נמרוד פלג 2004 פרק 2: תכונות מערכת הראייה עדכון : ינואר 2004

נמרוד פלג 2004

:2פרק תכונות מערכת הראייה

2004עדכון: ינואר

נמרוד פלג 2004

?למה זה מעניין

ניצול מגבלות מערכת הראייה.•לא “להתאמץ” בכיוונים בלתי מועילים •

לראייה. עוזרת להבנה והפשטה של מודלבניית •

מערכת מסובכת.

מודל

נמרוד פלג 2004

מערכת הדמיה אופטית בסיסית

מרכיבים עיקריים:•עדשה או מספר עדשות .–( CCDחישנים )סרט צילום, –

קרני אור

צמצם

חישן

עדשה

נמרוד פלג 2004

מודל בסיסי

לכל מערכת הדמיה נכון התיאור של מעבר •( LPF ” )בדר”כמסנןהאות המקורי דרך “

:רעש המערכתואחריו הוספת MTF שנקרא

MTF (LPF)

אות מקורי”נקי“ f

+

רעש

בשרשור מערכות מוכפלות פונקציות המעבר זו

בזו.

נמרוד פלג 2004

אות ורעשגילוי האות הרצוי מתוך סה”כ האות+רעש •

אינו פשוט בדר”כ, ובמקרים בהם מתקיים: SNR<1 , .הגילוי קשה מאד

הסתברות הגילוי עולה בצורה SNR>1 עבור•ליכולת בדומה ( , Exponentialמעריכית )

בתמונה רועשת.העין להבחין בפרטים

רעש

נמרוד פלג 2004

מבנה העין

נמרוד פלג 2004

מבנה העין: פרוט של העין. הצלול ה”חלון” הקדמי, (:Cornea )קרנית•

הקרנית מעבירה וממקדת את האור לתוך העין. בעין: מסייעת לאישון הצבעוניהחלק (: Iris )קשתית•

בייצוב כמות האור החודרת. במרכז הקשתית. משמש השחורהמעגל (:Pupil )אישון•

כצמצם המווסת את כמות האור החודרת לעין. את האור על הרשתית.למקדתפקידה (: Lens )עדשה• של העין. בחלק האחורישכבה עצבית (: Retina )רשתית•

העצבים “חשים” את האור, ומייצרים פולסים חשמליים המועברים למוח דרך עצב הראייה.

נמרוד פלג 2004

)המשך(מבנה העין: פרוט

זעירים המגיבים לאור )פרוט גלאים(: Sensors )קולטנים•בהמשך(, ומייצרים את הסיגנל החשמלי המתאים.

העירור : העצב המעביר את (Optic Nerve )עצב הראייה• הנוצר ברשתית אל המוח, כדי שיתרגמו החשמלילתמונה.

הכדוריתחומר מילוי השומר על הצורה (: Vitreous )זגוגית•של העין, ועל מרחק קבוע בין הרשתית לעדשה.

נמרוד פלג 2004

הקולטנים ברשתית

שני סוגים עיקריים:• מליון קולטנים 120כ- (: Rods )מדוכים–

(Photo-Receptors ,) האחראים לראיית: מגיבים לאור במרכז תחום אורכי יום/לילה

הגל הנראים. מליון קולטנים 7 עד 4כ- (: Cones )קונים–

: אדום, לאורכי גל בתחומי צבע שוניםהמגיבים ירוק, כחול.

נמרוד פלג 2004

Cones and Rods

נמרוד פלג 2004

MTF של עין•Modulation Transfer Function

של מערכת : פונקציה התדר המרחביתגובת .x,y דו-ממדית, של התדרים המרחביים בכיוון

לדוגמא:•

0.5 1 5 50

f (Cy/Deg)

MTF

נמרוד פלג 2004

תדר מרחבי זוויתי

לסדרה מחזורית של פסים שחור/לבן, בודקים •כמה מחזורים נכנסים בגזרה בעלת זווית של

.”“תדירות זוויתיתמעלה אחת, ונקרא לזה

f

LNM

OQP1

Cy

Cy

degבגזרה שגדלה

נכנס מחזור אחד

במרחקהשימוש בתדר זוויתי עדיף כי נחסכת התלות העצם מהעדשה והעדשה מהדמות.

נמרוד פלג 2004

.…אשליות

http://www.illusionworks.com/html/hall_of_illusions.html

.…ועוד אחת1. Leave your hand on the mouse2. Double click the symbol below )it's virus checked(3. Concentrate on the dot in the middle of the screen and

count to 30 )It's very important to watch it for 30 seconds! Otherwise it won't work!(

4. Now look at your hand on the mouse5. Don't scream!

Optical.exe

נמרוד פלג 2004

נמרוד פלג 2004

ספקטרום הצבעים

הנראה לעין

נמרוד פלג 2004

אפיון צבעים לפי:Hue (גוון)

Saturation (רוויה)

Intensity (עוצמה)

Munsell’s color space

נמרוד פלג 2004

העין…והפעם בצבע

נמרוד פלג 2004

הרשתית מבנה

נמרוד פלג 2004

לראיית( cones סוגים של קולטני יום )3

צבע

Long, Medium and ShortWavelength

נמרוד פלג 2004

Tristimulus

נמרוד פלג 2004

צבעים 3התאוריה של (TriChromatic)

( :Thomas Youngתומס יאנג )• , הציע לראשונה את המבנה 1829 - 1773–

של שלשה קולטנים הרגישים לאורכי גל שונים, ומאפשרים ראייה של כל התחום הנראה.

•Helmholts & Maxwell: צבעים ראשוניים3התאמת צבעים ע”י : 1850–

צבעים התאמת

)באינטרנט(

נמרוד פלג 2004

קורדינטות צבע( )CIEדיאגרמת ה-

dzfZ

dyfY

dxfX

ZYX

Yy

ZYX

Xx

f צפיפות שטף -אורי

נמרוד פלג 2004

Color Naming

&TV Colors

(Gamut,Complemetary

Colors)

NTSC

PAL

נמרוד פלג 2004

Bernham’s top

צבעים מדומים

…סובב במהירותותקבל צבעים !

באינטרנט דוגמאות ...

נמרוד פלג 2004

Dithering

נמרוד פלג 2004

Surround effects

נמרוד פלג 2004

Motion Illusion

נמרוד פלג 2004

מרחבי צבע

RGB

נמרוד פלג 2004

RGB Cube

נמרוד פלג 2004

יתרונות

מקובל במוניטורים ובטלביזיות שנים רבות.•

פשוט חישובית: בכל רכיב צבע עובדים באותה •צורה וההעברות לינאריות.

חסרונות

תלוי ב”מכשיר”: בכל צג נראה קצת אחרת.•

gamut לא מכסה את כל מרחב הצבעים )•compression.)

לא אחיד מבחינה תפיסתית.•

RGB ייצוג

נמרוד פלג 2004

: Lab המדויק"(”)

008856.016116

008856.03.903

3

1

nn

nn

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

L

008856.0,,

200

500

3

1

3

1

3

1

3

1

nnn

nn

nn

Z

Z

Y

Y

X

X

Z

Z

Y

Yb

Y

Y

X

Xa

נמרוד פלג 2004

MacAdam האליפסות של

(Just Noticeable Distance)

( מהגודל 10פי (האמיתי

נמרוד פלג 2004

יתרונות

”אינו “תלוי מכשיר

מכסה את כל מרחב הצבע

אחיד מבחינה תפיסתית

מפריד בין רכיב ההארה לרכיבי הצבע

חסרונות

כבד חישובית )פעולות לא-לינאריות(

Lab ייצוג

נמרוד פלג 2004

Y`CbCr“( השימושי”)

נמרוד פלג 2004

Gamma Correction

5.2intensity

intensity

voltage

voltage

נמרוד פלג 2004

דחיסת תמונות עםY`CbCr

נמרוד פלג 2004

יתרונות

”אינו “תלוי מכשיר

די” אחיד תפיסתית“

מפריד בין רכיב ההארה לרכיבי הצבע

קל למימוש

טבעי לעיבודי תמונה

YCbCr ייצוג

נמרוד פלג 2004

CMYK( )להדפסה