plan plusieurs définitions (dont celle de la luminance) technologie de la couleur gamma (écran +...
Post on 04-Apr-2015
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Plan
• Plusieurs définitions (dont celle de la luminance)• Technologie de la couleur• Gamma (écran + autres fonctions “power”)• Calibration
– Quoi?
– Pourquoi?
– Comment?
Abrégé de physique des écrans d’ordinateurs
• Intensité radiante : quantité d’énergie radiante transferée par unité solide d’angle (W sr-1 – sr = steradian)
• Intensité lumineuse : intensité radiante pondérée par la sensibilité spectrale de l’observateur standard de la CIÉ (1 cd = 1/683 W sr-1 pour une radiation monochromatique de 540012 Hz – ou 5400-12 [Hz-1] * 299 792 458 [c en m s-
1] * 0.000000001 [transforme de m en nm] = 555.17 nm)
sensCIÉ
•sensCIÉ se simplifie grandement pour les écrans d’ordinateurs :
–.2126 * steradians du rouge + .7152 * steradians du vert + .0722 * steradians du bleu
Abrégé de physique des écrans d’ordinateurs
• Luminance (Y) : intensité lumineuse par unité de surface projetée (cd m-2)– Un bon écran possède une luminance maximale de ~400 cd m-2
– À distinguer de la brillance (brightness) qui est la réponse perceptuelle à la luminance
Un écran CRT
Un bon écran à un taux de rafraichissiment de 100 Hz.
Trois tubes cathodiques
Phosphores:
rouge = europium ytrium vanadatevert = zinc cadmium sulphidebleu = zinc sulphide
Luminance en fonction du voltage et autres choses
• Les phosphores répondent non-linéairement (mais tous de la même manière) à une hausse de voltage :– Yvert = kVvert
g, l’exposant est le fameux paramêtre “gamma” (≈ 2.5)
• S’ajoute à celà :– La fonction de transfert “power” de la carte vidéo
– La fonction de transfert “power” de QuickDraw (pour les Macs)
– La fonction de transfert “power” du système d’exploitation
– La fonction de transfert “power” des logiciels
– Etc...
Combinaison de fonctions “power”
y = kxg
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1001
2
3
4
5
6
7
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10x 104
g = 2.5 g = 1/2.5 = .4
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
20
40
60
80
100
120
y = ...(k3(k2(k1xg1)g
2)g3)... =kxg
avec g = g1g2g3...E.g., avec g1 = 2.5 et g2 = .4, on a g1g2 = 1
g = 1
Quel est le but d’une calibration?
• Rendre la luminance (Y) proportionnelle aux valeurs R’, G’ et B’ (posons v’ = R’= G’ = B’) dans le fichier de l’image
• À l’issue de la calibration, nous aurons donc une fonction du type Y = bv’ + a
Pourquoi calibrer un écran?• Pour contrôler précisément la luminance des
stimuli présentés aux participants• Pour que la luminance d’une scène présentée à
l’écran soit proportionnelle à celle de la scène naturelle correspondante– En supposant que la caméra possède une fonction de
transfert linéaire
Avant (g = 2.5) Après (g = 1)
Pourquoi calibrer un écran?
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10x 104
Calibré
Pas calibré(g = 2.5)
v’
L
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
0.5
1
1.5
2
2.5x 106
v’
L
(pente - pente)2
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
500
1000
1500
2000
2500
L Calibré
Pas calibré
Pentes
v’
Surestime les grands v’s
Sous-estime les petits v’s
Pourquoi calibrer un écran?• Pour que la luminance d’une stimulus artificiel soit
proportionnelle aux v’s manipulées via, e.g., filtrage fréquentiel
0 1 2 3 4 5 6 70
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 1 2 3 4 5 6 70
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Carte vidéoFichier graphique SE Écran
?0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
1
2
3
4
5
6
7
Logiciels
LOOKUPTABLE
Comment calibrer un écran?
Comment calibrer un écran?• Mettre le paramêtre “gamma” du SE à 1 (pas nécessaire
mais permet le maximum de bits par pixel)• Mesurer les luminances correspondant à 9 v’s au moyen
d’un photomêtre• Faire une régression (Y = k v’ g + c) pour inférer tous les
Ys possibles• Avec la fonction inverse v’ = ((Y - c) / k) 1/g on peut
trouver le v’s les plus proches de la luminance souhaitée• Alternative :
– Choisir des Y possibles équidistants en partant de l’extrémité où la pente est maximale
– En tirer une tableCorrigée
Dithering• Une conséquence de la création d’une tableCorrigée
est la diminution du nombre de niveaux de gris (typiquement on passe de 8 à ~6.9 bits, soit de 256 à ~119)
• Particulièrement problématique quand on diminue le contraste des stimuli (ce qui réduit aussi le nombre de niveaux de gris disponibles)
• Une solution : le “dithering”– aléatoire: e.g., Allard-Faubert
– par diffusion d’erreur: e.g., Floyd-Steinberg (mieux pour très peu de niveaux de gris—e.g., 2)
Calibrer un écran LCD• Pour linéariser sur OS X : System Preferences /
Displays / Color/ Calibrate / Expert Mode / Linear Gamma
• Lmax et Lmin suffisent pour tout connaître :
– Y = (Lmax - Lmin) / 255 * v’ + Lmin
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