях в более старом стиле было много естественного виньетирования, некоторые люди предпочитают использовать преднамеренные виньетки, чтобы придать своим фотографиям винтажный вид.

Изображение сделано Reissuotokset


Однако можно легко злоупотреблять эффектами виньетирования, и существует множество ситуаций, в которых вы должны исправлять виньетирование в ваших изображениях во время редактирования, а не преувеличивать его. Ненужный эффект виньетирования может отвлекать от основного объекта и выглядеть действительно искусственно, как на фотографии ниже.

Изображение сделано Питером Бамертом


Другим примером являются изображения со сплошным цветным фоном, потому что, когда эти изображения просматриваются на экранах, возникает эффект полосатости, когда цвет виден в виде кругов по внешней стороне изображения.

Если механическое виньетирование неизбежно при съемке, его можно исправить на этапе пост-обработки, выбрав вкладку коррекции объектива в Adobe Camera Raw или Lightroom (та же функция, которая используется для исправления искажений объектива).

Есть еще несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы предотвратить это в камере:

Старайтесь не складывать слишком много фильтров для объектива и других принадлежностей.

Используйте более широкие диафрагмы.

Используйте объективы с увеличенным фокусным расстоянием, например телеобъективы и макрообъективы.
# Блог
# Статьи

Виньетирование | Scientific Volume Imaging


Многие изображения страдают от неравномерного освещения поля и плохого освещения на периферии изображения. Эта так называемая проблема виньетирования возникает из-за факторов, влияющих на световой путь микроскопа, таких как ограничения в линзах или в камере. Эффект виньетирования становится особенно очевидным, когда мозаичные изображения сшиваются вместе. Huygens Stitcher может корректировать виньетирование и создавать однородную реконструкцию большого поля зрения.

Программное обеспечение Huygens дает пользователю возможность выбирать между двумя режимами коррекции: ручным и автоматическим. Для ручной коррекции требуется изображение с плоским полем в качестве входных данных, а также допускается использование темной рамки, в то время как автоматическая коррекция не требует этих дополнительных изображений. Автоматическую коррекцию можно оптимизировать, отрегулировав настройку модели виньетирования.

Ручная коррекция виньетирования


Требуется изображение с плоским полем, полученное с такими же размерами и с использованием того же оптического пути, что и другие плитки, но из области покровного стекла или предметного стекла без какого-либо образца. В идеале это делается для всех каналов независимо, поскольку они могут содержать разные шаблоны виньетирования. Хотя это не обязательно, можно также загрузить изображение темного поля для более точного восстановления истинного сигнала. Эта темная рамка получается без источника света или при закрытии заслонки и компенсирует остаточный сигнал от внутренней температуры, электрического тока и т. Д.

Автоматическая коррекция виньетирования


Модель виньетирования : модель виньетирования может быть круговой (по умолчанию) или эллипсоидальной. Эта модель описывает форму штриховки изображения, как показано в этих примерах на рисунке 1:

Примеры неравномерного освещения для круговой (A) или эллипсоидальной (B и C) модели виньетирования.

Регулировка виньетирования : с помощью элементов управления регулировкой виньетирования пользователь может настроить модель в зависимости от степени виньетирования.Перемещение ползунка влево и вправо отрегулирует коррекцию около краев. Влево (по направлению к -1) коррекция следует более крутой кривой, тогда как вправо (по направлению к +1) коррекция будет более постепенной (см. Рис. 2). В центре (в 0) коррекция более сфокусирована ближе к центру изображения.

Примеры профилей линий (A) на изображении, страдающем от виньетирования (B), с соответствующими настройками для ползунка виньетирования.

Если информации для коррекции виньетирования недостаточно из-за недостаточного количества фрагментов, мастер пропустит этап коррекции виньетирования и продолжит создание мозаики.

Автоматическая коррекция виньетирования и строчка


Без коррекции виньетирования

Автоматическая коррекция виньетирования


Флуоресцентные данные Leica LIF Widefield (Leica) были сшиты с помощью сшивателя Huygens. Те же данные показаны с автоматическим виньетированием и коррекцией затенения Гюйгенсом и без него. Изображение представляет собой развивающуюся кору головного мозга мыши (P30), окрашенную на Tbr1 и рилин.

Как добавить или удалить виньетку с помощью Lightroom

Вероятно, вы видели в Интернете фотографии, которые хорошо экспонируются в центре, но яркость начинает уменьшаться по направлению к краям.Если вы не знакомы с названием этого эффекта, он называется виньеткой по краю или виньетированием изображения.

Интересно, что виньетка — это эффект, который возникает естественным образом, но также может быть достигнут намеренно на этапе постобработки. Не всем нравится эффект виньетирования на фотографиях, для одних это полезный прием, а для других — катастрофа. Честно говоря, хорошо сделанная виньетка может помочь привлечь внимание зрителя к объекту, помещенному в центр. Вы можете использовать это в своих интересах, если вы портретист, фотограф дикой природы или свадебный фотограф.

Но виньетирование также может сделать ваши фотографии непривлекательными, если вы пейзажный, интерьерный или коммерческий фотограф, поскольку вы не хотите, чтобы края ваших фотографий были слишком темными.

Причины виньетирования

Есть несколько причин, по которым эффект виньетирования применяется к вашим фотографиям при использовании цифровой камеры. Одна из основных причин виньетирования — это использование широкой диафрагмы, такой как f / 1,4 или f / 1,8. Но если увеличить значение диафрагмы на 2–3 ступени, можно легко устранить эффект виньетирования на фотографии.

Другой причиной виньетирования может быть использование большего фокусного расстояния, но чем шире, тем менее заметен эффект. Некоторые объективы бюджетного класса также имеют больше шансов иметь виньетку по краям, чем их более дорогие аналоги.

Использование нескольких фильтров объектива или установка фильтров низкого качества также может привести к сильному виньетированию, поскольку они могут блокировать количество света, попадающего через объектив под разными углами. Знаете ли вы, что даже бленда стороннего производителя может привести к виньетке? Поэтому убедитесь, что вы покупаете подходящую бленду, совместимую с вашим объективом, чтобы избежать виньетирования на ваших фотографиях.

Как удалить виньетку с помощью Lightroom

Если ваша камера сделала снимок с эффектом виньетки по одной из причин, упомянутых выше, вы можете легко удалить ее с помощью Adobe Lightroom. Этот метод очень впечатляет, и когда я впервые использовал эту функцию в Lightroom, я был доволен тем фактом, что я могу избавиться от виньетирования в любое время на этапе постобработки.

ПРИМЕЧАНИЕ: Вы можете использовать эту технику удаления виньетирования, только если вы обрабатываете файлы RAW в Lightroom.

Файл

RAW с небольшой виньеткой по краям, снятый камерой.

Виньетирование удалено с помощью «Включить коррекцию профиля».

Как вы можете видеть на скриншотах выше, у файла формата RAW была жесткая виньетка, так как эта фотография была сделана с помощью объектива 50 мм при f / 1.8. На втором изображении виньетирование почти удалено с помощью одной из удобных функций Adobe Lightroom под названием «Включить коррекцию профиля».

Эта функция автоматически определяет марку, модель и профиль объектива, если он доступен в базе данных Adobe.Lightroom имеет профили линз почти всех производителей, за исключением нескольких, таких как Samyang. Затем эта волшебная функция автоматически исправляет виньетку, а также искажения на фотографии. Вы также можете настроить их вручную с помощью ползунков. Разве это не круто !?

Чтобы получить доступ к этой функции в Lightroom, вы должны находиться в модуле «Разработка», а флажок «Включить исправления профиля» находится на вкладке «Коррекция объектива» на правой боковой панели.

Одним щелчком мыши вы можете удалить виньетирование с вашей фотографии с помощью Lightroom.Просто убедитесь, что вы используете только файл формата RAW, поскольку эта функция не применима для JPEG.

Как добавить виньетку в Lightroom

1) Использование функции виньетирования после урожая

Один из самых простых способов добавить виньетку к фотографии — использовать функцию виньетирования после кадрирования в Lightroom. Этот инструмент можно найти в раскрывающемся меню «Эффекты». Чтобы не усложнять задачу, вы можете начать с перемещения ползунка «Сумма» влево (отрицательное число), чтобы добавить эффект виньетирования.Затем вы можете настроить ползунок Midpoint, чтобы определить распространение эффекта виньетирования на фотографии по вашему желанию.

Ползунок «Округлость» дополнительно позволяет вам определять форму виньетки на фотографии, а ползунок «Растушевка» позволяет определить спад или то, как постепенно оно исчезает к краям. Ползунок Highlights позволяет сохранить блики на тех частях фотографии, к которым вы применили эффект виньетирования.

Единственным ограничением этого подхода является то, что вы не можете регулировать размещение области, в которой начинается эффект виньетирования.Он применяется только от краев изображения, движущихся к центру (виньетка центрируется).

2) Использование радиального фильтра

Лучшее в использовании радиального фильтра для добавления виньетки — это то, что, в отличие от инструмента виньетирования после кадрирования, вы можете изменить положение области, в которой применяется эффект. Это означает, что вы можете выбрать конкретную область, которая остается неизменной, как показано на изображении выше, а эффект виньетки можно применить к остальной части изображения.

Как вы можете видеть на изображении выше, инструмент Радиальный фильтр дает вам свободу экспериментировать с гораздо более разнообразными настройками, такими как баланс белого, тени и четкость. Для начала вам нужно щелкнуть и перетащить, чтобы выбрать область, за пределами которой вы хотите применить эффект виньетирования. Как только это будет сделано, вы можете приступить к настройке ползунков.

Изначально вам нужно будет уменьшить экспозицию, чтобы затемнить выбранную область, затем вы можете поиграть с ползунками, чтобы получить желаемый результат.

Заключение

Есть ли у вас другие альтернативы для добавления или удаления виньеток на изображениях? Не стесняйтесь делиться ими в разделе комментариев ниже.

Новые функции ace | Basler

Мы расширяем диапазон настроек камеры (параметры обработки изображений) нашей серии камер ace новыми мощными функциями. Самая последняя функция этого расширения — Коррекция виньетирования, которая позволяет корректировать затенение краев, когда круг изображения слишком мал по сравнению с размером сенсора.Все три функции доступны на некоторых моделях.

Высокая производительность, эффективность, полезность — три новые функции ace:

  • Коррекция виньетирования (информацию о доступности см. В PCN)
  • PGI для монохромных камер

  • Stacked ROI (выбор нескольких ROI (регионы) интересов))

Как работают эти функции, какие преимущества и преимущества они предлагают и в каких моделях камер они доступны?

Коррекция виньетирования (подана заявка на патент)

Виньетирование — это хорошо известное явление в обработке изображений, которое описывает уменьшение яркости изображения по направлению к краю.Это часто приводит к такому эффекту:

Если круг изображения используемого объектива слишком мал по сравнению с датчиком камеры, этот эффект может сильно проявиться и соответственно повлиять на качество изображения. Детали на краю сенсора часто могут быть только плохо проверены или не проверены вообще, или проверка затруднена из-за различных значений яркости на изображении. Во многих случаях может помочь выбор объектива большего размера — например, от 2/3 дюйма до 1 дюйма. Однако такое решение обычно связано с более высокими затратами.

Если сравнить стандартную доступную оптику с текущим разнообразием размеров сенсоров, становится очевидным дисбаланс:

Этот дисбаланс влияет, например, на следующую комбинацию сенсора и линзы:

Новая функция коррекции виньетирования обеспечивает здесь эффективную поддержку:

Слева без функции коррекции виньетирования, справа с функцией коррекции виньетирования

Благодаря коррекции виньетирования, нет отрицательного влияния на частоту кадров или качество изображения после однократной калибровки камеры, поскольку значения коррекции сохраняются в камере и автоматически учитываются при выводе изображения.Например, пользователи могут комбинировать камеры ace с сенсорами Sony IMX304 или IMX253 с их 1,1-дюймовым форматом с 1-дюймовыми объективами, не допуская затенения краев. Больше нет необходимости переключаться на объектив с большим кругом изображения.

Функция коррекции виньетирования доступна для некоторых моделей ace U и ace L с интерфейсами GigE и USB 3.0.

Комбинации камер и объективов Basler по привлекательной цене с коррекцией виньетирования:

Не уверены, какая комбинация лучше всего подходит для вашего приложения? Используйте наш инновационный конфигуратор систем технического зрения и соберите необходимые вам компоненты технического зрения!

PGI для монохромных камер

С момента своего появления набор функций PGI пользовался большим спросом, облегчая цветные приложения для многих клиентов и даже делая некоторые ранее недоступные приложения возможными.Эта успешная комбинация дебайеризации 5×5, сглаживания цвета, уменьшения шума и повышения резкости до сих пор была доступна только для цветных камер. Теперь для мира значений серой шкалы доступна адаптированная форма PGI.

Оптимизировано для монохромных требований

Дебайеринг и цветное сглаживание не актуальны для монохромных камер, но уменьшение шума и повышенная резкость изображения, безусловно, имеют свои преимущества. Компания Basler адаптировала алгоритм PGI именно для этих требований.

Рисунок 1: Повышенная резкость изображения и снижение шума с помощью PGI

В отличие от цветных фотоаппаратов, для монохромных фотоаппаратов не требуется формат пикселей с удаленным слоем. В результате можно использовать необработанные изображения и максимальную скорость сенсора.

Из-за своего режима работы цветная камера будет сильнее проявлять шум и другие эффекты, чем монохромная камера. Это означает, что положительный эффект от использования набора функций PGI можно более четко увидеть в цветных камерах, чем в монохромных.Учтите это при тестировании. Вы можете найти более подробную информацию о PGI здесь.

Набор функций PGI для монохромных камер доступен для всей линейки продуктов ace L и всех моделей ace U с сенсорами Pregius от Sony и с сенсорами PYTHON от ON Semiconductor.

Stacked ROI: Выбор нескольких областей интереса

Использование области интереса (ROI) для увеличения скорости или уменьшения нагрузки данных является проверенным и часто используемым методом в промышленной обработке изображений.Но в результате увеличения разрешения не все важные характеристики расположены близко друг к другу, что ограничивает преимущества ROI. Однако во многих случаях по-прежнему необходимы более высокая скорость и / или уменьшение объема данных для экономичной реализации приложения.

Это становится понятным на примере приложения для проверки бутылок. Здесь фокус проверки часто ограничивается

  • горлышком бутылки для проверки уровня заполнения и закрытия,

  • этикеткой в ​​центре бутылки для проверки точного расположения и графической правильности и

  • дно для проверки на трещины и трещины.

Рисунок 2: Составная область интереса позволяет выбрать несколько областей интереса

Эти инспекционные машины становятся все быстрее, чтобы справляться с увеличивающейся скоростью цикла. В то же время разрешение камеры и, следовательно, объем данных на изображение постоянно растут, так что можно распознать больше деталей и выполнить более качественный контроль. Это приводит к увеличению требований к прикладным процессорам и алгоритмам, чтобы вообще иметь возможность обрабатывать такой объем данных.

С помощью новой функции Stacked ROI фокус в приложении теперь может быть направлен на несколько ROI одновременно, как показано на примере примера, показанном на рисунке 2.

Basler предлагает функцию, интегрированную в FPGA, для всех моделей ace U и ace L с датчиками PYTHON от ON Semiconductor и быстрыми датчиками Sony Pregius (IMX174, IMX252, IMX250, IMX255, IMX253). Он включает в себя использование до восьми (четыре для IMX174) расположенных друг над другом зон, регулируемых по высоте (см. Рисунок 3).

Рисунок 3: Регулируемые параметры для функции Stacked ROI .

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.