В чем разница между Bokeh и Gaussian Blur?

Я много раз слышал в фотографии слова Bokeh и Gaussian Blur. Мне кажется, что слова используются почти взаимозаменяемо, но в некоторых случаях я слышал их противопоставление. В чем разница, и каковы определения каждого из них?

Боке - это особенно сфокусированные области изображения. Размытие по Гауссу - это алгоритм для затуманивания выбранных областей изображения, чтобы скрыть детали или сделать их не сфокусированными.

Основные отличия:

• боке создается оптически , гауссово размытие в пост-продакшн ;
• в боке величина ширины размытой точки вне фокуса определяется ее относительным расстоянием от фокальной плоскости, тогда как размытие по Гауссу применяется к двумерному изображению, в котором отсутствует информация о расстоянии, поэтому все точки смазывается одинаково ;
• в боке характеристики размытия зависят от конфигурации и формы диафрагмы объектива, тогда как размытие по Гауссу всегда плавное ;
• маленький источник света будет представлен как фигура в форме апертуры с довольно четкими краями в боке; но размытие по Гауссу делает его пятном с исчезающими краями ;
• в боке шум присутствует на том же уровне, что и в сфокусированных частях изображения с одинаковой яркостью; размытие по Гауссу убивает шум, поэтому шума будет меньше, чем в не размытых частях изображения;
• в боке светлые области будут доминировать над темными, в то время как размытие по Гауссу сохраняет соотношение областей темного света.

Проиллюстрировать:

Знак на вокзале, взятый с f / 10 (дает большую глубину резкости).

Размытие по Гауссу выполняется на фоновых участках предыдущего изображения.

Знак на вокзале, взятый с f / 2.8 (дает малую глубину резкости и естественное боке).

Таким образом, в общем, вы можете использовать одно для подделки другого, но результат будет аналогичным только для боке с низким уровнем шума, содержащим предметы примерно в плоскости, параллельной фокальной плоскости, не включая какие-либо значительно более светлые области или источники света, и взятые с объектив, который имеет гладкое боке.

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

Размытие по Гауссу - это цифровой фильтр, который легко вычислить и похож на изображение вне фокуса. Тем не менее, размытие по Гауссу не выводит диск для одной точки света на входе, но вместо этого размытое пятно без четкой границы.

Вот визуализация различия (созданная с помощью Gimp):

Не в фокусе можно эмулировать и с цифровыми фильтрами. Технически это называется сверткой, а наоборот - деконволюцией. Существуют даже алгоритмы, называемые слепой деконволюцией, когда часть компьютерного программного обеспечения сначала вычисляет фильтр деконволюции, а затем применяет фильтр. И почти магическая часть заключается в том, что вычисленный таким образом деконволюционный фильтр может устранить дрожание камеры и перефокусировать неправильно сфокусированное изображение - до некоторой степени. Процесс серьезно ограничен шумом от дигитайзера (например, датчика CMOS).

Случай, когда цифровая пост-обработка не может соответствовать реальной оптике, - это если исходная сцена имеет большой динамический диапазон, а изображение, поступающее в пост-обработку, не содержит достаточного динамического диапазона. Это потому, что очень яркое световое пятно должно создавать яркий диск, если он не в фокусе. Однако с ограниченным диапазоном для входного изображения фильтр не в фокусе не может создать отсутствующую оригинальную интенсивность для диска, и в результате диск будет выглядеть очень тусклым по сравнению с реальным изображением, полученным с реальной (высококачественной) оптикой.

Если бы можно было иметь малошумный датчик изображения с большим динамическим диапазоном и небольшую линзу (например, смартфон), можно было бы эмулировать современную высококачественную линзу с большим сенсором. К сожалению, в настоящее время у нас нет никакой технологии для создания датчика изображения с низким уровнем шума и высоким динамическим диапазоном в сочетании с высоким разрешением, а последняя часть требуется для небольшого объектива.