Динамический диапазон или фотоширота?

Дабы не дать дискуссии о разрядности и динамическом диапазоне просто так засохнуть, вынесу в отдельный пост следующие вопросы, которые нуждаются в рассмотрении:

  1. Более-менее очевидно, что формальная различимость больших плашек (от фона или друг от друга) фотографа волнует мало. Вероятно, есть смысл говорить либо о некоей абстрактной различимости деталей, либо уж сразу об MTF.
    • В первом случае нужно зафиксировать размер и контраст этих деталей в какой-то шкале. Контраст, положим, один стоп. А размер... ну наверное 1/100 или 1/50 от всего поля зрения по линейной шкале? Пока что-то такое не зафиксировали - говорить не о чем.
    • Во втором случае изучаемый объект - это двумерная шкала разрешения, по одной оси меняется контраст, по другой - шаг штрихов. Где и как мы по ней проводим талию - тоже вопрос для обсуждения.
  2. Что-то нужно делать с учетом понижения контраста в оптике. Конечно, камера без оптики не снимает, но если оценивать систему камера-объектив(-RAW конвертор), то можно довольно быстро дойти до того, что грязь на передней линзе (или софт-фильтр или черная сетка, есть много способов понизить контраст) динамический диапазон оной системы увеличивает. Это в известной степени так и есть (во всяком случае от излишней засветки в specular highlights так можно избавиться), но вряд-ли это тот результат, который действительно хочется получить. Вилка по экспозиции влияние оптики практически полностью нивелирует, что и хорошо и плохо одновременно.

    Наверное, нужны обе оценки.

  3. Если используется RAW-конвертор, то надо контролировать его тоновую кривую. Это в первую очередь камень в огород Adobe: конверторы этой компании любят автоматически подвигать среднюю точку в достаточно широких пределах (которые еще и меняются в разных версиях) и надо им бить по рукам.
  4. В светах свои проблемы: за счет разбаланса чувствительности насыщение по каналам наступает при разной экспозиции, нужно ли это учитывать (а если нужно - то как) - большой вопрос.

Первый вопрос из перечисленных - он самый важный. Ну вот представим, что на изображении в самый нижний из читаемых стопов попала газета. Что мы хотим от этого стопа:

  • Чтобы было видно, что там что-то есть?
  • Чтобы было видно, что это "что-то" - газета?
  • Чтобы читались заголовки? Или текст?

И пока мы не ответим себе на эти вопросы - мы не поймем, а что мы собственно хотим померять.

Возможна формальная оценка обсуждаемой величины исходя из шума:

  • Вычтем bias (многие камеры сделают это за нас).
  • Посчитаем среднеквадратичное отклонение уровня черного, оно же - шум в тенях.
  • По уровню "сигма" (две сигмы, три сигмы) проведем минимальный различимый (выше фона) сигнал.
  • По уровню насыщения (не забыв вычесть bias) - максимальный.
  • Разница "минимум-максимум" и будет искомым ДД

Оценка сама по себе - интересная. Для камер с линейной характеристикой системы сенсор-усилитель-АЦП (а других фотокамер сейчас и нет, логарифмическая передаточная кривая пока является мечтой), пересчитать диапазон в стопы несложно. Собственно, достаточно взять логарифм по основанию 2. Понятно, что битность АЦП этот параметр тоже ограничивает сверху.

Вместе с тем, в "последнем стопе" нужно иметь какое-то количество градаций. "Чтобы газета читалась". Сколько именно - вопрос обсуждений и соглашений, но всяко больше одного-двух, ибо эти тени нужно зрителю как-то показывать.

Comments

На самом деле я снимаю сильноконтрастные сцены против света с фильтром, увеличивающим flare. Интересно будет как-нибудь позамерять получающуюся кривую response'а.

я думаю правильно хотеть от последних стопов и сверху и снизу "чтобы было видно что там что-то есть"

и ещё надо отцепиться от битностей и вообще от АЦП, имхо. иначе как применять это например к фуджи суперССD ? ;)

и обсуждаемакя величина -- это ессно ДД *реальности* ("сцены"), который "захватывается" камерой.

А я думаю, что фотограф должен сам решать, что он там хочет видеть - и это значит, что фотошироту он тоже определяет сам. Задача - показать ему, что он будет видеть в таком-то стопе недодержки/передержки (я, пожалуй, разовью эту мысль отдельным комментарием).

Обсуждая "ДД реальности" ты никуда не денешься от всяких странных величин второго порядка. Скажем, поставив софт-фильтр ты увеличишь воспроизводимый "дд реальности", разменяв его на разрешение. И то же самое будет, кстати, если расфокусироваться: с одной стороны ДД как-бы увеличится за счет размывания пересвета (по меньшей мере бликов и солнца), с другой - положенная в тень газета станет хуже.

>обсуждая "ДД реальности" ты никуда не денешься от всяких странных величин второго порядка. Скажем, поставив софт-фильтр ты увеличишь воспроизводимый "дд реальности", разменяв его на разрешение.

ну ясное дело, что-то надо фиксировать. в методике измерения - угловой размер плашки, например.
тогда будет разный ДД в зависимости от разрешения (что в общем -- правда, т.к. в этом случае уменьшая разрешение мы как-бы увеличиваем площадь пиксела).
ведь зависимость ДД от ISO не смущает.

>А я думаю, что фотограф должен сам решать, что он там хочет видеть - и это значит, что фотошироту он тоже определяет сам.

к чему этот посыл? фотограф много чего должен решать сам. но если б у него была возможность сделать одно нажатие на спуск затвора и получить в результате матрицу фоток с шагом в 1мм по фокусному от широкого угла до теле и с расстоянием фокусировки от МДФ до бесконености в 1000 градаций -- он бы так и делал, выбирая потом в фотошопе из этой матрицы удачный кадр...
так же и с ДД -- "levels" с радостью отрежет ненужное, но нехватающее -- не прибавит.

>Задача - показать ему, что он будет видеть в таком-то стопе недодержки/передержки
ну да. но он и сам может посмотреть, для этого есть брекетинг.

Вот про нижние (с верхними - отдельная история) стопы отдельно, сугубо практический пример:

Вот допустим портрет в интерьере или там голая девка на скалах. Портретируемый - в 5-й зоне (к примеру), а еще у нас есть здоровый кусок в тени, который на 4 стопа (к примеру же) темнее. Понятно, что этот "здоровый кусок" придется тянуть при редактировании, скажем на пару стопов вверх, ибо темное пятно в котором "что-то есть" нас банально не устраивает.

Вот, собственно и вопрос, который нуждается в ответе - а там будет что-то, что можно тянуть? Или там те самые две градации, которые формально различаются, а толку реального с них никакого нет?
А если экспонировать портретируемого не 5-й зоной, а на два стопа ниже, дабы ETTR возник и расцвел - что будет с тенями?

Мы ведь не цифромыло обсуждаем, где всю реальную фотошироту можно напечатать или показать на мониторе как есть. У современных камер широта реально большая и если мы пользуемся тамошними тенями, то весь тональный диапазон придется сжимать.

Со светами, впрочем, отдельные приколы, причем еще менее очевидные

А если экспонировать портретируемого не 5-й зоной, а на два стопа ниже, дабы ETTR возник и расцвел - что будет с тенями?
Я вот чего не понимаю. Вроде как ETTR -- это загон всего предельно наверх. Т.е. его противопставление -- всё ещё ниже, чем при ETTR. И при этом оказывается, что самую важную 5-ую зону мы кладём в третью при ETTR. Так?
Так где же она окажется, если мы от ETTR откажемся?!?!

ETTR - это конечно "загон всего предельно наверх", но вот при естественном освещении весьма часты случаи, когда света ярче основного объекта более чем на 2.7 стопа.

Дык а решение-то какое, когда градиентный фильтр (он же эксповилка) не спасают/не возможны?
Я совсем запутался, если честно. Вроде как у цифры в светах ситуация гораздо лучше, чем в тенях (у плёнки -- более-менее симметрично). И вдруг выясняется, что при этом надо активно пересвечивать...

Ну вот какое решение было со слайдом? Ну, например, подсветить передний план и/или тени. Отражателем или вспышками. Или избавиться от прямого света, прикрыться сверху зонтиком.

А у цифры ситуация в светах и лучше и хуже
- градаций много, чем светлее, тем больше
- но переполнение наступает сразу (плюс-минус чувствительность каналов), S-образного загиба кривой нет

Вопрос именно в том, что не всего, а только того, что нужно. ETTR не имеет под собой никаких формально собдюдаемых правил экспозиции, это просто принцип. Вот простая ситуация - снимок со вспышкой человека в чёрном костюме и в очках, с бликами на стёклах. Как ставить экспозицию?

Мне как-то казалось, что блики в ETTR оговариваются отдельно, так что, в общем, ясно как ставить экспозицию.
Хотя -- всё зависит от фона. Мы хотим человека в чёрном костюме на чёрном-чёрном фоне, на белом или на сером? :)

Блики, оно конешно, отдельно. На практике - как отделять бкдете?

> Со светами, впрочем, отдельные приколы, причем еще менее очевидные
я вот проникся вредностью ettr-a после ваших статей на libraw :-)

>Вот, собственно и вопрос, который нуждается в ответе - а там будет что-то, что можно тянуть? Или там те самые две градации, которые формально различаются, а толку реального с них никакого нет?

а вот для ответа на этот вопрос уже нужно включать в рассуждения битность АЦП и линейность аналоговой части перед ним (причем не вообще, а в тенях)

в общем мне представляется что эти вопросы в фото аналогичны вопроам по например звуку который давно развивается в цифре.
просто фото слегка осложняется извращенной системой регистрации у человека, называемой цветным зрением.

<i>а вот для ответа на этот вопрос уже нужно включать в рассуждения битность АЦП и линейность аналоговой части перед ним (причем не вообще, а в тенях)</i>

Моя идея в том, что в практической жизни в рассуждения ничего такого включать не надо, а надо просто сделать серию тестовых снимков один раз и посмотреть на них глазом.

ну эт как бы само собой -- каждый может сделать и посмотреть глазом и станет знать про свою камеру её возможности.

вопрос же в сравнении камер между собой с использованием каких-нибудь характеризующих чисел, с чего собственно и начался этот тред -- c чисел DxO

Ну значит вместо одного числа будут графики MTF для каждой недодержки и каждого ISO (и, вообще-то, для каждого контраста мишени)

Ну или точки, где MTF становится 10% ("практически неразличимой").

я тут нарыл давний текст, про критерии когда уже шумы становятся неразличимыми средним зрительным аппаратом http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=20:8897:6747#6747

кратко (ОСШ -- отношение сигнал\шум):
+++
выводы:
1. при разглядывании фоты с яркостью белого ок 200 кд/м^2 достаточно ОСШ порядка 40 дБ "на сером 50%"... это соотв "безшумному" изображению с контрастом 2:1 ...

для темного 25% и контрасте 4:1 уже надо ОСШ на этом сером не менее 47 дБ ...

для весьма скромного контраста 10:1 - не менее 55 дБ...

2.при возрастании контраста фоты и "углублении теней" необходимо резкое уменьшение уровня шумов на темных и близких к черным частях фоты, т.е. возрастание ОСШ, посчитанного на уровнях яркости, близких к "черному"... и тут то и вылезает западло цыфросканеров, которые на уровнях яркости ок "черного" и собственно на "черном" дают всего ок 45 дБ ОСШ
+++
и загадочный график
<img src="http://drakan.ru/imgs/contr_ch01.gif">

Я такие графики не готов воспринимать вне контекста.

Наприме, я не согласен оценивать шум в децибеллах - при одном и том же формальном энергетическом отношении бэндинг будет виден, а случайный шум нет.

>> при одном и том же формальном энергетическом отношении бэндинг будет виден, а случайный шум нет. <<

Не, - оба будут не видны, если "дельта" ниже порога (причём бэндинг будет совсем не виден - он же по природе своей "систематическая погрешность", т.е. за "сигму" не выбегает).

Интересней, что если такой "околопороговый" бэндинг сложить с подпороговыми шумами, то бэндинг вытянет и шумы и сам (в силу этого) вылезет.
...возможно за счёт этого и кажется, что бэндинг "заметнее".

10 тысяч точек с отклонением 1 и одна точка с отклонением 100 дадут одно и то же стандартное отклонение от среднего (и, соответственно, отношение сигнал/шум). Но первые будут не видны, а вторая - очень даже.

Там мужик в цЫфирях запутался - порог посчитал для "одной канделы", а отношение сигнал/шум (основываясь на этом пороге) - для двухсот свечей :-)

...а вообще можно было не пугать народ такими маргинальными графиками, а оставаться в приближении Вебера-Фехнера, т.е. "порог/стимул == const", где const ~= 0.02, и получить всё ту же оценку в ~35db

ну и, конечно, условия просмотра он себе избрал тоже "нарядные" - 200кд в полной темноте - врагу не пожелаешь :-))

Про оценку ДД есть 2 очевидных тезиса:
- Любая цифра имеет право на жизнь, если четко показано, как она получена.
- Любая цифра не имеет права на жизнь, если не показано, как она получена.

поэтому у меня приведена таблица с данными, указан размер плашки и в таблице присуствуют цифры оценки шумов по rawanalyzer.

Единственное, что не приведено, и что я хочу сделать - оценку влияния шума (или уровня сигнала) на чтение миры, в зависимости от ее контраста.

Чтение только плашек в тени - это нормально, если мы используем ДД не для экспокореркции, а "по Адамсу" - там в темных зонах нам пиксельная читаемость деталей и не нужна.

"По Адамсу" - это как раз и есть и с локальными коррекциями и с глобальными, противопоставление какое-то непонятное.

Если же ты имеешь в виду линейную передачу "яркость сцены - яркость в отпечатке", то этот подход не имеет почти никакой практической (фотографической) ценности (кроме репродуцирования, конечно)

"По адамсу" - я ивел в виду зонную теорию и расписанную таблицу, что в каких зонах видно.

Зона 1 Самые темные тона, близкие к черному: глубокая тень - без деталей, но не совсем черная;

Зона 2 Появление первых признаков деталей в тенях: черный мех, детали черной одежды, деревьев и т.д..;

Ага. Только вот по Адамсу в 9-й зоне тоже слабый намек на детали, а у ЦФК там половина всех уровней (если мы в 10-й оставили только блики)

И, соответственно, если мы хотим вверх от 5-й иметь 5 стопов вверх, сжаты е при печати в три (т.е. по Адамсу), то 5-ю зону нам придется тянуть из третьей, третью - из первой. ETTR, мать его ити.

Т.е. как только ты перестаешь рассматривать цифровик как слайд (с его 5-6 стопами фотошироты), а вспоминаешь что вот тут нам намеряли 10 или 12.5 стопов - у тебя проблемы. Потому что слайды-негативы извлекают корень, а полупроводниковый сенсор этому не научили.

Ага. Только вот по Адамсу в 9-й зоне тоже слабый намек на детали, а у ЦФК там половина всех уровней (если мы в 10-й оставили только блики)

То, что мы в светах имеем результат совсем не по-Адамсу никак не мешает мне рассматривать тени "чиста по-Адамсу" :)

И, соответственно, если мы хотим вверх от 5-й иметь 5 стопов вверх, сжаты е при печати в три (т.е. по Адамсу), то 5-ю зону нам придется тянуть из третьей, третью - из первой. ETTR, мать его ити.

Полностью с тобой согласен. Но случаи, когда от объекта съемки до крайних светов - 5 стопов, не так уж часты. При этом я обычно использую область запаса, которую народ не использует. Так что максимум, что приходится делать - плюс стоп.

Кстати, для меня полным сюрпризом было то, что "hlighlights tone proiority" - это именно съемка с недодером на стоп и потом +1 софтом. Чтобы больше по-Адамсу было.

То, что мы в светах имеем результат совсем не по-Адамсу никак не мешает мне рассматривать тени "чиста по-Адамсу" :)

Тебе, может, и не мешает.

Но чисто по Адамсу сделать из 3-й зоны негатива 5-ю отпечатка вообще не является проблемой, градаций там "одинаковое" и достаточное количество. А в цифре это не так.

Ты не забудь, что делая из 3 зоны пятую, ты сделаешь из первой - третью. И проблемы будут.

В общем - нет счастья под луной.

Не обязательно. Третью можно сделать из второй - зависит от контрастности бумаги.

Что же касается цифр и их права на жизнь - право на жизнь они все имеют, вопрос опять в их практической применимости.

Вот постановка "из третьей зоны можно делать пятую" (в просторечье - ETTR) или "из первой - третью" - имеет практический интерес.

Хорошая задумка. Сколько надо деталей в тенях, какой там должен быть шум, чтобы не терять всю инфу и чтобы шум не мешал, как это видит глаз и как сделать на фото похоже-это важные и тонкие вещи.

тут надо ещё задать вопрос, для чего мы измеряем ДД. если чтобы сравнить ДД разных камер, то выбор между "видно что-то" и "видно газету" не важен, важно чтобы он был один для всех камер. если же мы пытаемся ввести некий абсолютный ДД, то здесь действительно много свободы. нужно ли такое понятие вообще?

Исключительно с практической точки зрения.

На location вылез, кадр представил, спотметром потыкал, репу почесал, "нет, с этой камерой при таком свете делать нечего"

Ну и или сел облачка ждать или с location уполз или, если есть возможность, за отражателем в сумку полез.

Я же писал эдак с год назад - там где с 12-битной камерой (1Ds Mark II) ловить было нечего, там с 14-битной появилась возможность именно что "вытащить третью зону в пятую". В том смысле, что недодержка полутонов на полтора стопа стала приемлемым решением многих проблем.

>> Ну вот представим, что на изображении в самый нижний из читаемых стопов попала газета. Что мы хотим от этого стопа: ...<<

В такой постановке вопрос абсолютно бессмысленный.
Встречные вопросы:
А сколько у нас "стопов" всего ?
А какой у нас тональный диапазон ? (на входе и на выходе)
А какой у нас контраст на выходе ?
а какова пространственная частота "текста" ?
а каков _цвет_ ?
ответы на эти вопросы помогут определиться с тем, что мы вообще _можем_ сделать.

что же касается "чего мы хотим", то это зависит от сцены (сюжета). Если, например, это "самый нижний из читаемых стопов" "по Адамсу", то мы хотим различать строки и "угадывать" примерное разбиение на абзацы и _не_хотим_ бОльшего.
Если это не "по Адамсу", а "так получилось", то мы можем хотеть чего угодно - от полной неразличимости даже намёка на наличие текста, до возможности более-менее "комфортно" читать его. В последнем случае нас интересуют не столько "градации", сколько "контраст" между этими градациями (при условии, что мы вообще способны обеспечить требуемое разрешение "по пикселям", конечно же).

.

Да, конечно, лучше делать эксперимент с более сложной мишенью, чем газета.

>> Более-менее очевидно, что формальная различимость больших плашек (от фона или друг от друга) фотографа волнует мало. ...<<

Это утверждение тоже более чем спорное: "формальная различимость больших плашек" - это способность камеры/"проектора" отображать градиенты (небо, "цветуёчки" и прочие "туманы").
Т.е. два жанра, где эти "плашки" абсолютно востребованы, это макро и пейзажная ("ландскейпная") съёмка... ну и студийно-рекламная тоже (кожа, шелка... бутылочка чего-нибудь этакого, подсвеченная "световым пером" & etc. ,-))

.

Ну конечно, отображение градиентов неба, туманов и цветов в глубоких тенях без шума - весьма актуально для фотографов. И разумеется, шумоподавление работает блестяще на хорошо деталированных текстурах и бессильно на гладких поверхностях. Студийная же съёмка предполагает полное отсутствие контроля освещённости, всё на волю случая, и тени тянем на бутылочке из подземелья. Алиса в зазеркалье просто.

И все эти градиенты - в глубокой тени?

:-)
Ни в "заявке на патент" ни в ...гм-гм... пропедевтике, это не отдельно оговаривалось, из чего можно заключить, что "не все" и/или "не только".

...такой вывод согласуется с наблюдаемой картиной действительности ? ,-)

Так я же фотографам пишу, а не в патентное агентство

Add new comment