Полстраницы о высоких ISO у ЦФК

Периодически в разных местах приходится объяснять довольно очевидное, а временами - просто тихо плеваться, а в дискуссию не влезать, чтобы в десятый раз не писать одно и то же. Надоело, напишу этот пост (помельче разжевав), чтобы потом на него ссылаться.

Несколько тезисов

Сенсор цифровой камеры - он цифровой, считает электроны
Прибывающие фотоны превращаются в заряд с какой-то квантовой эффективностью, вот прямо в штуки электронов. Квантовая эффективность современных сенсоров - порядка 0.5, два фотона в один электрон (зависит от длины волны, для самых синих все много хуже), это уже после байеровских светофильтров.
Емкость одного пикселя (сенселя) - конечна
Один пиксель может накопить не очень много электронов, десятки тысяч. Емкость пикселя определяется его площадью в первую очередь. У Роджера Кларка есть красивая табличка с парой десятков камер Canon/Nikon, у него же описана методика самостоятельного определения характеристик камеры.
После считывания с сенсора, сигнал может быть усилен
Усиление используется, чтобы привести слабый сигнал к удобному для АЦП диапазону.
Заметим в скобках, что цифровые камеры получаются "дважды цифровыми": сначала дискретные отсчеты на сенсоре, потом оцифровка их на АЦП
Динамический диапазон определяется отношением сигнала к шуму
Шумы при этом - это и шум квантования на сенсоре (т.к. число электронов всегда целое) и шум усилителя и тепловые шумы (электроны, возникшие сами по себе, без упавших фотонов) и шум квантования на АЦП.
Теперь перейдем к простому примеру.

Update: дописал два абзаца про синий канал, высокие ISO и лампы накаливания. Если не хотите огорчаться, лучше не читайте.

5D MarkII: 14 бит, 64к электронов

Представим себе камеру вроде Canon 5DMarkII. У нее:

  • Емкость сенсора - порядка 216 электронов.
  • 14-битный АЦП с линейной характеристикой.
То есть при экспонировании на полную емкость пикселя каждые 4 электрона с сенсора превращаются в единичку в отсчете АЦП (дальше попадают в RAW и все такое).

Да, экспонометр/ISO на этой камере откалиброваны так, что средняя точка/серая карта попадут на 3.7 стопа ниже насыщения т.е. в ~13 раз ниже. Другими словами, при экспонировании на полную емкость сенсора среднему тону будут соответствовать примерно 5000 электронов, накопленных в пикселе. Скажем у Nikon D3, при той же емкости пикселя (если верить данным Кларка) запас в светах - на стоп меньше т.е. средний тон экспонируется до уровня 10000 электронов.

Минимальная "честная чувствительность" у рассматриваемой камеры - ISO100. Есть еще 50, но RAW-данные в этом режиме ничем не отличаются от ISO100 при одинаковом экспонировании.

Теперь берем и ставим ISO 400 и снимаем ту же сцену, что и раньше (на ISO100), по экспонометру. То есть экспозиция будет в 4 раза меньше, следовательно и сигнал с сенсора (сенсор, в первом приближении, линеен) - тоже в 4 раза меньше. Что произойдет:

  • Среднему тону будут соответствовать ~1250 электронов на сенсоре.
  • Одной единичке отсчета на АЦП - один электрон на сенсоре (было 4 при ISO100, а экспозиция стала вчетверо меньше).

Теперь поднимаем ISO дальше. Поставим 25600, в 256 раз больше чем было в начале:

  • Среднему тону соответствует ~5000/250=20 электронов на сенсоре.
  • Уровню на 4.3 стопа ниже среднего - один электрон. Т.е. ниже сигнала просто не может быть (как нам указывают в каментах, процесс вероятностный т.е. еще на стоп ниже мы в половине пикселей будем иметь сигнал 1, в другой половине - 0).
  • Ну и еще есть шумы: квантования, тепловой, усилителя.

Другими словами, как только мы вышли в режим "1 электрон на один отсчет" (а это на рассматриваемой камере, напоминаю, на ISO400) - дальше ситуация может только ухудшаться.

Шумы с точки зрения фотографа

Фотографический диапазон 5D2 в околооптимальном режиме (ISO 100-200) - "ну, стопов 10, ну может быть 11", это при 14-битном АЦП.

Другими словами, пиксели для которых с АЦП снимается значение порядка 8 единиц - еще могут быть подняты во вторую зону по Адамсу, если значащих бит меньше, то разумного сигнала, который можно было бы показать не в тенях - просто нет.

При кручении ручки ISO ситуация только ухудшается - появляются дополнительное усиление, которое сигнал облагородить не может, только дополнительно шумит.

Другими словами, на ISO 25600 мы вправе ожидать законные 3.7 стопа вверх от средней точки, примерно 1.3 стопа вниз. Ну, примерно столько и имеем.

Итого

На 5D2 у нас есть теоретический запас в два стопа ISO (от 100 до 400) до перехода в режим "один электрон на один отсчет", на более высоких чувствительностях каждый электрон начинает производить 2,4,8 и так далее отсчетов АЦП и ДД расти просто не может, не с чего. Собственно, именно это и получается в экспериментах.

Цветовые каналы

Все что выше - написано про зеленый канал и дневной свет (это касается запаса в светах в 3.7 стопа). Если мы говорим о высоких ISO, то скорее всего у нас освещение лампами накаливания какими-то. У них в спектре - мало синей компоненты, кроме того, чувствительность по синему каналу сама по себе на полтора стопа ниже для дневного спектра. Запас в светах на 5D2 для ламп накаливания я в свое время тоже померял (для обычных ламп накаливания, не для галогенок) и получил в синем канале аж в 6 стопов почти между насыщением и точкой серого, сигнал на два стопа ниже, чем в зеленом при таком же освещении.

Другими словами, если в зеленом канале у нас "вниз от среднего тона" будет 1.3 стопа разумного ДД, то в синем минимально-разумный сигнал начнется на 0.7 стопа выше среднего тона. Это для серой карты. А для предметов, где синего мало (вроде человеческих лиц) все будет совсем печально: синего и так нет, нечего оцифровывать. Собственно, практика показывает примерно то же: выше ISO3200 правильного цвета лиц добиться непросто.

Другие камеры

Возьмем к примеру Canon 50D: пиксель меньше, емкость пикселя (по Кларку) - порядка 30 тысяч электронов. Как следствие, в режим "1 электрон - 1 отсчет" мы попадем уже при ISO200, а дальше ДД будет только падать. Я не измерял у этой камеры запас в светах, возможно он не 3.7 стопа как у 5D2, а обычные для большинства камер 2.7-3, тогда на условном ISO 25600 (которого у этой камеры нет, но для сравнения с вышенаписанным) будет стоп по разумному сигналу в зеленом канале вниз и 2.7-3 вверх, а всего - на стоп меньше чем у второго пятака.

Comments

а почему рассматривается "виртуальная" чувствительность 25600 а а не "реальная" 6400 или 25600 "более реальна" нежели iso50?

ISO 25600 рассматривается, очевидно, чтобы можно было бы сравнить с 5D2.

у 5D2 оно как раз и виртуальное

Возьмите любое другое удобное вам ISO и рассчитайте аналогично.

бебебе
я Атексея спросил, он ответил, всё.

А потому что меня крайний раз стошнило от какого-то сравнения именно что на 25600. При том, что положение точки серого тоже никто не учитывает.

На "реальной" 6400 и 5D2 жизнь будет устроена так:
* 80 электронов (6.3 стопа от 1 электрона) на пиксель для среднего тона (по экспонометру)
* Рабочего диапазона - порядка 3.3 стопов вниз от среднего (и 3.7 вверх), всего 7.

Только это будут "такие же 7, какие были 11 на ISO 100". То есть скорее 5, а вниз от средней точки - ну полтора. А в синем канале - и просто вообще ничего нет (потому что 6400 - это скорее всего лампы накаливания у которых синего и так мало и еще чувствительность по этому каналу ниже).

О. Допишу я про каналы, пожалуй.

всё что ты пишешь более менее понятно, по крайней мере мне :)

а вот непонятно может ли что-нибудь сделать с DD рав-конвертер, например если мы конвертируем картинку из 20мп raw в 5 мп tiff, площадь пикселя у нас разве не "увеличивается"?

ну или sRAW, но они меня как-то не впечатлили, возможно когда игрался прошивка была сырой.

Каждый пиксел все-равно взвешивался оцифровывался отдельно. Более того, в твоих 20Mp (после конвертора) 2/3 значений - придуманные (на основании исходных отсчетов с шумами и всем прочим).

Ну то есть в зеленом канале при правильном усреднении (как в SRAW, как я надеюсь) можно полстопа выиграть. А в остальных - откуда в жопе алмазы? У тебя было 5 млн красных пикселов, в результирущей 5Мп-картинке они как раз встанут примерно на свои места.

>А потому что меня крайний раз стошнило от какого-то сравнения именно что на 25600. При том, что положение точки серого тоже никто не учитывает.

Дык вот же. Многие же слышали кое-что про серую карту, 13% и т.п., и думают что это какой-то там стандарт, одинаковый у всех.

Про каналы конечно лучше бы дописать, потому что шумы "в raw" это не то же самое, что шумы "в rgb"
В raw особого смысла высчитывать яркость и в ней шумы - нет. А в rgb хоть по яркости хоть по какому-то цвету, уже будет смесь отсчетов разных по цвету сенселей.

А я еще помню про такое как photon noise (если память мне не врет). Типа чем меньше попадает света, тем заметнее разница в количестве попавших фотонов при одинаковом освещении и в результате имеем шум, когда все остальное идеальное, то станет еще интереснее.

Ну так это и есть (в каком то смысле) шум квантования на сенсоре.

По графикам на dxomark мне вот тоже показалось, что разницы всего около стопа.
Разве что у пятака пикселей больше, а потому при даунсайзе для веба или обычных отпечатков получается ровнее.

У меня такое чувство, что там в коментах мы говорили о разных вещах. Приведу пример для обсуждения:

1) Камера какая-нибудь. Это не важно. Ставим ISO 100, снимаем сюжет с такой экспозицией, чтобы не было обрезанных светов.

2) Камера та же. Ставим ISO 200. Снимаем сюжет с такой экспозицией, чтобы не было обрезанных светов.

Понятно, что для (1) и (2) экспозиции будут разные. Так почему же в случае (2) проваленных теней, как правило, меньше?

Или наоборот сделаем: снимем 2 сюжета, один на ISO 100, второй на ISO 200, каждый со своей экспозицией. Снимем так, чтобы в обоих случаях гистограмма слева не обрезалась. Почему сейчас у ISO 100 будет больше обрезанных светов, чем у ISO 200?

По гистограмме я вообще отказываюсь работать, что там у камеры в мозгах про ее jpeg (по которому гисторамма) и как эти мозги меняются при разных ISO - большой такой вопрос.

А так, тут два вопроса, один про тени, второй про света.
ISO "выше базового" (200 для кэнонов, 320-640 для сонек-никонов) дает лучшие тени, судя по всему, по причине отключения отсечки сигнала в тенях. Т.е. это феномен, происходящий уже после матрицы. Про Соньки-Никоны пою со слов Ильи Борга, мы с ним эту тему регулярно обсуждаем.

Света: если вы не попали в насыщение сенсора, а попали в насыщение усилителя/АЦП, то разницы вообще не будет. Попасть в насыщение сенсора вы должны - при абсолютно правильной калибровке камеры на заводе - на минимальном "настоящем" ISO. Если на минимальном ISO сенсор насыщается раньше АЦП, то этот вид засветок вы имеете шанс словить только на минимальном настоящем ISO.

>Т.е. это феномен, происходящий уже после матрицы. Про Соньки-Никоны пою со слов Ильи Борга, мы с ним эту тему регулярно обсуждаем.

Как про никоны? Про Соньки (и изо 320) читал, про никоны - нет. Где-то писал про именно никоны Илья?
У меня кстати подтвердить теорию об отсечке снизу, которая пропадает на ИСО 320 на A900 не получилось.

Сейчас Илья что-то не откликается в онлайне, появится - спрошу еще раз.

Кажется, какой-то тег не закрыт. Лента в ЖЖ поплыла.

А сейчас - полегчало? (нашел один незакрытый dd, поправил)

Всё отлично, спасибо.

Против теории вроде как нет возражений, но, несколько лет назад просто взяли и проверили.
Одна и та же картинка, в одном случае задрано iso, в другом - экспокоррекция в минуса на то же количество стопов. Потом в каком-то распространенном конвертере все приводилось к одному виду. Картинка с высоким iso просто несравнимо чище оказалась.
После этой проверки для себя данный вопрос закрыл.
Черт его знает, что там на самом деле происходит возле матрицы.

От усилителей - есть польза, они сигнал в удобную для АЦП область выводят.

Кроме того, "распространенные конверторы", работающие в целых числах - картинку сильно портят тоже.

Кроме того, у камер есть всякий препроцессинг RAW, тоже в целых числах, который тоже делает хуже.

В общем да. Но на практике, учитывая вышесказанное - высокие ISO есть гуд

Как я уже много раз писал, есть две ситуации
- "света - достаточно". Т.е. его на самом деле может быть мало, но снимаем, скажем, пейзаж со штатива и будет у нас 30 секунд или 60 - неважно. Или света может быть "более чем достаточно", а я все равно поставлю ISO200 (и, может быть, нейтральный фильтр).

- "света - мало". Да, в этом случае до некоторого момента усиление помогает, если оно сделано аналогом. Если цифрой - то для правильных конверторов вообще ничего не меняется.

Тут, как я понимаю, разница в том, что "правильный" конвертер и "удобный" конвертер - непересекающиеся множества.

Ну вы же в высокие ISO лезете тоже не ради удобства, а потому что выбора нет...

хорошая заметка, спасибо.
пара замечаний. то, что пиксель "оцифровывает" фотоны дискретно, это так, но у современных камер есть большой запас по разрешению. поэтому думаю, что статистически 0.5 электрона на пиксель или даже 0.25 это вполне полезный сигнал, который может быть усилен и успешно оцифрован дальше. думаю, что граница, когда сигнал падает ниже "полезного" примерно соответствует ISO, после которого идёт потеря разрешения. для 5D это как раз в районе ISO 3200.
про аналоговое усиление, конечно же это очень полезно. в теории вроде как не помогает, но в реале есть много мест, где может добавиться шум, пока сигнал от пикселя дойдёт до АЦП, поэтому его лучше предварительно усилить.
про разные цветовые каналы. по яркостному шуму 5D держится почти как Nikon D3/D700, но вот по цветам значительно хуже. почему так получается? разная конфигурация светофильтров?

0.25 электрона на синий пиксель - это, вероятностно, один синий в квадратике 4x4?

Маловато будет, разве только для веба....

Да, и "разрешение" - это штука такая. На контрасте 1:10 будет одно разрешение, на контрасте 1:1.5 - совершенно другое.

Ну и RAW-конвертор добавит туда своего.

я потерю разрешения оцениваю "на глаз" в 100% масштабе без шумодава, не знаю какому контрасту это соответствует.
а что всё же по моему последнему вопросу? по яркостному шуму 5D держится почти как Nikon D3/D700, но вот по цветам значительно хуже (мин. стоп). почему так получается? разная конфигурация светофильтров?

Ну, для начала, я не понимаю что такое "стоп по цветам". Ведь там где эта разница может быть (глубокие тени), там никакого цвета уже нет.

"Конфигурация" светофильтров конечно разная.

в dxomark это называется color depth или кол-во цветовых полутонов.
в реале это проявляется в том, что даже на высоких ISO "цвет лица" сохраняется.

Как их мерять в стопах?

Ну то есть у меня к DXO известно какое отношение, конечно...

Во, весьма познавательно.
Спасибо.

Я как-то баловался построением ХК для D70 и D700, у меня получилось от среднесерого до насыщения 2 стопа у D70 и 3 стопа у D700
http://fotkidepo.ru/?id=photo:451579

Касаемо высоких ISO - специально не проверял, но пребываю в уверенности, что "запас в светах" на высоком ISO будет совсем не такой большой, как на базовом.
Т.е. на ISO 25600(ну или на 3200, чтобы не было обвинений в "софтовости") мы НЕ вправе ожидать законные 3.7 стопа вверх. Возможно там будет 1,5-2 стопа, не больше.

Два стопа - это невероятно мало. Лицо (особенно северное бледное) экспонируют обычно +1 от средней точки, что же, там дальше один стоп остается?

Если вы смотрели на результаты конверсии, то там конвертор мог добавить от себя. ACR среднюю точку двигает, например.

Что касается 25600(3200), то для 5D2 я просто честно мерял до самого верха.
Дневной свет: http://www.libraw.su/articles/Canon-5Dmk2-headroom.html
Лампа накаливания: http://www.libraw.su/articles/Canon-5Dmk2-incandescent-headroom.html

Хм... По-моему белое северное лицо нет смысла снимать в +1 от серого, это скорее для загорелого южного требуется.
Я как-то в самом начале своего владения D70 "прозевал" и сделал несколько портретнх снимков с коррекцией +1.7. Половина лица портретируемого ушла в пересвет. Хотя замер там был матричный и точно сказать к чему именно были применены эти самые +1.7 сказать нельзя.
Но просто по опыту - у D70 там точно не много, может я и ошибся (считал-то с шагом в 1 стоп) и там 2,5 стопа, но вряд ли больше.

Я, никаким "бытовым" конвертером типа ACR не пользовался, а проводил вычисления в самописном довольно простом NEF-парсере предварительно убедившись, что каналы извлекаются верно. Т.е. каналы вообще не подвергались какой-либо обработке.
После конверсии в RGB с гаммой и профилями диапазон светов по-моему достоверно измерить-то и нельзя - кто знает, что там этот конвертер делает.

Попробую взять завтра камеру в руки и посмотреть сколько стопов в светах остается на ISO 6400 у D700.

2.5 может быть.

Про +1 я имел в виду - положить в 6-ю зону (если серая карта - в пятой).

Вобщем, дождался я равномерного серого неба и попробовал.
Должен сказать, что был неправ - на D700/ISO6400 получил те же самые 3,5 стопа в светах у зеленого канала, у остальных каналов запас даже побольше.

Прочитал первоисточник и не понял все-таки, откуда взялось количество электронов в пикселе. И вообще, меня напрягает число 2^16 - уж очень оно выглядит неслучайным :)

Еще, если мы упираемся в ограничение по числу электронов, то начиная с ISO 400 при адекватном тестировании должны получать линейное сокращение ДД на стоп при повышении чувствительности в 2 раза. Однако судя по http://www.dxomark.com/index.php/en/Camera-Sensor/All-tested-sensors/Can... это явление начинается не с ISO 400, а уже после ISO 800. Причем у первого пятака с его большим пикселем граница примерно там же.

Про полезность повышения ISO (аппаратное усиления) для работы со слабым сигналом - факт. Мы когда-то модем делали, там это было хорошо заметно (у нас было аппаратное предусиление). С другой стороны, при переходе через границу "электрон на 2 отсчета АЦП" нет особого смысла поднимать ISO, потому что улучшение в передаче теней после него будет некритическим, зато будем обрезать запас в светах, который образуется при съемке с недодержкой на более низких ISO.

2^16 - это примерно, для удобства дальнейших расчетов, важен порядок.

Так на графике - 66 тыс для 5D2

Ну вот порядок и напрягает.

Вообще, я не понял, откуда берется эта цифра. Может через английский не пробился.

Один из способов определения основывается на том, что "фотонный шум" пропорционален корню из сигнала. Т.е. вычитаем базовый шум (чтения, тепловой) и остаток шума возводим в квадрат.

Я боюсь рассчетов, основанных на косвенных показателях. Достаточно не учесть какой-нибудь фактор, и мы получаем принципиально неверный результат. По уровню шумов мы можем как-то оценить количество фотонов, зарегистрированных писелем. Что там с электронами - фиг знает.

Кстати, количество фотонов вообще должно как-то рассчитываться. У современных матриц с микролинзами собираемость света близка к 100% и можно посчитать, что там достается пикселю от источника известной яркости за известную выдержку. Правда я не посчитаю :)

откуда там 100% - там дай бог 40-45% квантовая эффективность

Квантовая эффективность - это про фотоны, попавшие на пиксель. А вот собираемость фотонов в пиксель с микролинзами в последних камерах очень высокая.

Хотя все это чисто теоретические рассчеты все равно. Мутная тема.

ну да, в маркетинговых материалах каждого нового поколения рисуют, что микролинзы стали вот-вот-ещё ширее о больше, помнится во времена D30-D60-10D они так чувствительность автофокуса рисовали

Что же касается DxO, то когда они на камере с диапазоном данных 16316 (чуть меньше 2^14) намеряют 14.12 Ev динамического диапазона, то я просто не понимаю, что означают их цифры, поэтому обсуждать их не готов.

Главное, чтобы они понимали :)

Я когда-то уже отвечал тебе про это применительно к своему тесту. Мы можем взять любую нижнюю границу. Например - в полбита, или в четверть. Главное - единообразность критерия для проверки нижней границы. При всей бредовости такой величины она получается не очень сложно. Просто мы получаем некоторую случайную величину в диапазоне 0-1, ниже уровня шума, которая иногда оцифровывается как ноль, иногда - как 1, причем вероятность единицы пропорциональна измеряемой величине.

В институте на метрологии такие фокусы приводили к незачету :) Но в фотографии мы все-таки можем увидеть результат этого замера в в виде читаемости больших объектов, размером сильно больше пикселя - именно там случайная величина превращается в статистически заметную форму объекта (или читаемую линию миры). Так что вопрос лишь в том, каков критерий нижней границы диапазона. Если читаемость сетки с шагом в 20 пикселей - то вполне будет и 14 стопов на 14 битах.

Главное - чтобы критерий во всех тестах был одинаков.

Если ты в этот суп замешаешь еще постобработку в камере, результат может получиться удивительный.

Да и без постобработки хорошо - можно снимать данные с одного канала и показывать их в ЧБ :)

В общем, получить такую цифру можно. Но было бы неплохо, если бы экспериментаторы опубликовали свой метод. Если ты помнишь мой тест, то я там явно указал, что и как измеряю.

Называется "угадал все буквы - не смог угадать слово" [tm]

1. как мы уже договорились, ДД определяется ёмкостью сенселя.
2. ёмкость сенселя _никак_ не связана с "диапазоном данных"

соотв две хар-ки:
1. ДД камеры определяется ёмкостью сенселя и для 30Кe- даст (в пределе) ~14EV
2. "диапазоном данных" (разрядность АЦП, грубо говоря) определяет _тональный_ диапазон (ТН). Т.е. кол-во "градаций серого", в который мы в состоянии разложить захваченный ДД.

"в н.у." ДД никак не связан с ТН.
когда посредством "могучего ИСО" выходин на режимы "e- per DN" < 1.0, то там уже ДД и ТН начинают быть взаимосвязанными, по крайней мере до тех пор, пока не собираем "стэк" (т.е. не начинаем работать со статистиками).

что, так трудно осознать ?

строго говоря, на ДХО даётся два значения: для экрана и для печати.
Соотв. для экрана они намеряли 13.91 EV (угу, прям с точностью до четвёртого знака :-)), что даёт 12503 DN. Т.е. вполне укладываются в 16316 (хоть и со скрипом).

14.12 EV они намеряли для отпечатка (downsample to 8Mp ==> 8"х12" @300dpi)
если вспомнить "формулу Зейса" (1730px на диагональ), то получается, что визуальный пиксель отпечатка формируется примерно из 6px исходника. Т.е. теоретически мы можем поднять "эффективную разрядность" отпечатка на up to 2 EV

Я не знаю с кем вы там договорились.

Если с DXO, то может быть хоть вы подробно опишете их методику, а то измерения есть, а что по осям - написано невнятно.

ах не договорились ышшо ? :-))

я-то (по наивности, не иначе) полагал, что раз ты даёшь ссылку на источник, который опирается на те же методы, что и ДХО, то ты понял и осознал свою ошибку цитируемое. т.е. "договорился таки".
Но раз нет, то, естественно, - и нет... бывает ,-)

кстати, дядя Лёша, ты "либо трусы надень, либо крестик сними". А то в одном месте ты утверждаешь, что "квантовая эффективность современных сенсоров" "для самых синих [все] много хуже", а в другом - даёшь ссылки на материал, который прямо этому противоречит :-))

Достаточно посмотреть на спектральные кривульки от maxmax.com, чтобы тему с синим закрыть, нет? Люди взяли и померяли.

Ну так посмотри уже, наконец, и убедись, что у махмах.сом "квантовая эффективность в синем канале" самая высокая (для четырёх моделей из четырёх :-))

А в "самом синем"?

:-))
чего тебе непонятно ?

давай возьмём первый попавшийся кэнон 40Д:

синий, это 440-485нм; отклик - от 3.5 до 4.9
зелёный, это 500-565нм; отклик - от 3.0 до 3.2
красный, это 625-740нм; отклик - от 2.3 до 2.8

соотв. "в самом синем" у нас ~4.5 попугаев, "в самом зелёном" ~3.2, и "в самом красном" ~2.5 попугая.
для "остальных никонов" та же самая картинка.
чего тут непонятного ? :-))

А 380-440 - это что?

это фиолетовый.
И в идеале фильтр вообще не должен бы там пропускать ("лекции от Шадрина" про гамут, базис и прочую почухрень помнишь? - там всё "математикали прувед", между прочим)

Вместо фиолетовой части радуги будем рисовать черную полосу?

О, освежил знания "по Шадрину".
Действительно - "узкий фильтр" нужен для отображающего устройства, но в данном случае это не важно.

А важно то, что левое крыло в синем канале сформировано характеристиками фильтра, а не мифическим падением квантовой эффективности.
Теперь самое время вспомнить т.наз. условие Лютера-Айвса и прийти к выводу, что камера "обязана" быть "несколько подслеповатой" в синем канале (и со сравнительно резкой крутизной "синей АЧХ" в диапазоне 600-700нм). Соотв. некоторое ослабление чувствительности в синем канале это не "ужас-ужас-ужас", а вовсе даже "зер гут".
Ужас-ужас у нас, как это ни смешно, как раз в красном канале, поскольку "по Лютеру-Айвсу" "красная кривая" должна быть шЫрокой, вплоть до ~450нм, а не обрываться на 550нм

как говорится, "Алиса, дитя моё! никогда не произноси слова только за то, что они длинные и красивые. Говори только о том, что знаешь". А то смешно получается - задумал бороться с невежеством, и сам же невежество и плодишь :-))

Если мы действительно вспомним условие Лютера-Айвса (которому, впрочем, камера не соответствует), то выяснится что слепота в синем не обязательна

речь не о слепоте (которой там нет и в помине), а об спектральных характеристиках.

не забываем, что сенсор специально закрывают УФ+ИК фильтрами, чтобы придать нужную форму кривым (на границах диапазона).

А что скажут ув. эксперты в свете вышеизложенного относительно дилеммы: "Один кадр на предельно низком ISO с длинной выдержкой vs высокоскоростная серия на высоком ISO" что предпочтительнее по критерию уровня шумов (предполагается объединение серии в стэке и деконволюция)?

На "предельно низком" - точно не надо. Надо на "нормальном рабочем"

А оптимум по шуму, скорее всего, лежит в районе 1 электрон на единицу АЦП

Как бы прикинуть, сколько приходит фотонов на сенсель?
Энергия фотона зеленого 3,7Е-19дж, Солнечное излучение 500вт/м2, площадь сенселя для Canon 5D2 =34Е-12 м2, Итого за 1/100 сек прибудет на сенсель 4,7Е8 фотонов. Если учесть, что фотик регистрирует 1/10 излучения, да в тенях -10 стопов(1000раз), то останется 5Е+4 фотонов.
Или так: Емкость сенсора - порядка 2Е16 электронов. на 10 стопов(1000раз) и на 25мпикс остается 8Е5 электронов. Близко выходит. Но гораздо больше, чем 1 электрон на единицу АЦП.

Я не вижу в ваших расчетах светосилы, ну допустим она спрятана в той 1/10, что "фотик регистрирует".

Но не возражаю против того, что если снимать прямо вот солнце в кадре, то на выдержке 1/100 все будет сильно пересвечено.

Точно! В солнечный день обычная диафрагма 11при (выдержке 1/100 iso 100). Это снижает количество фотонов еще в 121 раз. Будет 5E4/121=4E2=400фотонов. Все равно многовато.Это в самом темном стопе.

Можно уменьшить на отражение от серой поверхности в 5 раз, да еще взять не 10 стопов Canon, а 12, т.е. еще в 4 раза. Останется 20 фотонов.

Ну почему в 5 раз то?
Вы берете "10, ну хорошо, 12" стопов с потолка.

Какая разница в яркости у диска солнца (для которого у вас энергетика посчитана) и у листа белой бумаги (а вовсе не у теней), освещенной этим солнцем?

В 5 раз, это если солнце освещает поверхность с отражением 20%. А 12 стопов вместо 10-ну можно по разному мерять стопы у Кэнона. Можно в матрице и 12 стопов ДД намерять. А интересен как раз последний стоп. Главное: хорошо бы придти к 1 фотону на стоп: при большом количестве фотонов цветовой шум будет маленький (а на глаз видно, что шума много).

Вы действительно не видите разницы между зеркалом (отражение >99%) и белой бумагой (тоже >99%) ?

Если снять объектив и положить матрицу на солнце, то видимо ее освещенность будет равна съемке белой бумаги через объектив с диафрагмой 1. Для зеркала видимо надо учитывать размеры и положение источника света. Для равномерно освещенного неба (солнце размазано по всему небу), отражение от зеркала и бумаги будут видимо близки. не понял, к чему это...

Не-не. Объектив не снимаем.

Снимаем лист белой бумаги (отражение >99%) освещенной солнцем. И то же солнце в зеркале (отражение тоже >99%)

Если снимаем то-же солнце в большом зеркале, а зайчик наводим на фотик, то увидим то-же самое небо, как если бы положили фотик вместо белой бумаги. Снимаем линзой F/1 лист белой (0,99)бумаги (примем)диффузно отражает, так что ее освещенность снижается в пи раз(Ландсберг т.3 стр.203). Эта освещенность и будет на матрице. Если на лежащий вместо бумаги фотик надеваем телеобъектив с диафрагмой 1 так, что на всю матрицу оказывается солнце, то это неправильно, т.к солнечную энергию тогда собираем объективом большим, чем сама матрица. Если же взять "рыбий глаз", то средняя освещенность матрицы станет как без объектива. Вроде так.

А у вас нет, случайно, ощущения, что изображение (прямого) солнца отчего-то оказывается сильно светлее (больше чем в пи раз т.е. полтора стопа), чем лист белой бумаги?

На солнце смотреть проще простого. А где взять большую бумагу? Если только снег-там часто яркость неба и снега близки на фотографиях. Солнце то надо для определения освещенности, грубо слишком. Если бы показания экспонометра фотика в люксы перевести, считать фотоны было-бы проще.

А зачем большую?
Берите малую, ведь каждому пикселю на сенсоре соответствует довольно маленький кусочек бумаги.

А экспонометр (отраженного света) меряет не освещенность, а яркость.

Add new comment