Почему возникает эффект "красных глаз" с желтым или зеленым цветом? , У людей, не у животных

[B.V.]

Собственно, меня заинтересовал сабж после очередной фотосъемки в условиях слабого освещения. Как и раньше, проявился эффект "красных глаз", только красного в нем нет вообще.

Вот примеры фото

Скрытый текст

Прикреплённая картинка

Прикреплённая картинка

Не исключаю влияние аппарата -- SGS2, но тогда вопрос, какое именно влияние имеет место быть

[Pavia]

B.V.
Откуда берётся эффект красных глаз? Да тут просто глаз устроен так что реагирует только на видимый свет и поглощает его, а инфракрасный диапазон отражается. А вот камера его захватывает так как у камеры диапазон чувствительности шире. Поэтому на камеру видит глаза красными, а человек видит их цветными.

Цитата B.V. @ 06.06.14, 20:56

только красного в нем нет вообще.

Красный есть. Как известно изображение кодируется 3 цветами RGB. Возьмём RGB куб

Как видно из картинке желтый цвет глаз получается смешиванием зелёного и красного.
Как правило в дешёвых фотоаппаратах и камерах применяется алгоритм автоконтраста. Когда цвета просто растягиваются на весь диапазон и картинка становиться более насыщенной и яркой. Но при этом цветопередача - правильность отображения цветов хромает. Поэтому у вас и завален в последней картинке зелёный цвет.

Что касается откуда берётся зелёная составляющая цвета в глазах? Да тут дело в том что фильтр который должен пропускать только зелёный цвет плохо справляется с инфракрасным излучением.
При слабой освещённости видимо тепловое(инфрокрасное) излучение превосходит излучение световое. Откуда такой эффект. На разных матрицах он будет разный так как используются разные фильтры. Поэтому конкретную картинку привести трудно.

http://www.imagesensors.org/Past%20Worksho...1_Kim_paper.pdf
рисунок 4.
В документе что представлен выше показаны замеры для фильтра самсунга. Жалко что картинка обрезана, но тенденция видна. Будем для примера ориентироваться на изображение ниже.



Примерный вид фильтеров.

Видно что в инфрокрасном диапазоне красный должен сравняться с зелёным. И получиться жёлтый цвет. Синий фильтр тоже вносит вклад смещая жёлтый в белую область. Но площадь под графиком в инфрокрасной области у синего меньше поэтому глаза чаще красные затем жёлтые или реже белые.


Конечно в разных фотоаппаратах разные матрицы и по разному боятся с нежелательными эффектами. В дорогих вводят дополнительный фильтр не только R,G,B но и W,IR

Сообщение отредактировано: Pavia - 07.06.14, 09:25

[amk]

Спектр вспышки может быть. Там же светодиоды, спектр полосатый. Возможно красные составляющие не отразились.

Наблюдал, иногда коты отсвечивают не зелёным, как обычно, а жёлтым или красным.

[Pavia]

Цитата amk @ 07.06.14, 14:12

Там же светодиоды, спектр полосатый.

Нет не полосатый. На chip-dip достаточно большая база по светодиодам и там нет полосатых спектров.

[amk]

Не совсем полосатый, но светодиоды в принципе довольно узкополосные излучатели (особенность формирования в них света). Чтобы получить нужный цвет обычно комбинируют области с разным цветом. В результате часто получается спектр не очень похожий на спектр естественного теплового излучения. Да и чувствительность матрицы фотоаппарата к составляющим цветам не вполне (или лучше написать - совсем не) соответствует чувствительности глаза.

Ещё в школе видел такой опыт. Полоска бумаги окрашенная в красный цвет (краской с острым пиком пропускания в красной области) освещается светом, пропущенным через красный же светофильтр (но со смещённым пиком пропускания) В результате бумажка оказывается чёрной. Если краска ещё немного отражает зелёный и синий, а светофильтр их немного пропускает, то на тёмном фоне бумажка принимает голубой оттенок

[B.V.]

Цитата Pavia @ 07.06.14, 08:40

Откуда берётся эффект красных глаз?

Если верить народной кладези, эффект возникает как результат отраженного света от сетчатки глаза под небольшим углом, близким к нулевому, а красный цвет придают кровеносные сосуды

Цитата Pavia @ 07.06.14, 08:40

а инфракрасный диапазон отражается

Что ж тогда подобный эффект не распространен среди фотографов? Практически все результаты по "аномалиям на глазах" приводят к эффекту "красных глаз", по крайней мере, судя по результатам небольшого гуглежа.

Цитата Pavia @ 07.06.14, 08:40

Красный есть. Как известно изображение кодируется 3 цветами RGB.

Спасибо, кэп!
Я имел ввиду отсутствие самого цвета, а не компонента. На фото выше эффект желтых и зеленых глаз

Цитата Pavia @ 07.06.14, 08:40

Синий фильтр тоже вносит вклад смещая жёлтый в белую область. Но площадь под графиком в инфрокрасной области у синего меньше поэтому глаза чаще красные затем жёлтые или реже белые.

Тут я тоже не понял, что имеется ввиду под "площадь синего под графиком"

[Pavia]

Цитата B.V. @ 08.06.14, 13:15

Если верить народной кладези, эффект возникает как результат отраженного света от сетчатки глаза под небольшим углом, близким к нулевому, а красный цвет придают кровеносные сосуды

Если свет отразился от сетчатки, то значит до сосудов он не дошёл. Что касается того, от чего он отразился, то это второстепенно. Важно что любой материал выполняет 3-действия. Отражение поглощение и пропускание. Некоторые ещё способны и на излучение причем на другой частоте.
Так вот сетчатка глаза устроенна так, что-бы видеть в темноте. Следовательно поглощение у сетчатки имеет наибольший коэффициент. И даже если свет отразиться на границе сетчатка кровеносная сетка, то он всё равно будет поглощаться на обратном пути. Сейчас матрицы выпускают, так называемые обратной засветкой.

Так почему же мы видим на фотках, что глаза аж светятся в темноте да притом очень ярко? Если вы хотите сказать что это зависит от угла света. То вы ошибаетесь посмотрите отчего отсчитывается угол. А во вторых глаз даже светятся под углом. Конечно это влияет.
Ответ прост, отражение идет не на частотах поглощения. А именно в инфракрасном диапазоне. Частоты поглощения нам известны. Это частоты на котором максимально видит глаз. Остаётся только ультрафиолетовый и инфракрасный диапазон.

Цитата B.V. @ 08.06.14, 13:15

Что ж тогда подобный эффект не распространен среди фотографов? Практически все результаты по "аномалиям на глазах" приводят к эффекту "красных глаз", по крайней мере, судя по результатам небольшого гуглежа.

Почему как правило цвет красный и отчего зависят другие цвета?
Зависит это от датчика. Если датчик правильный, то вы ничего не заметите. Что касается неправильного датчика, то цвет может быть каким угодно. Плюс как писал еще добавляет автоконтраст он даже при хорошем датчике способен изменить цвета до неузнаваемости.
Почему чаще всего цвет красный? Это особенность CMOS. Дело в том что сделать узкий красный фильтр тяжело. А чем ярче свет тем шире пик. Поэтому очень яркая вспышка тем шире пик.
В результате чего при очень яркой вспышке ширина пика доходит до красного диапазона фильтра камеры, но не доходит до красного фильтра человеческого глаза.

Цитата B.V. @ 08.06.14, 13:15

Цитата Pavia @ Вчера, 11:40Синий фильтр тоже вносит вклад смещая жёлтый в белую область. Но площадь под графиком в инфрокрасной области у синего меньше поэтому глаза чаще красные затем жёлтые или реже белые.
Тут я тоже не понял, что имеется ввиду под "площадь синего под графиком"

Математически можно всё описать, но это не простое действие. Описывается через свёртку на интегралах.
Хотя для упрощения можно рассмотреть модель по проще свести к матрице к примеру 3х6. Упрощение можно делать по разному к примеру через площади.

Прикреплённая картинка

Для более качественного результата модели предлагаю инфрокрасную область разбить на несколько

Частоты
hb=450 nm
hg=550 nm
hr=650 nm
hir1=750 nm
hir2=850 nm
hir3=950 nm

Пусть Fb(hb-50,hb+fb) функция возвращающая площадь под графиком который приведён выше. Параметры задают диапазон частот в котором идет интегрирование для нахождения пощади.
Для упрощения буду писать Fb(hb)

Fb - для синего графика
Fr - для красного графика
Fg - для зеленого графика.

Откуда имеем матрицу 3х6
Fb(hb) ,Fg(hb) , Fr(hb)
Fb(hg) ,Fg(hg) , Fr(hg)
Fb(hr) ,Fg(hr) , Fr(hr)
Fb(hir1),Fg(hir1), Fr(hir1)
Fb(hir2),Fg(hir2), Fr(hir2)
Fb(hir3),Fg(hir3), Fr(hir3)

Для датчика камеры Sensor[Color,Frach]
0.80 0.05 0.10
0.20 1.00 0.15
0.15 0.30 1.10
0.25 0.50 0.90
0.80 0.80 0.80
0.30 0.30 0.30

Для глаза человека (природного человеческого датчика :-)) Eye[Color,Frach]
1.00 0.30 0.30
0.20 1.00 0.50
0.00 0.20 0.80
0.00 0.00 0.10
0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00

Вспышка I=1000 яркость

Прикреплённая картинка

I(hb)=900
I(hg)=700
I(hr)=700
I(hir1)=100
I(hir2)=0
I(hir3)=0

Как я уже говорил глаз в сцене поглотит то, что может увидеть остальное отразиться.
I.*F (по элементное умножение)
900 270 270
140 700 350
000 140 560
000 000 010
000 000 000
000 000 000

Усредним
480
396
233
3
0
0

Вычтем из света вспышки. Получим отраженный сигнал S
420
304
464
97
0
0

Посчитаем что воспримет сенсор камеры
S*Sensor
b g r
490,65 512,7 638.9

Далее автобаланс.
Домножим так, чтобы r стал 255 , т.е на 0,399 пусть будет 0.4
196 205 255

Нулевую составляющую оценивать не стал.Но если взять по синему, то цвет должен получиться более красным.
0 36 239

Откуда берётся желтый или зелёный?
Да я уже писал параметры вспышке и камеры могут отличаться. К примеру http://www.dxomark.com/Reviews/Canon-500D-...-sensor-quality
Видно что зеленый у Canon и Nokia более чувствителен чем красный.

Прикреплённая картинка

[Pavia]

Для вашего самсонга зеленый сенсер более чувствителен чем красный. По графику видно где пик выше Зеленый на 10% больше. А в той что я расматривал выше наоборот красный превосходил 20%.

Прикреплённая картинка

То скорректировав цифры на 25% получим.
490,65 512,7 479
Тут уже глаза будут зелёными или даже жёлто-зелёный. Но на самом деле тут много зависит от автобаланса, который ещё надо корректно посчитать.

Сообщение отредактировано: Pavia - 08.06.14, 18:52

[B.V.]

Цитата Pavia @ 08.06.14, 18:36

Почему чаще всего цвет красный? Это особенность CMOS. Дело в том что сделать узкий красный фильтр тяжело. А чем ярче свет тем шире пик. Поэтому очень яркая вспышка тем шире пик.
В результате чего при очень яркой вспышке ширина пика доходит до красного диапазона фильтра камеры, но не доходит до красного фильтра человеческого глаза.

А почему узкий красный фильтр сделать тяжело?

Цитата Pavia @ 08.06.14, 18:47

Для вашего самсонга зеленый сенсер более чувствителен чем красный.

К сожалению, ход вычислений выше для меня остался не до конца ясен. Начиная с этапа домножения яркости к коэффициентам цветов. Как были получены величины под графиком и как проводилось усреднение?
И вывод мне тоже не понятен. Откуда S, откуда 0.4
С повышенной чувствительностью к зеленому мне тоже не совсем ясно. Ну, положим. есть. Положим, в случае красного пик отраженного инфракрасного заходит на видимую область. Но ведь где зеленый, и где инфракрасный -- каким образом получается зеленая засветка?

Добавлено 09.06.14, 09:31
Pavia, ты очень детально описываешь, но слишком много теории и терминологии, без пояснений
Хотелось бы более простыми словами, для дилетанта в фотографии -- на уровне "такой-то сенсор имеет такой-то фильтр, который отрезает такую-то составляющую а на эту реагирует так-то"

[amk]

Цитата Pavia @ 08.06.14, 18:36

Если свет отразился от сетчатки, то значит до сосудов он не дошёл

Свет не может не дойти до сосудов. Они на сетчатке расположены с той стороны, откуда падает свет (как это ни странно).