Содержание к диссертации
Стр,
Введение 4
1. Методы оценки и анализ воспроизводящих свойств кинема
тографической системы, обусловливающих резкость экран
ного изображения II
-
Анализ кинематографической системы с помощью функций рассеяния и ФПМ 15
-
Численные оценки ФПМ 21
-
ФПМ и резкость изображения 23
-
Определение информационной емкости кинематографической системы 27
-
Информационная оценка систем кинематографа .... 35
ВЫВОДЫ >;,;.;-» ^
2. Исследование зрительного анализатора как фильтра прост
ранственных частот . . . . '."""-'-v'v 51
-
Методы получения пороговой контрастной чувствительности зрительного анализатора 5I
-
Понятие порога сенсорной чувствительности зрительного анализатора и его измерение 57
-
Тест-объект для определения пороговой контрастной чувствительности зрительного анализатора 60
-
Установка для определения пороговой контрастной чувствительности зрительного анализатора в условиях рассматривания экранного изображения 65
-
Определение пороговой контрастной чувствительности зрительного анализатора в условиях рассматривания экранного изображения 72
-
Исследование линейности зрительного анализатора к восприятию контраста экранного изображения .... 81
-
Исследование линейности зрительного анализатора
как фильтра пространственных частот 85
Выводы 94
3. Исследование свойств сквозной кинематографической си
стемы, обусловливающих резкость экранного изображения . 97
3.1. Информационная плотность записи сквозной кинемато
графической системы 97
Стр.
-
Количественная оценка воспроизводящих свойств сквозной кинематографической системы 105
-
Квалиметрическая оценка резкости сквозной кинематографической системы . ИЗ
-
Макет установки для моделирования пространственных преобразований изображений в кинематографической системе П4
-
Построение сенсорных характеристик зрительного анализатора по параметру четкость и резкость 121
3.3.3. Квалиметрическая оценка резкости экранного
' ' изображения для различных систем кинемато
графа 137
Выводы W
4. Определение допустимой величины смещения киноленты
вдоль оптической оси объектива в сквозном кинематогра
фическом процессе 143
4.1. Измерение смещения киноленты вдоль оптической оси
объектива киноаппаратов 145
4.1.1. Исследование процесса смещения киноленты
вдоль оптической оси объектива 149
-
Экспериментальное определение суммарной допустимой величины смещения киноленты вдоль оптической оси объектива в сквозном кинематографическом процессе 166
-
Определение допустимой величины смещения киноленты вдоль оптической оси объектива для каждого звена сквозного кинематографического процесса 176
-
Влияние смещения киноленты вдоль оптической оси объектива на воспроизводящие свойства сквозной кинематографической системы 185
-
Конструктивные решения ряда узлов осветительно-проекционной системы кинопроектора 23КПК для кинопроекции при высоких полезных световых потоках . . 193
Выводы 202
Заключение . 207
Литература 215
Приложение 227
_ ц. _
Введение к работе
Кинематографу принадлежит большая роль в формировании коммунистического мировоззрения трудящихся, нравственном воспитании советских людей. Воспитание человека коммунистического общества Конституция СССР закрепляет как одну из важнейших государственных задач.
ХХУІ съезд КПСС в своем программном документе "Основные направления экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года" поставил перед кинематографистами задачу значительно улучшить качество кинообслуживания населения в самом широком смысле этого понятия, включая проблемы повышения идейно-художественного и технического качества кинофильмов, качества их тиражирования и демонстрирования.
Качественный уровень кинопроизведения и эффективность его воздействия на зрителя определяется не только идейно-художественными, но и техническими параметрами. В связи с этим в решении задачи кинообслуживания населения все более важное значение приобретают вопросы дальнейшего укрепления и развития материально-технической базы кинематографа, совершенствования используемых технических средств и технологических процессов.
Анализ современных тенденций развития систем кинематографа в СССР и за рубежом показывает, что основным видом кинопоказа будет обычная система кинематографа, обеспечивающая отличное ка- _ 5 - чество. К этому необходимо стремиться уже сегодня, непрерывно совершенствуя аппаратуру, исходные материалы и технологию получения массовой фильмокопии.
Повышение качества экранного изображения необходимо также вследствие того, что в настоящее время ведутся работы по созданию телевизионных систем, позволяющих получить очень высокое качество изображения, что, несомненно, привлечет значительное количество кинозрителей к телевизионным экранам и еще более снизит посещаемость кинотеатров.
Понятие качества экранного изображения включает два аспекта: объективный, характеризующий совокупность физических параметров, и субъективный, зависящий от характеристик воспринимающего органа.
Для кинематографической системы звеном, воспринимающим экранное изображение, является зрительный анализатор (ЗА) человека, под которым понимаются все элементы зрительной системы человека, включая соответствующие участки мозга. Совокупность кинематографической системы и ЗА образует сквозную кинематографическую систему.
Современная сквозная кинематографическая система позволяет получить лишь удовлетворительное или почти хорошее качество экранного изображения. Поэтому актуальной задачей сегодняшнего дня следует считать разработку научно обоснованных рекомендаций, направленных на повышение качества экранного изображения, улучшение воспроизводящих свойств различных систем кинематографа.
Воспроизводящие свойства определяют способность систем создавать изображение, достаточно полно отображающее снимаемый объект. Для их оценки в телевидении применяют [Ї, 2] линейные, шумовые и нелинейные параметры. Наиболее важными являются линейные и - б - шумовые параметры, позволяющие оценить воспроизводящие свойства системы, обусловливающие резкость изображения.
Резкость, наряду с цвето- и тонопередачей, неустойчивостью и зашумленностью, относится к наиболее значительным параметрам качества и имеет один из самых высоких коэффициентов весомости в общей квалиметрической оценке, равный 0,3 [з].
Резкость - субъективный параметр, характеризующий воспроизведение скачков яркости в изображении и легче всего оцениваемый визуально, при помощи простых элементов изображения: одиночных линий и краев. Поэтому естественным и наглядным представляется измерение резкости путем определения функций рассеяния (ФР). Однако при анализе кинематографических систем такие вычисления могут быть очень трудоемкими. Трудоемко и экспериментальное определение функции рассеяния. Поэтому в исследовании резкостных свойств системы воспроизведения сигнала изображения основное место стали занимать не пространственные, а частотные представления, связанные с понятием функции передачи модуляции* (ФПМ).
Последние годы характерны тем, что теоретические методы, используемые ранее, главным образом, в радиоэлектронике и теории связи, все глубже проникают в оптику, фотографию и кинематографию. Такие понятия, как импульсное воздействие, импульсная реакция, частотная характеристика и т.д., приобрели для систем передачи оптической информации конкретный физический смысл и успешно используются при анализе преобразования сигналов изображений. Это объясняется тем, что физические процессы, происходящие в радиоэлектронных приборах, близки процессам, проис- х В литературе функцию передачи модуляции иногда называют пространственно-частотная характеристика (ПЧХ) или частотно-контрастная характеристика (ЧКХ). ходящим в оптических, фотографических и кинематографических системах.
Основной задачей кинематографической системы является запись и воспроизведение изображения объекта наблюдения. При этом ее звенья с целью обработки сигнала изображения, несущего информацию об объекте съемки, создают последовательность промежуточных изображений. Каждое преобразование связано с потерей информации и приводит к ухудшению резкости экранного изображения, образованного на выходе системы. Рассматривая каждое звено кинематографической системы, как достаточно линейный и пространственно инвариантный фильтр пространственных частот, можно на основе его ФПМ определить величину этого ухудшения, оценить воспроизводящие свойства системы, обусловливающие резкость экранного изображения.
Решению этой проблемы служат методы объективной численной оценки ФПМ. Попытки сделать это одним числом предпринимались многими исследователями, однако предлагаемые количественные критерии [4-б] не имели достаточного физического обоснования, не позволяли однозначно связать объективные характеристики, полученные на основе ФПМ, с субъективно воспринимаемой резкостью изображения. Основной целью диссертационной работы является разработка методов и приборов, позволяющих установить и физически обосновать наличие такой связи, использовав полученные результаты для улучшения резкости экранного изображения.
Визуальное восприятие экранного изображения, кроме ФПМ кинематографической системы, зависит от свойств конечного звена -ЗА наблюдателя. Поэтому естественно, что в последних работах [б, 7] по теории кинематографических систем пространственные преобразования изображения рассматриваются с учетом фильтрую- щего действия ЗА. Учитывая его характеристики, обычно делают ряд допущений, поскольку для условий кинематографа восприятие зрительным анализатором пространственной информации исследовано недостаточно. Это делает необходимым дальнейшее исследование свойств ЗА человека и разработку на основе полученных данных физически обоснованного критерия, который бы учитывал воспроизводящие свойства кинематографической системы и воспринимающую способность ЗА в условиях рассматривания экранного изображения. Разработка такого критерия возможна с применением теории записи и воспроизведения изображений, теории информации и методов психофизики.
Его использование позволит провести сравнительный анализ кинематографических систем с целью оптимизации вариантов их построения, прогнозировать свойства вновь создаваемых систем, а также устанавливать допуски на искажения, приводящие к ухудшению резкости экранного изображения.
Эти искажения могут быть обусловлены, в частности, смещением (прогибом) киноленты вдоль оптической оси киносъемочного или кинопроекционного объектива, неплотным контактом негатива и позитива при печати.
При определенных условиях смещение киноленты приводит к заметному для кинозрителя снижению резкости экранного изображения. Поэтому была поставлена задача определения допустимой величины смещения (прогиба) киноленты вдоль оптической оси объектива для каждого звена сквозного кинематографического процесса.
С целью определения путей улучшения резкости экранного изображения, образуемого различными системами кинематографа, в диссертационной работе:
Рассматриваются методы количественной оценки воспроизводящих свойств систем, определяющих резкость экранного изображения.
Проводится обоснование и выбор параметров для исследования.
Исследуется ЗА как фильтр пространственных частот.
Разрабатывается количественный информационный критерий, устанавливающий однозначную связь между воспроизводящими свойствами сквозной кинематографической системы и субъективной оценкой резкости экранного изображения.
Проводится квалиметрическая оценка резкости экранного изображения для линейных изотропных систем кинематографа. Рассматриваются варианты технологической схемы получения фильмокопии и пути ее улучшения. Формулируются требования к кинематографической системе, обеспечивающей "отличное" по резкости экранное изображение.
Устанавливается допустимая величина смещения (прогиба) киноленты вдоль оптической оси объектива для каждого звена сквозного кинематографического процесса, не приводящая к заметному кинозрителю ухудшению резкости экранного изображения.
Предлагаются конструктивные решения ряда узлов освети-тельно-проекционной системы кинопроекционного аппарата.
На защиту выносятся следующие положения:
Применение информационной емкости и информационной плотности записи линейной изотропной кинематографической системы для оценки воспроизводящих свойств, обусловливающих резкость экранного изображения.
Использование пороговой контрастной чувствительности ЗА для исследования и оценки зрительного восприятия в условиях рассматривания экранного изображения.
Оценки воспроизводящих свойств сквозного кинематографического процесса для различных систем кинематографа и условий рассматривания экранного изображения. Требования к кинематографическим системам, обеспечивающим "отличное" по резкости экранное изображение.
Рекомендации по допустимой величине смещения (прогиба) для каждого звена сквозного кинематографического процесса.
Новые конструктивные решения узлов осветительно-проек-ционной системы кинопроектора, обеспечивающие уменьшение прогиба кинокадра при высоких полезных световых потоках, улучшающие резкость экранного изображения. - II -
