Comprender la no linealidad de la exposición de Lightroom/ACR

Mirando el DNG SDK (v1.4), encontré que la operación de exposición se implementa como una función 1D, con una pequeña no linealidad en la parte muy baja del rango dinámico para valores de exposición positivos y una no linealidad significativa en la parte alta del rango dinámico. Esto se puede ver en el SDK de DNG en dng_function_exposure_ramp::Evaluatey dng_function_exposure_tone::Evaluate.

De hecho, para valores de exposición positivos, mientras que la operación es lineal (con un pequeño desplazamiento) para valores superiores a algún pequeño umbral ( fBlack + fRadius). Sin embargo, para valores más bajos, la operación es cuadrática. Para valores de exposición negativos, la parte inferior del rango dinámico (hasta 0,25) se maneja linealmente, los reflejos se manejan con una función cuadrática.

Mi pregunta es cuál es la razón de esa no linealidad y qué tan importante es para el resultado final.

(Estoy preguntando sobre el razonamiento detrás de la decisión de realizar una operación no lineal para la exposición).

Respuestas (2)

Esto explica la no linealidad en la percepción humana del brillo. Esta página , citando a Williamson & Cummins (1983), explica:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Al considerar esta pregunta, podemos reemplazar "reflectancia" por "exposición". Tenga en cuenta que la curva de respuesta tiene una pendiente más o menos constante para todos excepto el rango más oscuro.

Sabemos que la percepción está en una escala logarítmica, de ahí el uso de EV y las paradas en esa escala, y duplicando el tiempo en cada tira de una prueba de impresión. ¿Estás indicando que la curva cambia en el extremo más oscuro? ¿Y que se supone que los valores transformados retroceden ese efecto para que el resultado se registre en todas partes? Eso estropearía el refuerzo de sombras o cualquier operación que cambie el brillo de esos píxeles.
No voy tan lejos con la respuesta, aunque un modelo de registro completo puede ser más correcto que lo que hace el SDK de DNG. Aquí simplemente estoy señalando que la curva empírica de Williamson & Cummins en un estímulo acotado es prácticamente lineal para el 80% de los estímulos más brillantes y exponencial para el rango más oscuro de estímulos y, por lo tanto, es consistente con lo que observó el interrogador. (Notan que la curva es aproximadamente logarítmica para aquellos que se consuelan con la parsimonia).
La no linealidad de la percepción ya se aborda en la función gamma aplicada justo antes de mostrar la imagen, no en medio de la tubería de procesamiento. Además, esto no explica el caso de exposición negativa, donde la no linealidad (en DNG SDK) está en la parte superior del rango dinámico.
La escena es lineal; El sensor es casi lineal. La percepción humana no tiene juego aquí.
@Ben-Uri: la gamma de la imagen contrarresta la gamma del monitor. El resultado debe ser casi lineal.

Descubrí que la grabación de las áreas más oscuras era en sí misma no lineal. Los negros disminuyen dando un rango mucho más grande, con pasos más grandes entre cada valor. Mi experimento se realizó hace muchos años, pero eso podría (todavía) ser una propiedad inherente de la tecnología del sensor. (Eso significaría que un pozo tiene más dificultades para registrar un golpe cuando está vacío)

Pero estos problemas deben abordarse en el paso de linealización (Capítulo 5 en la especificación DNG) y, de todos modos, no son una función de la selección de exposición personalizada del usuario.
> Descubrí que la grabación de las áreas más oscuras era en sí misma no lineal. La respuesta es: llamarada en el cuadro y también debido a que la lente forma un dedo del pie en los datos. Los destellos provocan una pérdida de contraste, especialmente visible en las sombras.
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