Ахроматический цвет. Выбор интенсивностей

Ахроматический (буквально - отсутствие цвета) свет - это то, что видим на экране черно-белого телевизора, он не дает ощущений, ассоциирующихся с красным, синим и т.д. Единственная его характеристика - его количество или интенсивность. Используется также термин светимость или, в смысле психофизиологического ощущения воспринимаемой интенсивности - яркость. Эти понятия близко связаны, но не совпадают. С интенсивностью можно сопоставить скалярную величину, изменяющуюся от 0 до 1. Промежуточные значения соответствуют различным уровням серого. Сколько уровней интенсивностей достаточно? Пусть яркость каждого пикселя представляется 8 битами - т.е. возможны 256 различных интенсивностей. Хотелось бы, чтобы уровни интенсивности были распределены равномерно в диапазоне [0 1 ]. При этом, однако, не была бы учтена важная характеристика глаза - его чувствительность не к абсолютным значениям интенсивностей, а к отношению уровней интенсивностей: мы воспринимаем различие в интенсивностях 0.10 и 0.11 также как между 0.50 и 0.55. Следовательно, распределение уровней интенсивности носит логарифмический характер.

Если имеем n+1 уровней, минимальный - I0, а максимальный - с каждой интенсивностью в r раз больше предшествующей, то

I0 = I0, I1 = r*I0,..., In = r*In-1 = r^(n)*I0 = 1

Отсюда:

r = (1/I0)^ (1/n); Ij = (r^j) * I0 = (1/I0)^(j/n)* I0 = I0^((n-j)/n), 0 <= j <= n.

Минимально доступная интенсивность ЭЛТ (CRT) - от 1.200 до 1.40 с максимумом 1. Следовательно, типично

0.005 < I0 < 0.025.

Отношение между максимальной и минимальной интенсивностями называется динамическим диапазоном. Его измеряют в темной комнате как отношение интенсивностей белого квадрата и черного фона на экране. Если I0 = 0.02, динамическим диапазоном 1/I0 = 50, то r = 1/015495...

Определено, что если r <= 1.01, то глаз воспринимает черно-белое изображение как непрерывное. При этом

n = Log (1/I0).

Таблица показывает теоретические значения для нескольких изображающих средств.