COME VEDIAMO I GRIGI

COME VEDIAMO I GRIGI
RIFLETTANZA
• Quando la luce colpisce un oggetto, parte di essa viene
assorbita e parte riflessa
• Riflettanza
percentuale di luce riflessa
molto pigmento
nero
poco pigmento
bianco
superficie
RIFLETTANZA
• <10%
nero
• 10-80%
grigio
• >80%
bianco
CHIAREZZA
• Riflettanza apparente di una superficie
colore acromatico (bianco, grigio, nero)
LUMINANZA
• Fotorecettori
quantità di luce che li colpisce
intensità della luce riflessa da un oggetto
luminanza
RIFLETTANZA E LUMINANZA
Luminanza distinta dalla riflettanza:
• Riflettanza
grandezza relativa
percentuale di luce riflessa
• Luminanza
grandezza assoluta
quantità di luce riflessa
RIFLETTANZA E LUMINANZA
Luminanza distinta dalla riflettanza:
• Riflettanza
proprietà della superficie
indipendente dall’intensità dell’illuminazione
• Luminanza
proprietà della superficie e della luce
dipendente dall’intensità della luce incidente
FOGLIO BIANCO
RIFLETTANZA (%)
LUMINANZA (cd/m2)
90
10000
90
10
90
0,01
90
0,0001
RIFLETTANZA
• Quantità di luce che colpisce un oggetto (LI)
• Quantità di luce riflessa dall’oggetto (LR)
luminanza
• Riflettanza = LR/LI
OCCHIO
• Soltanto informazioni sulla luminanza
?
COSTANZA DI CHIAREZZA
• La chiarezza di un oggetto tende a
rimanere costante
indipendentemente dall’intensità della
luce che lo illumina
intensità della luce che l’oggetto riflette
VANTAGGI ECOLOGICI
• Il colore acromatico degli oggetti non
cambia in funzione della luce riflessa
un oggetto ci appare identico
indipendente dalle condizioni di
illuminazione (p.e., luce solare e lunare)
identificazione degli oggetti
COSTANZA DI CHIAREZZA
COSTANZA DI CHIAREZZA
COSTANZA DI CHIAREZZA
• Sistema visivo
evoluto per compensare gli effetti delle
differenze di illuminazione sull’intensità della
luce riflessa dagli oggetti
riflettanza
LUMINANZA DI UN OGGETTO
Due variabili:
• Riflettanza dell’oggetto
nero più nero (3%)
rapporto di 30 : 1
bianco più bianco (90%)
• Intensità della luce incidente
rapporto di 1000000000 : 1
OPERAZIONE IMPOSSIBILE?
• Non si può scomporre un prodotto
quando nessuno dei fattori è noto
RIFLETTANZA?
• Sistema indiretto
scomposizione
NON
Valori di luminanza
MA
Rapporti tra i valori di luminanza
CORNACCHIA SULLA NEVE
LAMPIONI (100)
• Cornacchia:
• Neve:
• Rapporto:
5
90
1/18
SOLE (10000)
• Cornacchia:
• Neve:
• Rapporto:
500
9000
1/18
?
• Rapporti di luminanza ambigui
infinito numero di coppie di grigi che
stanno in un determinato rapporto (p.e.,
18:1 come nell’esempio)
REGOLA DI ANCORAGGIO
• Stabilire un punto di contatto tra i valori di
luminanza ed i valori della scala di grigi:
la luminanza più alta presente nel campo
visivo viene etichettata come bianca
ANCORAGGIO ALLA MASSIMA LUMINANZA
• Se in una scena è presente un solo oggetto
illuminato
percepito come bianco
più scuro vicino ad un oggetto più chiaro
ANCORAGGIO ALLA MASSIMA LUMINANZA
• Rappresentazione della scena stabile
nonostante le variazioni di illuminazione nel
corso del tempo
• Cambiamenti di illuminazione nello spazio?
VARIAZIONI NELLO SPAZIO
Gli oggetti:
• hanno parti più o meno illuminate
• producono delle ombre
VARIAZIONI NELLO SPAZIO
?
Calcolare la chiarezza di un oggetto come
media tra:
• chiarezza giudicata rispetto alla massima
luminanza locale (sottosistema “ombra”)
• chiarezza giudicata rispetto alla massima
luminanza periferica (sottosistema “luce”)
SOTTOSISTEMI DI OMBRA E LUCE
• Individuati indipendentemente dalle
informazioni sull’illuminazione
• Suddivisione della scena in gruppi
principi di raggruppamento percettivo
vicinanza, somiglianza, buona continuazione,
chiusura, destino comune, esperienza passata,
buona forma
SOTTOSISTEMI DI OMBRA E LUCE
• Quanto più a due regioni è possibile
applicare i principi del raggruppamento
percettivo
tanto più è probabile che esse ricevano la
stessa quantità di luce
stesso sottosistema
SOTTOSISTEMI DI OMBRA E LUCE
• Regole di
raggruppamento
• Strategia piuttosto
approssimativa
costanza di chiarezza
inconvenienti
illusioni percettive
ILLUSIONI PERCETTIVE
• A parità di illuminazione, il colore acromatico
(chiarezza) di un oggetto dipende dalla
luminanza dello sfondo
sfondi scuri fanno apparire l’oggetto più chiaro
e sfondi chiari fanno apparire l’oggetto più
scuro
contrasto di chiarezza
CORNACCHIA SULLA NEVE
NEVE vs ASFALTO
LIMITE 1
SE
Soltanto regola dell’ancoraggio
alla massima luminanza
ALLORA Nessuna superficie potrebbe
apparire più bianca del bianco
MA
Gli oggetti possono apparire
luminosi (più bianchi del bianco)
LIMITE 2
SE
Soltanto regola dell’ancoraggio
alla massima luminanza
ALLORA Superfici identiche dovrebbero
apparire della medesima chiarezza
MA
Anche questo è falso
DOPPIO ANCORAGGIO
• Sistema visivo
colore acromatico di
una superficie
massima luminanza
ancorandolo
sottosistemi locale e
periferico
luminanza dello
sfondo
ANCORAGGIO UNICO
• Massima luminanza o luminanza dello
sfondo
sufficiente per ottenere la costanza di
chiarezza
?
DIFETTI
• Bianco
• Bianco
sfondo
massima luminanza
tutte le regioni di
luminanza superiore
apparirebbero
luminose
nessuna regione
apparirebbe
luminosa
INTERPRETAZIONE
• Soltanto un doppio ancoraggio permette
di individuare regioni di luminanza
straordinaria
regioni che emettono luce (p.e. fuoco) o
che la riflettono specularmente (p.e.,
specchi d’acqua)
RILEVANZA ECOLOGICA
BASI FISIOLOGICHE
attivate dalla luce
che colpisce il
centro del loro
campo recettivo
• Cellule gangliari
inibite dalla luce
che colpisce la
periferia del loro
campo recettivo
ORGANIZZAZIONE CENTRO-PERIFERIA
• Cellule sensibili alle variazioni d’intensità
della luce che colpisce la retina piuttosto che ai
valori assoluti di queste intensità
permette di ignorare il livello globale
d’illuminazione, meno rilevante dal punto di
vista biologico
ORGANIZZAZIONE CENTRO-PERIFERIA
• Cellule più sensibili a variazioni
dell’intensità luminosa brusche piuttosto
che graduali
permette di ignorare i gradienti di
illuminazione, meno rilevanti dal punto di
vista biologico
ORGANIZZAZIONE CENTRO-PERIFERIA
• Codificate soltanto le discontinuità
(variazioni) all’interno dell’immagine
piuttosto che l’intera immagine
• Informazioni compresse in modo più
efficiente
INIBIZIONE LATERALE
CHIAREZZA PERCEPITA
• Risposte dei neuroni della retina e del
corpo genicolato laterale
NON
Chiarezza percepita
MA
Intensità luminosa
CHIAREZZA PERCEPITA
RETINA E CORPO
GENICOLATO
LATERALE
• Codificano
informazioni sulla
posizione dei contorni
nella scena
CORTECCIA VISIVA
PRIMARIA
• Percepisce la
chiarezza
indipendentemente
dai cambiamenti nel
livello globale
dell’illuminazione
CHIAREZZA PERCEPITA
• Informazioni necessarie per la
valutazione della chiarezza degli oggetti
elaborate progressivamente in diverse
aree visive
rappresentate esplicitamente solo nella
corteccia
CHIAREZZA PERCEPITA
• Chiarezza delle superfici
influenzata profondamente
dall’interpretazione della scena
informazioni sulla struttura
tridimensionale degli oggetti e sulla loro
presunta illuminazione