Tutorial: Obtención de mapas de luminancia de alto rango dinámico con programas de código abierto

Autores
Frund, José Luis; Vincitorio, Fabio Miguel; Preciado Olvera, Oscar Ulises
Año de publicación
2024
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
documento de conferencia
Estado
versión publicada
Descripción
La luminancia es uno de los parámetros fundamentales de la luminotecnia. Es utilizada en muchas áreas, desde la evaluación de normativas, como el alumbrado público, hasta el diseño arquitectónico. Sin embargo, los instrumentos para medirla, son costosos y generalmente sólo tienen la capacidad de realizar mediciones puntuales. En los últimos años se vienen realizando trabajos e investigaciones sobre métodos y calibraciones para poder utilizar las cámaras fotográficas digitales comerciales como luminancímetro de imagen. Actualmente hay dos metodologías desarrolladas: la calibración absoluta y la autocalibración. En la primera metodología, se calibra cada configuración de la cámara para luego poder obtener la luminancia de una fotografía de bajo rango dinámico (LDR). Esta metodología requiere de instrumental de laboratorio muy especializado y conlleva un alto número de mediciones, capturas de imágenes y procesamiento, pero tiene la ventaja que no es dependiente de un instrumento patrón.En la segunda metodología, se capturan una sucesión de imágenes LDR de distintos niveles de exposición, por intermedio de programas de computadora se genera una imagen de amplio rango dinámico (HDR), se hacen correcciones de errores, se realizan transformaciones de espacio de color y finalmente se calcula un valor de luminancia relativo que se termina ajustando por un factor K. Este último, obtenido de la medición de un punto de la escena con un luminancímetro puntual. El proceso de autocalibración permite generar un mapa de luminancia relativo, sin utilizar instrumental costoso. En este trabajo se describe el proceso de autocalibración, desarrollándolo íntegramente con programas de código abierto y bajo un sistema operativo Linux. Esto evita la necesidad del pago de licencia, abriendo la posibilidad de que más personas puedan comenzar a utilizar esta herramienta. Una ventaja adicional es que al utilizar programas de código abierto está la posibilidad de realizar un nuevo programa integrador para obtener el mapa de luminancia.
Luminance is one of the fundamental parameters of lighting technology. It is used in many areas, from the evaluation of regulations, such as road lighting, to architectural design. However, the instruments to measure it are expensive and generally only have the ability to make spot measurements. In recent years, work and research on methods and calibrations have been carried out to be able to use commercial digital cameras as image luminance meters. Currently there are two developed methodologies: absolute calibration and self-calibration. In the first methodology, each camera setting is calibrated to obtain the luminance of a low dynamic range (LDR) photograph. This methodology requires high specialized laboratory instrumentation and involves a high number of measurements, image captures and processing, but has the advantage that it is not dependent on a standard instrument.In the second methodology, a succession of LDR images of different exposure levels are captured, a high dynamic range (HDR) image is generated through computer programs, error corrections are made, colour space transformations are performed, and finally, a relative luminance value is calculated and adjusted by a factor K. The latteris obtained by measuring a spot in the scene with a luminance meter. The self-calibration process allows the generation of a relative luminance map, without the use of expensive instrumentation. In this work the self-calibration process is described, developed entirely with open source software and under a Linux operating system. This avoids the need for license fees, opening the possibility for more people to start using this tool. An additional advantage of using open source software is that it is possible to create a new integrator program to obtain the luminance map.
Fil: Frund, José Luis. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Paraná; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Luminotecnia, Luz y Visión; Argentina
Fil: Vincitorio, Fabio Miguel. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Paraná; Argentina
Fil: Preciado Olvera, Oscar Ulises. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Investigación en Luz, Ambiente y Visión. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Instituto de Investigación en Luz, Ambiente y Visión; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Luminotecnia, Luz y Visión; Argentina
XVI Jornadas Argentinas de Luminotecnia
Santiago del Estero
Argentina
Asociación Argentina de Luminotecnia
Materia
TUTORIAL
MAPA DE LUMINANCIA
HDR
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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En la primera metodología, se calibra cada configuración de la cámara para luego poder obtener la luminancia de una fotografía de bajo rango dinámico (LDR). Esta metodología requiere de instrumental de laboratorio muy especializado y conlleva un alto número de mediciones, capturas de imágenes y procesamiento, pero tiene la ventaja que no es dependiente de un instrumento patrón.En la segunda metodología, se capturan una sucesión de imágenes LDR de distintos niveles de exposición, por intermedio de programas de computadora se genera una imagen de amplio rango dinámico (HDR), se hacen correcciones de errores, se realizan transformaciones de espacio de color y finalmente se calcula un valor de luminancia relativo que se termina ajustando por un factor K. Este último, obtenido de la medición de un punto de la escena con un luminancímetro puntual. El proceso de autocalibración permite generar un mapa de luminancia relativo, sin utilizar instrumental costoso. En este trabajo se describe el proceso de autocalibración, desarrollándolo íntegramente con programas de código abierto y bajo un sistema operativo Linux. Esto evita la necesidad del pago de licencia, abriendo la posibilidad de que más personas puedan comenzar a utilizar esta herramienta. Una ventaja adicional es que al utilizar programas de código abierto está la posibilidad de realizar un nuevo programa integrador para obtener el mapa de luminancia.Luminance is one of the fundamental parameters of lighting technology. It is used in many areas, from the evaluation of regulations, such as road lighting, to architectural design. However, the instruments to measure it are expensive and generally only have the ability to make spot measurements. In recent years, work and research on methods and calibrations have been carried out to be able to use commercial digital cameras as image luminance meters. Currently there are two developed methodologies: absolute calibration and self-calibration. In the first methodology, each camera setting is calibrated to obtain the luminance of a low dynamic range (LDR) photograph. This methodology requires high specialized laboratory instrumentation and involves a high number of measurements, image captures and processing, but has the advantage that it is not dependent on a standard instrument.In the second methodology, a succession of LDR images of different exposure levels are captured, a high dynamic range (HDR) image is generated through computer programs, error corrections are made, colour space transformations are performed, and finally, a relative luminance value is calculated and adjusted by a factor K. The latteris obtained by measuring a spot in the scene with a luminance meter. The self-calibration process allows the generation of a relative luminance map, without the use of expensive instrumentation. In this work the self-calibration process is described, developed entirely with open source software and under a Linux operating system. This avoids the need for license fees, opening the possibility for more people to start using this tool. An additional advantage of using open source software is that it is possible to create a new integrator program to obtain the luminance map.Fil: Frund, José Luis. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Paraná; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Luminotecnia, Luz y Visión; ArgentinaFil: Vincitorio, Fabio Miguel. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Paraná; ArgentinaFil: Preciado Olvera, Oscar Ulises. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Investigación en Luz, Ambiente y Visión. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. 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Luminance is one of the fundamental parameters of lighting technology. It is used in many areas, from the evaluation of regulations, such as road lighting, to architectural design. However, the instruments to measure it are expensive and generally only have the ability to make spot measurements. In recent years, work and research on methods and calibrations have been carried out to be able to use commercial digital cameras as image luminance meters. Currently there are two developed methodologies: absolute calibration and self-calibration. In the first methodology, each camera setting is calibrated to obtain the luminance of a low dynamic range (LDR) photograph. This methodology requires high specialized laboratory instrumentation and involves a high number of measurements, image captures and processing, but has the advantage that it is not dependent on a standard instrument.In the second methodology, a succession of LDR images of different exposure levels are captured, a high dynamic range (HDR) image is generated through computer programs, error corrections are made, colour space transformations are performed, and finally, a relative luminance value is calculated and adjusted by a factor K. The latteris obtained by measuring a spot in the scene with a luminance meter. The self-calibration process allows the generation of a relative luminance map, without the use of expensive instrumentation. In this work the self-calibration process is described, developed entirely with open source software and under a Linux operating system. This avoids the need for license fees, opening the possibility for more people to start using this tool. An additional advantage of using open source software is that it is possible to create a new integrator program to obtain the luminance map.
Fil: Frund, José Luis. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Paraná; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Luminotecnia, Luz y Visión; Argentina
Fil: Vincitorio, Fabio Miguel. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Paraná; Argentina
Fil: Preciado Olvera, Oscar Ulises. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto de Investigación en Luz, Ambiente y Visión. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Instituto de Investigación en Luz, Ambiente y Visión; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología. Departamento de Luminotecnia, Luz y Visión; Argentina
XVI Jornadas Argentinas de Luminotecnia
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description La luminancia es uno de los parámetros fundamentales de la luminotecnia. Es utilizada en muchas áreas, desde la evaluación de normativas, como el alumbrado público, hasta el diseño arquitectónico. Sin embargo, los instrumentos para medirla, son costosos y generalmente sólo tienen la capacidad de realizar mediciones puntuales. En los últimos años se vienen realizando trabajos e investigaciones sobre métodos y calibraciones para poder utilizar las cámaras fotográficas digitales comerciales como luminancímetro de imagen. Actualmente hay dos metodologías desarrolladas: la calibración absoluta y la autocalibración. En la primera metodología, se calibra cada configuración de la cámara para luego poder obtener la luminancia de una fotografía de bajo rango dinámico (LDR). Esta metodología requiere de instrumental de laboratorio muy especializado y conlleva un alto número de mediciones, capturas de imágenes y procesamiento, pero tiene la ventaja que no es dependiente de un instrumento patrón.En la segunda metodología, se capturan una sucesión de imágenes LDR de distintos niveles de exposición, por intermedio de programas de computadora se genera una imagen de amplio rango dinámico (HDR), se hacen correcciones de errores, se realizan transformaciones de espacio de color y finalmente se calcula un valor de luminancia relativo que se termina ajustando por un factor K. Este último, obtenido de la medición de un punto de la escena con un luminancímetro puntual. El proceso de autocalibración permite generar un mapa de luminancia relativo, sin utilizar instrumental costoso. En este trabajo se describe el proceso de autocalibración, desarrollándolo íntegramente con programas de código abierto y bajo un sistema operativo Linux. Esto evita la necesidad del pago de licencia, abriendo la posibilidad de que más personas puedan comenzar a utilizar esta herramienta. Una ventaja adicional es que al utilizar programas de código abierto está la posibilidad de realizar un nuevo programa integrador para obtener el mapa de luminancia.
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