Fecha actual 18 Dic 2017, 00:16


Descomposición lineal de la luz

El rincón de los hilos tecnofrikis

Moderadores: klomp, laucsap60, Siniestro, Guillermo Luijk, Pablo Valido

Descomposición lineal de la luz

Notapor Guillermo Luijk » 16 Nov 2016, 23:52

Una escena puede iluminarse con diferentes fuentes de luz de forma alternada, y la fusión de todas las capturas puede dar una imagen equivalente a haber hecho una sola foto con todas las fuentes de luz actuando al mismo tiempo. Un caso típico es el uso de flash en bodegones, cuando solo se tiene uno por ejemplo. Con la agregación de capturas podrían emularse esquemas de iluminación imposibles con el número de luces disponibles.

He querido hacer una prueba para comprobar la suma de fuentes de luz es tan exacta desde el punto de vista matemático, que una imagen procedente de la fusión de varias capturas con diferentes fuentes de luz puede resultar indistinguible de una captura única con todas las fuentes de luz activas al mismo tiempo.

He hecho 3 fotos de una misma escena iluminada por dos fuentes de luz: una con las dos luces IZQ+DER encendidas, y otras dos con una sola de cada una de las luces, IZQ o DER:

Imagen

Y ahora la pregunta del millón: cómo fusionaríais en Photoshop las dos capturas monoluz para obtener una imagen equivalente a la de la captura con ambas luces combinadas?. El que esté pensando en el modo Aclarar o cualquier otra cosa que no sea una fusión Normal con transparencia se equivoca. Y es que la única operación matemática que a partir de las capturas IZQ y DER nos dará la misma imagen que la captura con las luces IZQ+DER encendidas es la simple suma de fotones, por lo tanto basta poner las imágenes en 2 capas de Photoshop con una transparencia del 50% de la superior y ya tenemos la suma (en este caso dividida entre 2, lo cual queda compensado con haber hecho una exposición de un paso más para las capturas IZQ y DER que la combinada).

Hay un detalle más: para de verdad obtener lo que se tuvo con una sola captura en la cámara es preciso que esta suma de imágenes se haga de forma lineal, eso quiere decir que lo que suele hacerse que es revelar RAWs y ponerlos en Photoshop convertidos a un perfil con gamma no lineal, no proporciona lo que habríamos tenido en la cámara con una sola captura. La diferencia no es mucha, y ni siquiera diría que el resultado de la fusión lineal sea mejor, pero matemáticamente solo la fusión lineal (la he logrado simplemente sumando las imágenes con perfiles lineales) proporciona una imagen indistinguible de la captura única con varias fuentes de luz:

Imagen

Imagen

La cosa cambia ligeramente si la fusión no se hace con las imágenes en estado lineal (suma de fotones):

Imagen

En el GIF animado se ven mejor las diferencias en caso de no hacer una fusión lineal, sino con la gamma 2,2 de sRGB en este caso, y cómo la fusión lineal da una imagen indistinguible de la captura hecha con las dos luces encendidas:

Imagen

En sumalineal.tif puede verse la suma lineal en capas de Photoshop.

Salu2!
Avatar de Usuario
Guillermo Luijk
 
Mensajes: 4383
Registrado: 31 Ene 2010, 06:37
Ubicación: Madrid (a ratos Alicante)

Re: Descomposición lineal de la luz

Notapor soyeltroll » 17 Nov 2016, 15:31

Muy interesante, dicho así parece tan fácil que cuesta entender porque olympus es la única con estos trucos

Enviado desde mi MotoG3
SoyElTroll
E-M1 + 12-40PRO + 45f1.8 + 40-150mm f4-5.6 +Fisheye 7.5mm + Samyang 85f1.4
https://www.flickr.com/photos/soyeltroll/
Avatar de Usuario
soyeltroll
 
Mensajes: 2055
Registrado: 02 Jul 2012, 00:45
Ubicación: Valencia

Re: Descomposición lineal de la luz

Notapor Guillermo Luijk » 18 Nov 2016, 21:57

Test gestión de color con formato PNG:
  • Si el navegador usado no hace gestión de color las dos imágenes Gamma=1 se verán más oscuras.
  • Si la tarjeta gráfica/monitor usados no soportan más de 8 bits las dos imágenes Gamma=1 se verán posterizadas. No tengo claro si los PNG de 16 bits se aprovechan más allá de 8, si alguien no ve posterizada la imagen Gamma=1 / 16 bits que diga por favor qué tarjeta gráfica/monitor tiene.
  • La imagen Gamma=1 / 8 bits tiene ruido dither introducido por Photoshop al convertir la imagen lineal de 16 a 8 bits

Adobe RGB / Gamma=2,2 / 16 bits:
Imagen

Adobe RGB / Gamma=2,2 / 8 bits:
Imagen

Adobe RGB / Gamma=1 / 16 bits:
Imagen

Adobe RGB / Gamma=1 / 8 bits:
Imagen

Mis dos imágenes Gamma=1 las veo posterizadas en el PC (portátil con Windows 10):
  • Edge, Chrome e Internet Explorer hacen gestión de color (no veo oscuras las imágenes Gamma=1)
  • En el móvil (Samsung S4 mini) no hacen gestión de color ni el navegador de Samsung, ni Chrome, ni Tapatalk (se ven oscuras las dos imágenes Gamma=1, los colores de todas se verán erróneamente porque están en Adobe RGB)

Imagen

Salu2!
Avatar de Usuario
Guillermo Luijk
 
Mensajes: 4383
Registrado: 31 Ene 2010, 06:37
Ubicación: Madrid (a ratos Alicante)

Re: Descomposición lineal de la luz

Notapor Botikario » 18 Nov 2016, 22:02

Eres como un "mago" explicando trucos... :)
"Pluralitas non est ponenda sine necessitate"

Avatar de Usuario
Botikario
 
Mensajes: 433
Registrado: 14 Ago 2016, 13:03

Re: Descomposición lineal de la luz

Notapor Guillermo Luijk » 18 Nov 2016, 22:08

Pero di como las ves tú cacho perro! si tienes varios ordenadores/displays mejor.

Por cierto ya que te gusta hacer cosas raras como IR y tal, cómo quedaría un paisaje con dos soles? la luz del atardecer y la del amanecer a la vez, un atarnecer :D O con varios soles a diferentes horas, y múltiples sombras como en un campo de fútbol. Posiblemente sea de las pocas rarezas que aún no se le ha ocurrido a nadie hacer en fotografía.

Salu2!
Avatar de Usuario
Guillermo Luijk
 
Mensajes: 4383
Registrado: 31 Ene 2010, 06:37
Ubicación: Madrid (a ratos Alicante)

Re: Descomposición lineal de la luz

Notapor Botikario » 18 Nov 2016, 22:26

En el móvil con dolphin en iPhone 6s Plus las veo las 4 "iguales"....

En el Pc con un Dell U2415 y una gráfica ATI 54xx y firefox, veo las 2 últimas (Gamma1) muy oscuras.
En el mismo PC con Chrome y con explorer las 4 "iguales"

Lo dicho...un mago :mrgreen:
"Pluralitas non est ponenda sine necessitate"

Avatar de Usuario
Botikario
 
Mensajes: 433
Registrado: 14 Ago 2016, 13:03

Re: Descomposición lineal de la luz

Notapor Guillermo Luijk » 18 Nov 2016, 22:37

Botikario escribió:En el móvil con dolphin en iPhone 6s Plus las veo las 4 "iguales"....

En el Pc con un Dell U2415 y una gráfica ATI 54xx y firefox, veo las 2 últimas (Gamma1) muy oscuras.

Mal por Firefox, bien por ese móvil.

Salu2!
Avatar de Usuario
Guillermo Luijk
 
Mensajes: 4383
Registrado: 31 Ene 2010, 06:37
Ubicación: Madrid (a ratos Alicante)

Re: Descomposición lineal de la luz

Notapor Guillermo Luijk » 22 Nov 2016, 11:49

Le sigo dando vueltas a aplicaciones de esta técnica y se me ocurren cosas interesantes:
  • Escenas con iluminación de muy diferente color: el balance de blancos se hace trivial con la separación.
  • Escenas con iluminación de muy diferente intensidad: en típicas escenas HDR el mapeo de tonos será coser y cantar exponiendo más las luces más débiles (se puede regular el sol por ejemplo).
  • Esquemas de iluminación complejos con una sola fuente (flash)
  • Simulación de escenas virtuales: atarneceres con varios soles, sol y luna simultáneos,...

Salu2!
Avatar de Usuario
Guillermo Luijk
 
Mensajes: 4383
Registrado: 31 Ene 2010, 06:37
Ubicación: Madrid (a ratos Alicante)

Re: Descomposición lineal de la luz

Notapor kape06111 » 22 Nov 2016, 12:21

Se podría hacer la fusión directamente en LR utilizando la función Merge en lugar de las capas en PS al 50% cada una? LA verdad no se que proceso utiliza LR para hacer la fusión con Merge.
Avatar de Usuario
kape06111
 
Mensajes: 2228
Registrado: 07 Mar 2012, 17:15
Ubicación: Sevilla

Re: Descomposición lineal de la luz

Notapor Guillermo Luijk » 22 Nov 2016, 22:06

kape06111 escribió:Se podría hacer la fusión directamente en LR utilizando la función Merge en lugar de las capas en PS al 50% cada una? LA verdad no se que proceso utiliza LR para hacer la fusión con Merge.

Seguramente el mismo que Photoshop, un promedio. Sería como la fusión en sRGB que puse en el ejemplo.

Salu2!
Avatar de Usuario
Guillermo Luijk
 
Mensajes: 4383
Registrado: 31 Ene 2010, 06:37
Ubicación: Madrid (a ratos Alicante)

Re: Descomposición lineal de la luz

Notapor jbenayas » 22 Nov 2016, 22:41

Siempre se aprenden cosas nuevas... me apunto el truco. 8-)
Sony RX100mII, Fuji X-T20, objetivos variados... ;-)
Mi Web -- Web Fotos de talavera
Avatar de Usuario
jbenayas
 
Mensajes: 1034
Registrado: 24 Feb 2010, 11:23
Ubicación: Talavera de la Reina

Mundo virtual con dos soles

Notapor Guillermo Luijk » 26 Dic 2016, 20:02

La piscina de mi madre si la Tierra tuviera dos soles :D

Imagen

Nada espectacular pero curioso al menos. Por cierto he descubierto una opción de Photoshop para hacer la fusión de forma lineal aunque las imágenes se encuentren en perfiles con gamma:

Imagen

Basta activar esa opción en 'Edición' -> 'Ajustes de color...' -> 'Controles avanzados', Fusionar colores RGB usando gamma = 1.

Salu2!
Avatar de Usuario
Guillermo Luijk
 
Mensajes: 4383
Registrado: 31 Ene 2010, 06:37
Ubicación: Madrid (a ratos Alicante)

Eliminación de luz ambiente

Notapor Guillermo Luijk » 03 Mar 2017, 00:25

Siguiendo con ideas sobre este tema de la suma lineal, imaginemos una escena con una luz ambiente que no nos interesa capturar pero inevitablemente está allí:

Imagen


La luz ambiente estropea nuestra iluminación artificial añadida, el FOCO:

Imagen


Si a la segunda imagen le restamos linealmente la primera deberíamos obtener:

(Ambiente + FOCO) - Ambiente = FOCO!!!


Es decir, con la resta "apagamos" la luz ambiente:

Imagen


Podemos comprobar que la imagen obtenida es la misma que la que habríamos tenido sin existir la luz ambiente porque esto es una prueba de laboratorio y aquí la luz ambiente son las luces del techo. Si las apago (apagado real quiero decir) y dejo solo el FOCO, puede verse que es prácticamente igual a la imagen obtenida restando:

Imagen

Si nos fijamos la imagen resta tiene algo más de ruido en las zonas de sombra del FOCO. Esto es debido a que precisamente en esas zonas al no llegar la luz del FOCO, la resta de las dos luces Ambiente anula casi toda la señal dejando el ruido de dos capturas, que encima se suma porque es incorrelado en una respecto a la otra. Esto no es como restar un darkframe, efectivo para eliminar el ruido con patrón espacial y los hot pixels; aquí estamos sumando dos fuentes de ruido y tanto electrónico como fotónico, que es el que causa casi todo el estropicio pues supera holgadamente al electrónico. En esa situación la relación S/N cae incluso sin levantar sombras.

Con este truco puede incluso llegarse a apagar el sol en escenas estáticas, es decir, algo como hacer fotografía nocturna de día (con flash lo veo más viable por tema de potencia relativa de las luces). No sé si tiene mucha utilidad pero me parece interesante el concepto y sobre todo ver que una vez más se cumple a rajatabla la linealidad del sensor.

Salu2!
Avatar de Usuario
Guillermo Luijk
 
Mensajes: 4383
Registrado: 31 Ene 2010, 06:37
Ubicación: Madrid (a ratos Alicante)

Re: Descomposición lineal de la luz

Notapor jbenayas » 05 Mar 2017, 16:47

Muy interesante como siempre, Guillermo.

www.jorgebenayas.com
Sony RX100mII, Fuji X-T20, objetivos variados... ;-)
Mi Web -- Web Fotos de talavera
Avatar de Usuario
jbenayas
 
Mensajes: 1034
Registrado: 24 Feb 2010, 11:23
Ubicación: Talavera de la Reina


Volver a Photo Lab



¿Quién está conectado?

Usuarios navegando por este Foro: Yahoo [Bot]