Измеряем ДД своих снимков и задаемся вопросами

[Julysha]

Олег, Вы опять не хотите делать разницы между входным и выходным диапазоном Камеры. Инженера-разработчика интересует выходной ДД, а фотографа - входной (фотографический) ДД.



Входной фотографический ДД - это широта диапазона яркостей внешнего света, падающего на матрицу, которые способны вызвать однозначный отклик на матрице.





Просто представьте себе характеристическую кривую матрицы, на которой по оси абсцисс откладывается яркость падающего на матрицу света, а по оси ординат - те яркости, которые гененируются на матрице, связанные с накоплением заряда, о которых Вы так подробно говорите. Если наклон храктеристической кривой (и ее форма) у камеры следующего поколения меняются, тогда изменяется длина прекции участка кривой на ось абсцисс, который в каждой своей точке имеет однозначное отображение на ось ординат. При этом длина проекции этого отрезка на ось ординат (выходной ДД) остается прежней.



У каждого канала (RGB) есть своя характеристическая кривая, зависящая от спектральной чувствительности матрицы, они обычно разные. И эти кривые не на всех своих участках линейные.

[Олег Н]

Олег, Вы опять не хотите делать разницы между входным и выходным диапазоном Камеры. Инженера-разработчика интересует выходной ДД, а фотографа - входной ДД.



входной ДД - это широта диапазона яркостей внешнего света, падающего на матрицу, которые способны вызвать однозначный отклик на матрице.



Просто представьте себе характеристическую кривую матрицы, на которой по оси абсцисс откладывается яркость падающего на матрицу света, а по оси ординат - те яркости, которые гененируются на матрице, связанные с накоплением заряда, о которых Вы так подробно говорите. Если наклон храктеристической кривой (и ее форма) у камеры следующего поколения меняются, тогда изменяется длина прекции участка кривой на ось абсцисс, который в каждой своей точке имеет однозначное отображение на ось ординат. При этом длина проекции этого отрезка на ось ординат (выходной ДД) остается прежней.



У каждого канала (RGB) есть своя характеристическая кривая, зависящая от спектральной чувствительности матрицы, они обычно разные.

Юлия, позволю себе процитировать самого себя:

"...а хочу отметить только то, что ДД сигнала на выходе камеры вследствие обработки может действительно отличаться от ДД матрицы".



"Повторюсь, что ДД на выходе камеры может отличаться от ДД матрицы за счёт процессорной обработки (например, шумоподавления)".



Я никогда не отождествлял ДД матрицы с ДД камеры. Но кое-кто этим грешит.

Мне непонятно, например, что именно сравнивают между собою ребята с ДХО? Говорят, что сравнивают матрицы. Как я понимаю, современная матрица - это гибрид, где все основные узлы видеотракта собраны в одном флаконе: и, собственно, матрица, и усилитель, и АЦП, и какой-то препроцессор для предварительной обработки. С выхода этой "матрицы" оцифрованный сигнал поступает сразу в процессор, где производится основные внутрикамерные обработки, в результате которых на выходе получаются файлы в .NEF и .JPG. Каким образом эти ребята могут добраться до самой матрицы? Распилить корпус микросхемы и каким-то чудесным образом вживить в нужное место щуп осциллографа? В противном случае, они имеют дело только с картинкой на выходе камеры и по ней пытаются судить о свойствах матрицы после множества обработок видеосигнала? Понятно, что тут можно намерить всё, что угодно.



А ещё мне нравится, когда 90% писателей в интернете говорят, что устанавливая ИСО, они меняют чувствительность матрицы. Не камеры, а именно матрицы! Я против того, чтобы путать такие разные понятия, как "матрица" и "камера". Можно слишком далеко уйти от действительности.



Что касается инженера-разработчика, то его интересует абсолютно всё! И то, что у него на входе, и то, что он должен обеспечить на выходе. И фотографа, как я полагаю, это тоже интересует, но он на это смотрит со своей колокольни. И правильно делает. Ему незачем соваться внутрь матрицы (какая разница, что там на выходе у матрицы, главное - что в результате всех манипуляций выдаёт камера! Одна из важных задач фотографа - правильно установить экспозицию. А что это означает? Да то, что фактически он этим самым соотносит ДД своей камеры с ДД снимаемой сцены. Ошибся в одну сторону - выбил света, ошибся в другую сторону - лишился теней. Вы сами всё это прекрасно знаете.

Другой вопрос, что если человек хочет по каким-то причинам разобраться что происходит внутри камеры, то тогда ему необходимо представлять себе весь тракт видеосигнала и что происходит в каждом из его узлов. В том числе и в матрице. И тут уже придётся распаковывать "флакон" и рассматривать его содержимое по отдельности и во взаимосвязи.



Определение ДД я уже приводил. Это не моя придумка и мне к нему добавить нечего. Вы можете его принять, можете не принимать. Но ДД от этого не перестанет быть ДД, т.е. отношением максимального сигнала к минимальному.

[sdrobkov]

Кроп хуже ФФ уже на том основании, что не позволяет сильно тянуть тени без шума

Люблю шутки.

Julysha, возьмите кадр с ФФ, вырежьте из него по размеру кадр кропа. Попробуйте тянуть оба полученных кадра. Будет интересно если найдёте разницу.

[SergUM]

А ещё мне нравится, когда 90% писателей в интернете говорят, что устанавливая ИСО, они меняют чувствительность матрицы. Не камеры, а именно матрицы! Я против того, чтобы путать такие разные понятия, как "матрица" и "камера". Можно слишком далеко уйти от действительности.

Т.е., установка ИСО регулирует именно коэффициент усиления условного "нормирующего усилителя", а не некое "опорное напряжение" на фоточувствительном элементе матрицы? Это точно? Потому как в моём представлении и то и другое схемотехнически реализуемо, а предпочтение того или иного метода определяется скорее затратностью техпроцесса... Причём я не исключаю, что на практике вполне может быть реализован некий симбиоз этих двух методов, т.е. большой шаг определяется "опорным напряжением", а между ними регулировка идёт "коэффициентом усиления норм.усилителя"...

Потому как надо же чем-то объяснить, что чисто субъективно мне казалось, что на моей Д90 кратные базовому ИСО были "более чистыми" нежели с добавками 1/3 стопа... Например, мне всё время мнилось(?), что ИСО800 имеет меньше шумов, чем ИСО640...

[santeam]

возьмите кадр с ФФ, вырежьте из него по размеру кадр кропа. Попробуйте тянуть оба полученных кадра.

Ключевое слово у Julysha - шумы. Вы про случай одинакового размера пикселя и его поколение? В теории, наверное, D800 и D7000 попиксельно шумят одинаково, как и D850 \ D500. Но возьмите одинаковый сюжет - объективы с одинаковым ЭФР, и сделайте ресайз с ФФ в 2.25 раза. Получите картинку с ФФ по размеру кропа, но в 2 разе менее шумную, и с меньшей ГРИП. На DXO есть разные значения в режимах screen (попиксельно) и print (ресайз до одинакового размера.

Физика: соотношение сигнал/шум прямо пропорционально площади сенсора (пикселя) - количеству пойманных фотонов света.

Вот по теме у меня закладочка на Мысли Алексея Тутубалина.

[sdrobkov]

Ключевое слово у Julysha - шумы. Вы про случай одинакового размера пикселя и его поколение? В теории, наверное, D800 и D7000 попиксельно шумят одинаково, как и D850 \ D500. Но возьмите одинаковый сюжет - объективы с одинаковым ЭФР, и сделайте ресайз с ФФ в 2.25 раза. Получите картинку с ФФ по размеру кропа, но в 2 разе менее шумную, и с меньшей ГРИП. На DXO есть разные значения в режимах screen (попиксельно) и print (ресайз до одинакового размера.

Физика: соотношение сигнал/шум прямо пропорционально площади сенсора (пикселя) - количеству пойманных фотонов света.

Вот по теме у меня закладочка на Мысли Алексея Тутубалина.

Если Вы так прочитали написанное, то шутите и Вы тоже. Слишком много "если" и "в теории".

А на практике нет НИКАКОЙ зависимости от РАЗМЕРА сенсора и шумами с оных. Всё зависит от характеристик выдаваемых камерами с этими сенсорами. А если каждый начнёт делить, а другой умножать или вычитать, то и не такие "теории" могут возникнуть

[Олег Н]

Т.е., установка ИСО регулирует именно коэффициент усиления условного "нормирующего усилителя", а не некое "опорное напряжение" на фоточувствительном элементе матрицы? Это точно? Потому как в моём представлении и то и другое схемотехнически реализуемо, а предпочтение того или иного метода определяется скорее затратностью техпроцесса... Причём я не исключаю, что на практике вполне может быть реализован некий симбиоз этих двух методов, т.е. большой шаг определяется "опорным напряжением", а между ними регулировка идёт "коэффициентом усиления норм.усилителя"...

Потому как надо же чем-то объяснить, что чисто субъективно мне казалось, что на моей Д90 кратные базовому ИСО были "более чистыми" нежели с добавками 1/3 стопа... Например, мне всё время мнилось(?), что ИСО800 имеет меньше шумов, чем ИСО640...

Если честно, то мне бы самому было интересно больше узнать по этому вопросу. Лет 30 назад, когда датчики ПЗС входили в моду, мы могли регулировать сигнал двумя способами:

1) регулировкой ширины импульса накопления;

2) регулировкой коэффициента нормирующего (как Вы совершенно верно его назвали) усилителя.

Первый способ влиял непосредственно на саму матрицу, но мы эту регулировку использовали только в качестве подстроечной (она была довольно узкая). Т.е., один раз установили оптимальную длительность и больше не трогали, а регулировку осуществляли нормирующим усилителем. Так было, но с тех пор воды не мало утекло и что-то могло поменяться. Я встречал упоминание того, что в современных датчиках, якобы, можно регулировать чувствительность напряжением, подаваемым на фотодиоды, но найти что-то конкретное мне не удалось (хотя, искал). Напротив, находил подтверждение, что регулировка чувствительности по-прежнему осуществляется усилителем. Если у Вас есть какая-то ссылка на авторитетный источник, то буду Вам благодарен. Если в современных матрицах реализован такой способ управления чувствительностью, то схемотехнически тут всё элементарно делается. И вполне возможен вариант комбинированного управления чувствительности (как Вы написали). Но у меня пока есть сомнения на этот счёт. Дело в том, что в некоторых сканерах мы часто использовали в качестве датчика обратно смещённый фотодиод в цепи отрицательной обратной связи операционного усилителя. В таком режиме фотодиод работает как источник тока и ему по барабану какое там напряжение. Величина тока зависит от освещения, а весь такой каскад является преобразователем "ток-напряжение". Поэтому на данный момент я скептически отношусь к регулировке чувствительности матрицы при помощи обратного напряжения. Но если найду подтверждение этому, то не буду упорствовать. В конце-концов, жизнь не стоит на месте и за 30 лет поменялось очень многое.



По поводу установки ИСО с шагом 1/3 стопа. Здесь ничего не могу сказать, т.к на всех своих камерах я сделал установку, при которой ИСО меняется только с шагом в один стоп. Реализовать регулировку в 1/3 стопа можно как аппаратно, так и программно, но я никогда не задавался вопросом как это реализовано в современных камерах. От коллег слышал по поводу шумов при дробных значениях примерно то, что и Вы озвучили, но сам не проверял. Возможно, там тоже что-то нахимичили комбинированным способом?

[Julysha]

Люблю шутки.

Julysha, возьмите кадр с ФФ, вырежьте из него по размеру кадр кропа. Попробуйте тянуть оба полученных кадра. Будет интересно если найдёте разницу.

Если затем делать ресайз до одинакового размера, то достаточно очевидно, какой кадр будет менее шумным (это при условии того, что плотность пикселей на матрицах одинаковая, и камеры одного поколения). Шумы сравниваются на отпечатках/ресайзах одного размера.

[sdrobkov]

Если затем делать ресайз до одинакового размера, то достаточно очевидно, какой кадр будет менее шумным (это при условии того, что плотность пикселей на матрицах одинаковая, и камеры одного поколения). Шумы сравниваются на отпечатках/ресайзах одного размера.

Опять "если". Хорошо, давайте я введу мои "если": Если напечатать с Д500 и Д850 (одно поколение) отпечаток на матовой бумаге китайского "коленочного" производства красками от другого китайского кустарного производителя на принтере 20-летней давности с неродными головками, размером 4 на 6 см и рассматривать с 30м. Где будет больше шума? Или сделаем наоборот: вырежем с обеих форматов кусочек 10х10 пикс, увеличим до одинакового размера 5000х5000пикселей и напечатаем в формате 10мх10м. Рассмотрим при помощи 10х лупы. Где будут меньше шумы?



Только не говорите что Ваше "если" главнее моих. Мы оба вводим переменную, которая нам сейчас выгоднее.

[Мозгляк]

И только по той причине, что изучал всё это не по чьим-то статьям в интернете, а у себя на работе. 12 лет приходилось заниматься разработкой различных сканеров на самых разных датчиках и потому пишу только о том, что знаю не понаслышке, а чем занималось наше ОКБ и сам лично.

Нет, не по этой. Есть простые физические истины, который обойти невозможно. Хотя я и получил нормальное образование, в котором были также такие курсы как "Техника физического эксперимента" и "Обработка результатов физического эксперимента", хотя и работал затем в научной группе, но деньги мы получали исключительно по хоздоговорам и платили их исключительно по достижению очень реального и очень положительного результата.

Человеку, который бы предложил тупо сканировать или замерять более шестнадцати раз подряд тут же предложили бы либо чуток поумнеть и найти другой способ увеличения соотношения сигнал/шум, либо уволиться нафиг. Человека же собравшегося сделать это тысячу раз тут же забили бы насмерть какими-нибудь справочниками. И правильно бы сделали - должен же существовать хоть какой-то естественный отбор.

И да, фотоумножители для топовых сканеров я подбирал и менял их самостоятельно, фотодиодами и линейками из них тоже занимался сугубо практически.