Кратко о чувствительности цифровых камер

Я несколько опережаю события и фактически презентую незаконченное микро-исследование, но мне кажется полезным немножко обсудить методику с сообществом, прежде чем доделывать работу до конца.

Текущие стандарты (ISO 12232) на чувствительность цифровых камер довольно креативны: специфицируется значение, которое должен иметь средний тон (18%-й серый) в sRGB-файле, а про RAW ничего не говорится. Неявно предполагается, что RAW обрабатывается каким-то проявителем конвертором и, соответственно, чувствительность оценивается у всего комплекса камера-конвертор. Собственно, оно так и было в пленочном мире, пока не проявишь - ничего не понятно.

Вместе с тем, линейная передаточная характеристика современных цифровиков и доступность RAW-данных в цифровом виде позволяют подойти к проблеме и с другой стороны.

Методика

Где должен быть 18% серый в RAW-данных? Они линейны, значит получается что на 18% от максимума. Да, при этом мы оставляем всего 2.45 стопа в светах, но как минимум для низкоконтрастных сюжетов это вполне оправданно: полутона сразу окажутся там, где им и предписано.

Как это проверить? Взять серую карту (или белый лист бумаги, это неважно), поставить по нему экспозицию, снять, посмотреть какие данные в RAW-файле. При этом надо еще учесть два соображения:

1. Если камера не вычитает уровень черного (bias), а, например, RAW-данные с камер Canon именно такие, то этот черный надлежит вычесть из всех значений в RAW-файле самостоятельно.
2. Нужно еще снять кадр с пересветом и определить таким образом уровень насыщения у камеры (вычтя оттуда уровень черного при необходимости) - это будет весь размах сигнала.

Кроме того, мы помним, что экспонометры принято калибровать не на 18%, а на 12.5-14 и если средний тон мы получим на этом уровне, значит нам дают в светах не 2.45 стопа, а 2.7-3.

Результаты

Была взята камера Canon 450D и вышеописанная операция была проделана при дневном (пасмурном московском) свете. Серая карта (лист пенокартона) занимала весь кадр, снимал с расфокусировкой и все такое. Что получается:

1. Показания экспонометра камеры и внешнего экспонометра (Sekonic L-558) полностью совпадают.
2. Показания экспонометра и, собственно, результаты съемки одинаковы для всех режимов замера камеры и всех ISO.
3. И результаты эти таковы:
   • Для ISO100: серое поле в зеленом канале имеет усредненное значение 1409, а точка насыщения - 13579 (обе цифры - после вычитания черного).
   • Для ISO1600: серое поле имеет значение 1540, точка насыщения 15075

Иными словами, константа калибровки экспонометра - 10.2-10.3%. Это на четверть стопа меньше, чем констата калибровки Sekonic, а если считать стандартом серую карту - то на 0.8 стопа меньше.

Выводы или как к этому относиться

Все вышесказанное относится к зеленому каналу, остальные два недодержаны еще более (красный - на стоп с четвертью, синий - на полстопа, но надо учитывать, что используемый свет был более холодным, чем стандартный дневной).

В зеленом канале мы, ориентируясь на камерный экспонометр, имеем 3.3 стопа запаса до насыщения. В очень многих условиях съемки это означает, что можно смело делать коррекцию в плюс.

Чувствительность пленки нет смысла рассматривать без учета процесса проявления. Можно считать, что стандартный проявитель конвертор (DPP в случае кэнона) делает push на 0.8 стопа (отчего снятая серая карта оказывается в нужном тоновом диапазоне), а если мы пользуемся собственным проявителем (без тоновой кривой выгнутой вверх) то надо считать, что чувствительность у нас не ISO100, а ISO58.

Понятно, зачем так делают производители: передержку не спасти никак, а лишний шум в тенях большинство потребителей не заметит.

В-общем, старые пленочные приемы, когда снималась серия тестовых кадров (и серая шкала в эти тесты входила) и данному сочетанию "партия пленки-режим проявки" присваивалась чувствительность - они никуда не деваются и могут быть с успехом использованы и в цифровую эру. Тем более, что эксперимент простой, с помощью средств из LibRaw можно уложиться в несколько минут (собственно, 4channels почти все делает).

Желающим повторить оный эксперимент хочу отдельно указать, что Photoshop показывает 16-битные значения в шкале 0..32767 т.е. банально делит все на два. Поубивав бы.

Кроме того, стало примерно ясно, как относиться к цифрам чувствительности от DxO. Для 450D они указывают ISO80 для установленных на камере ISO100. Это поправка не относительно 18%-го серого, а относительно принятой сейчас калибровки экспонометра (12.5%)