Опять-снова о светах у D800(E)

Тема странности D800 поднималась тут минимум два раза (1 и 2) и в комментариях ко второму обсуждению я просил владельцев таких камер поснимать колорчекер с вилкой по экспозиции и прислать мне результаты.

Двое откликнулось, прислали мне в сумме под 20 гигабайт NEF-ов (так много - потому что на разных ISO), совсем детально я эти файлы еще не разглядывал, стал просматривать только две серии на ISO250 (почему-то первые попались именно они) и увидел там странное.

На третьем слева сером квадратике сделаем selection (квадратик с розовой окантовкой) и посмотрим на его гистограмму:

Ассиметрия гистограммы

Начнем с D800E. Вот такой вот кадр: Из соображений чистой физической науки, на ровном поле мы должны иметь распределение Пуассона, реально наблюдаемое - похоже на него, хотя, на глазок, несколько ассиметрично. Вертикальный масштаб - логарифмический, в нем ассиметрию видно лучше.

Меняем экспозицию, не меняя все остальное. Гистограмма того же участка, но экспозиция больше на ~4 стопа:

Ассиметрия - сильно больше, чем в первом случае. Ее даже видно на не-логарифмическом графике.

Теоретически, можно было бы предположить, что за время между кадрами появилась какая-то неравномерность в освещении, но эта ассиметричность гистограммы в светах наблюдается и в сериях на других ISO (которые делались раньше и позже обсуждаемой).

Но самое чудесное начинается, когда мы берем подобные же серии с другой камеры, на этот раз D800. Они снимались (естественно), при другом освещении и в других условиях, вот гистограмма для ISO50 (когда выдержка примерно такая же, как в предыдущем случае), показан только красный канал т.к. разбаланс каналов красный/зеленый не позволяет показать их на одном графике достаточно подробно:

А вот ISO250, для полноты картины

В обоих случаях с этой камерой - ассиметрия гистограммы есть, но не такая большая (и не в ту сторону, что в первой камере).

Первое объяснение странностей первой камеры, которое приходит в голову, - это грязь/царапины/итп на мишени. Мишень, действительно, не в идеальном состоянии, но грязь-царапины проявлялись бы одинаково для всех экспозиций (ибо камера - более-менее линейный прибор), а в данном случае - это не так, большую ассиметрию мы видим только для сигнала в последнем стопе-полутора, для значений от 5 тысяч.

Предполагая, что схемотехника и firmware у D800 и D800E примерно одинакова, могу сформулировать следующий осторожный вывод:

"На некоторых экземплярах камер D800(E?) имеется заметная "нелинейность" в светах"

Насколько она существенна на практике - мне сложно сказать. На втором (ассиметричном) графике из нормы выбились, на глазок, несколько сотен пикселов (из 13 тыс. в выборке), т.е. речь идет о нескольких процентах. Отклонились "от нормы" они - ну на пару сотен единиц (от 11 тысяч), то есть опять на несколько процентов. Для съемки "больших плашек" это, очевидно, несущественно. А вот что происходит в светах с мелкими деталями - было бы интересно изучить внимательнее, буду рад, если владельцы камер сделают это самостоятельно.

Обрезка светов на разных уровнях

Вторая фишка светов у D800(E) связана с особенностями обработки данных в этой камере.

Как мы помним, у камер Nikon используется White Balance preconditioning, который дает дырки в гистограммах синего и красного каналов. Зачем они это делают - для меня загадка. В участках пересвета, когда все каналы насыщены или почти насыщены это, понятно, приводит к излишней потере деталей в светах т.к. те значения, которые были бы в диапазоне значений RAW до умножения, после умножения - вылетают за диапазон и обрезаются.

Но вот в камерах D800/800E красный и синий каналы обрезаются по значению 16383, а зеленые - по уровню 15778, на 605 единиц меньше. В результате в областях пересвета, где зеленый полностью насыщен, а красный и синий еще нет, вроде вот таких вот (показан красный канал):

Мы имеем вот такую вот гистограмму по Selection (серому прямоугольничку на картинке выше): Зеленый лежит на полке (единичные пикселы не в счет), а в красном и синем есть жизнь, примерно треть пикселов лежит ниже насыщения.

Что делают RAW-конверторы с такой картинкой?

• Все значения выше максимума в зеленом - надо обрезать, чтобы не было розовых облаков
• Но тогда будет утеряна часть жизни в красном-синем каналах.

То есть совсем разумное поведение для конвертора - это домножить красный-синий на 0.96307 (15778/16383), привести таким образом максимумы к одинаковому значению, а только после этого заниматься наложением ББ, highlight recovery и прочими упражнениями. Но если домножать в целых, то появятся новые дырки в красном и синем, а конверторов с плавучкой внутри - совсем мало.