Контраст

Версии одного и того же изображения с различной контрастностью

Контра́ст (фр. contraste) — в оптике (сенситометрии и фотометрии) разница в характеристиках различных участков изображения, способность фотографического материала или оптической системы воспроизводить эту разницу, а также характеристика чувствительности глаза (зрительной системы) относительно яркости и цвета.

Контра́стность (также в различных контекстах употребляется и само слово контраст и коэффициент контраста) — степень контраста, чаще всего выражается безразмерной величиной, отношением или логарифмом отношений.

Мерой их является величина $k={\frac {B_{\mathrm {s} }-B_{\mathrm {b} }}{B_{\mathrm {s} }}},$ где $B_{\mathrm {b} }$ — яркость фона, $B_{\mathrm {s} }$ — яркость предмета или изображения. Контрастность, определённая таким образом, иногда называется контрастностью Вебера, поскольку входит как константа в закон Вебера — Фехнера. Другое определение (контрастность Майкельсона) $\gamma ={\frac {B_{\mathrm {max} }-B_{\mathrm {min} }}{B_{\mathrm {max} }+B_{\mathrm {min} }}},$ где $B_{\mathrm {max} }$ и $B_{\mathrm {min} }$ — максимальная и минимальная яркость рассматриваемого изображения, часто применяется для характеристики изображений с периодической структурой. Наконец, используется также среднеквадратическая контрастность, определяемая как стандартное отклонение яркости пиксела B_ij от средней яркости B растрового изображения размерами M × N:

${\sqrt {{\frac {1}{MN}}\sum _{i=0}^{N-1}\sum _{j=0}^{M-1}(B_{ij}-{\bar {B}})^{2}}}.$

При дневных наблюдениях предметов, угловые размеры которых не меньше 0,5°, минимальная величина контраста для человеческого глаза близка к 0,02 (порог контрастной чувствительности глаза).

Отношение величин одного сигнала

• Оптический контраст — отличимость предмета наблюдения от окружающего его фона.
  • Цветовой контраст — разновидность оптического контраста, связанная с разницей цветовых оттенков. Понятие используется в дизайне, рекламе и в фотографии («за счёт цветового контраста объект выделен…»).
• Контраст изображения, диапазон яркостей изображения — отношение яркостей самой светлой и самой тёмной частей изображения.
• Контраст освещения — величина, описывающая различие в яркости по разному освещённых объекта и фона или участков объекта в конкретной сцене. Количественно выражается как отношение разницы яркостей к их сумме. Лежит в пределах от 0 до 1. При использовании нескольких ламп-вспышек контраст освещения задаётся соотношением их мощностей, положением и направлением. На современных лампах-вспышках с беспроводным управлением может быть выставлен в некоторых пределах.
• Контрастность (англ. Contrast ratio — диапазон яркостей или диапазон плотностей) — максимальное отношение яркостей или плотностей устройства или материала вывода изображений. Отношение яркостей или плотностей самой светлой и самой тёмной точки на устройстве или материале. Обычно выражается в виде отношения 1000:1 для дисплеев, десятичного логарифма 3.0D в сенситометрии, или двоичного логарифма 10 ступеней в фотографии.

Контраст как передаточная характеристика

При количественном измерении, в отличие от предыдущей группы значений термина, используется отношение разностей двух измеряемых величин, выходного сигнала и входного.

В контексте оптических и фотометрических измерений употребляется термин коэффициент контраста или коэффициент контрастности. Аналогичный параметр передаточной характеристики в электронике называется коэффициент усиления переменного сигнала.

• Контраст фотоматериала, коэффициент контрастности, коэффициент контраста — тангенс угла наклона линейного участка характеристической кривой светочувствительного материала.

Чёрно-белые фотоматериалы		Цветные фотоматериалы
тип фотоматериала	коэффициент	тип фотоматериала	коэффициент
		негативные маскированные киноплёнки	0,65
негативные киноплёнки	0,65	негативные немаскированные фотоплёнки	0,7—0,85
негативные фотоплёнки	0,80	обращаемые фото- и киноплёнки	1,0—1,2
негативные нормальные фотоплёнки	1,3	позитивные киноплёнки	2,7—3,3
позитивные киноплёнки	2,5	дубль-негативные киноплёнки для контратипирования	1,0—1,5
		Фотобумага	1,8—2,5

• Микроконтраст, иногда встречается термин деталировка — параметр оптической системы, фотоматериала или фотографического процесса, описывающий характер изменения оптического контраста участка изображения в зависимости от размера деталей изображения. Выражается в виде графика частотно-контрастной характеристики.

• Пониженный контраст объектива — интегральная характеристика, описывающая снижение контраста изображения, формируемого объективом, по сравнению с оптическим контрастом объекта. Зависит от аберраций объектива, просветления, обработки линз, особенностей оправы, снимаемой сцены и освещения. Обычно не нормируется и не описывается точным числовым значением или графиком.

См. также

• Фотографическая широта
• High Dynamic Range Imaging

Литература

• Фотокинотехника: Энциклопедия / Гл. ред. Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981. — 447 с.
• Контраст — статья из Большой советской энциклопедии.  — М.: «Советская Энциклопедия», 1973. — Т. 13. — с. 67.