カメラで撮影した画像の輝度はどれくらい？

質問

（質問）
画像から計算することができる輝度は、実際の私たちが視覚環境下で感じている輝度においてどの程度の範囲を表しているのでしょうか？論文などがあれば教えていただきたいです。

（具体的内容）
カメラで撮影した画像は8bit(256諧調)×3色(RGB)で約1700万の色を表現でき、画像における輝度は0～255で表すことができます。では、この0～255というのはいったい私たちの視覚環境下での輝度で表すといくつからいくつまでを表しているのでしょうか？

晴天昼の太陽（輝度10^5[cd/m^2]）において、私たちの眼では像を見ることができますが、カメラでは真っ白になってしまいます。また、街頭のない星空の下(輝度10^-2[cd/m^2])においてもカメラでは真っ黒なものになってしまいます。

カメラで撮影した画像の輝度値が、輝度いくつからいくつまで（10^n ～ 10^m[cd/m^2] ）を表現できるのか教えていただけると幸いです。よろしくお願いいたします。

回答No.3

kuma-gorou · ベストアンサー

＞カメラで撮影した画像は8bit(256諧調)×3色(RGB)で約1700万の色を表現でき、画像における輝度は0～255で表すことができます。では、この0～255というのはいったい私たちの視覚環境下での輝度で表すといくつからいくつまでを表しているのでしょうか？

実際に、プリントした時に自然なコントラストに見えるダイナミックレンジ（黒潰れ寸前から白トビ寸前までの諧調表現幅）は、±3EVと言われています。明暗比では、64倍になります。
が、イメージセンサー自体には、もう少し余裕があります。

もしですが、RAW 現像スキルがお有なら、トーンカーブは理解出ると思います。
トーンカーブと言うのは、明暗比をグラフ化したもので、中間域は、明暗比と等比的に変化しますが、暗部と明部は、トーンカーブの傾斜が山の裾野のように緩やかになります。
要は、プリント時のスキルで、ダイナミックレンジは変わるので、±3EV は概ねの値と理解して下さい。

つまりは、明暗比64倍差を256段階で表示する。これが、JPEG 画像です。
が、人の目は、10bitの1024段階ぐらいの識別能力が有ると言われています。

お礼

わかりやすい説明ありがとうございます。
参考になりました。

回答No.2

kuma-gorou

一般の人が日常生活空間で体験し得る最高輝度は、晴天下の砂丘。
LV 値で15。適正露光量に換算すると、ISO100・SS=1/125s・ｆ=16　です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%88%E3%83%90%E3%83%AA%E3%83%A5%E3%83%BC

デジタル一眼レフの仕様では、概ね、最高シャッタースピード1/8000s、最少絞りｆ22、最低基礎感度ISO100（感度拡張除く）ですから、LV15の128倍の輝度まで対応できます。
また、NDフィルターで露出倍数400倍と言うモノも存在します。
方や、最低輝度は、バルブ露光が可能なカメラであれば、真の闇以外は無制限。

つまりは、カメラの仕様次第。
一般的には、どんなデジタルカメラでも、最高輝度には対応できますが、問題は、低輝度の被写体。
これに関しては、矢張り、お値段に正比例です。

お礼

ありがとうございます。
具体的数値があり助かります。

回答No.1

Gotthold

> 実際の私たちが視覚環境下で感じている輝度において
> どの程度の範囲を表しているのでしょうか？
そんなの決まってません。露出などの条件次第です。

例えば、全く同じ風景（同じ明るさ）を露出を変えて2回撮影すれば、
撮影された画像の明るさは違って見えます。

> 晴天昼の太陽（輝度10^5[cd/m^2]）において、
> 私たちの眼では像を見ることができますが、
> カメラでは真っ白になってしまいます。
> また、街頭のない星空の下(輝度10^-2[cd/m^2])に
> おいてもカメラでは真っ黒なものになってしまいます。
このような露出アンダー/オーバーを起こさないために、
露出を適正にしておく必要があります。

お礼

ありがとうございます。
いろいろ試してみます。