В чем разница между боке и размытием по Гауссу?

Боке — это, в частности, области изображения, находящиеся вне фокуса. Размытие по Гауссу — это алгоритм, который затуманивает выбранные области изображения, чтобы скрыть детали или заставить их выглядеть не в фокусе.

Основные отличия:

• боке создается оптически , размытие по Гауссу на постпродакшне ;
• в боке степень размытия точки вне фокуса определяется ее относительным расстоянием от фокальной плоскости, тогда как размытие по Гауссу применяется к двумерному изображению, где нет информации о расстоянии, поэтому все точки размазаны одинаково ;
• в боке характеристики размытия зависят от конфигурации и формы апертуры объектива, тогда как размытие по Гауссу всегда плавное ;
• небольшой источник света будет отображаться как апертурная фигура с достаточно четкими краями в боке; но размытие по Гауссу делает его пятном с исчезающими краями ;
• в боке присутствует шум того же уровня, что и в сфокусированных участках изображения с той же яркостью; размытие по Гауссу убивает шум, поэтому шума будет меньше , чем в неразмытых частях изображения;
• в боке светлые участки будут преобладать над темными, а размытие по Гауссу дает сохранение соотношения темных и светлых участков.

Проиллюстрировать:

Вывеска на вокзале, снятая с f/10 (что дает большую глубину резкости).

Размытие по Гауссу, выполненное на фоновых частях предыдущего изображения.

Вывеска на вокзале, снятая с f/2,8 (что дает малую глубину резкости и естественное боке).

Таким образом, в целом, вы можете использовать одно для имитации другого, но результат будет похожим только для малошумящего боке, содержащего объекты примерно в плоскости, параллельной фокальной плоскости, не включая какие-либо значительно более светлые области или источники света, и снятые с объектив с плавным боке.

Боке означает визуальный вид не в фокусе областей фотографии, сделанной с использованием реальной оптики. Для идеальной оптики точка света не в фокусе (например, начало не в фокусе) была бы идеальным диском. Оптика реального мира не идеальна, и ни одна точка света не будет выглядеть на фотографии как идеальный диск.

Боке часто считается лучшим или более гладким, когда оно ближе к теоретически идеальному результату. Типичные ошибки включают отображение кольца или неправильного эллипса вместо диска для данного точечного исходного объекта.

Размытие по Гауссу — это цифровой фильтр, который легко вычислить и который чем-то похож на расфокусированное изображение. Однако размытие по Гауссу не выводит диск для одной точки света на входе, а вместо этого создает размытую каплю без четкой границы.

Вот визуализация разницы (созданная с помощью Gimp):

Не в фокусе также можно эмулировать с помощью цифровых фильтров. Технически это называется сверткой, а обратное — деконволюцией. Существуют даже алгоритмы, называемые слепой деконволюцией, когда часть компьютерного программного обеспечения сначала вычисляет предполагаемый фильтр деконволюции, а затем применяет фильтр. И почти волшебная часть заключается в том, что фильтр деконволюции, рассчитанный таким образом, может устранить дрожание камеры и перефокусировать неправильно сфокусированное изображение — до определенной степени. Процесс серьезно ограничивается шумом дигитайзера (например, датчика CMOS). В основном алгоритм пытается оценить ошибку, появляющуюся на всем изображении (например, все размыто), и вычисляет фильтр, который обращает ошибку, максимизируя сигнал. Конечно, это также включает в себя максимизацию шума на входе.

Случай, когда цифровая постобработка не может соответствовать использованию реальной оптики, — это когда исходная сцена имеет высокий динамический диапазон, а исходное изображение, предназначенное для постобработки, не может содержать достаточный динамический диапазон. Это происходит потому, что очень яркое световое пятно должно создавать яркий диск, когда он не в фокусе. Однако при ограниченном диапазоне для входного изображения смоделированный нефокусный фильтр не может создать недостающую исходную интенсивность для диска, и в результате диск будет выглядеть очень тусклым по сравнению с реальным изображением, полученным с помощью настоящей (высококачественной) оптики.

Если бы можно было иметь датчик изображения с очень низким уровнем шума и большим динамическим диапазоном в сочетании с небольшим объективом (например, смартфон), можно было бы эмулировать современный высококачественный объектив с большим датчиком. К сожалению, в настоящее время у нас нет технологии для создания датчика изображения с низким уровнем шума и широким динамическим диапазоном в сочетании с высоким разрешением, а последняя часть требуется для любого маленького объектива. Большинство современных камер смартфонов имеют довольно высокий уровень шума и низкий динамический диапазон, потому что отделу маркетинга важнее всего высокое разрешение.