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Plage Dynamique GIF-4105/7105 Photographie Algorithmique Jean-François Lalonde Merci à P. Debevec et A. Efros!

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1 Plage Dynamique GIF-4105/7105 Photographie Algorithmique Jean-François Lalonde Merci à P. Debevec et A. Efros!

2 La plage dynamique

3 Plage dynamique , ,000 2,000,000,000 Le monde a une haute plage dynamique!

4 pixel (312, 284) = 42 Image 42 photons?

5 Exposition longue Mond e Imag e 0 à 255 Haute plage dynamique

6 Exposition courte Mond e Imag e 0 à 255 Haute plage dynamique

7 Calibrage Géométrique Relation entre les coordonnées en pixel et les points dans le monde Photométrique Relation entre les valeurs dintensité des pixels et la radiance du monde

8 Caméra Lumièr e Imag e

9 Modèle radiométrique ΔtΔtΔtΔt radiance (W/sr/m 2 ) irradiance au capteur exposition au capteur Lentill e Obturateur voltage valeurs numérique s pixel s CCD Conversion analogique- numérique Fonction non-linéaire

10 Réponse du système log Exposition = log (radiance * Δt) Pix el (# photons au CCD)

11

12 La caméra nest pas un photomètre! Plage dynamique limitée Photographier plusieurs expositions Réponse non-linéaire On ne peut pas convertir directement en radiance Solution: Estimer la réponse non-linéaire à partir de plusieurs expositions, et convertir en radiance

13 Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs SIGGRAPH 97 Paul Debevec Jitendra Malik Larticle que vous aurez à implémenter pour le TP5!

14 Varier lexposition Temps dobturation F/stop (ouverture, iris) Quel est le problème? Filtres (densité neutre) Quel est le problème?

15 Temps dobturation Ranges: Canon D30: 30 à 1/4,000 sec. Sony VX2000: ¼ à 1/10,000 sec. Avantages: Varie lexposition directement Facile à répéter et assez précis Inconvénients: Longues expositions peuvent avoir du bruit

16 Temps dobturation Habituellement, à chaque stop on diminue la lumière dun facteur 2 ¼, 1/8, 1/15, 1/30, 1/60, 1/125, 1/250, 1/500, 1/1000 s Sont en fait: ¼, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256, 1/512, 1/1024s

17 Algorithme Série dimages Exposition = Radiance × Δt log Exposition = log Radiance + log Δt Valeur Pixel Z = f(Exposition) Δt = 1 sec Δt = 1/16 sec Δt = 4 sec Δt = 1/64 sec Δt = 1/4 sec

18 Réponse du système log(exposition) Hypothèse: radiance = 1 pour chaque pixel Après avoir ajusté les radiances pour obtenir une courbe lisse Pixel log(exposition)

19 Math Notons la fonction inverse discrétisée: g(z) Pour chaque pixel i dans une image j, nous avons: Système déquations linéaires sur-contraint: composante pour sassurer quon approxime les données composante sassurer que la courbe soit lisse

20 Résultat Courbe estimée log exposition Kodak DCS460 1/30 à 30 sec Pixel

21 Radiance

22 Résultats: couleur

23 23 RougeVert RGBBleu

24 Radiance

25 Image précédente entre 0 et 255

26 Et maintenant?

27 Reproduction tonale Mond e Image (écran, projecteu r) 0 à 255 Haute plage dynamique Comment faire? Linéaire? Seuil? Suggestions?

28 Linéaire En fonction des pixels les plus clairs En fonction des pixels les plus sombres

29 Opérateur global Déterminer une courbe qui: Ramène le contenu du signal HDR dans une plage qui convient à un écran ou un projecteur Naugmente pas les parties sombres Donc: Asymptote à 255 Dérivée = 1 à 0

30 Opérateur global (Reinhard et al.) Solution toute simple: utiliser une transformée non- linéaire

31 Non-linéaire Reinhar d En fonction des pixels les plus sombres

32 Opérateur global

33 Quest-ce que nos yeux voient? Vs.


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