Oly EPL3: оно устало!

В продолжение вчерашней темы про Oly E-PL3.

В той длинной тайм-серии нашелся набор кадров с такими вот условиями:

  • Начиная с первого кадра серии - солнце в кадре.
  • Перед началом (под-)серии у камеры был перерыв на ~15 минут (я ел еду и про серию маленько забыл). То бишь оно успело немного отдохнуть.
  • Это уже совсем вечер, весьма прохладно, существенного нагрева от солнца - не было.

Вот первый кадр из серии (красное - OverExposure в исполнении RawDigger):

Гистограмма квадратика (на солнце):
Как видим, вполне ожидаемая гистограмма для пересвета, "все на полке"

Снимаем 5 кадров в минуту, на 18-м кадре серии начинаются хорошо видимые странности, в области пересвета некоторые пикселы перестали быть пересвеченными:

Гистограмма (вертикальный масштаб - логарифмический, чтобы не-насыщенные пикселы были видны):

22-й кадр в серии, ненасыщенных пикселов становится больше:

И гистограмма этого кадра, видно как она расширяется (масштаб все еще логарифмический):

41-кадр в серии, насыщенными остались только отдельные пикселы:

Гистограмма (с линейной вертикальной осью). Любопытно, что насыщение осталось только в синем канале (который, по идее, самый слабый), а зеленый и красный каналы устали:

57-й кадр в серии, насыщенных пикселов не осталось:

И гистограмма (выделенный участок для сохранения размера пришлось подвинуть на отражение, но на солнце то же самое). Все как в прошлом посте:

О чем вы думаете, глядя на эту кучу кирпича?

Соображения такие:
  1. Камера, очевидно, устает
  2. Эта усталость - локальная: никакой полосатости в столбцах над/под областью пересвета нет, остальной кадр - нормальный. То есть речь не идет о перегреве (и вообще усталости) усилителя, АЦП и подобного.
  3. Эта усталость, по всей видимости, не связана с локальным нагревом матрицы солнцем через объектив: изображение блика на воде и изображение солнца ведут себя одинаково, хотя тепла от блика поступает многократно меньше.

Более-менее понятно, что от постоянного блюминга что-то портится. То ли емкость пикселя падает, то ли еще что.

Независимо от механизма, понятно, что использовать эту камеру для тайм-лапсов с солнцем в кадре - нельзя. Осталось только понять, какие камеры - можно.

Comments

Может это просто из-за уменьшения яркости солнца со временем, тем более, что там облака?
Экспорара же одинаковая на протяжении всего времени?

Экспопара - разная, 1/160-f/8 на первом снимке и 1/50 на 54-м

Ну и вот точки на 41-м снимке - это такое характерное для солнца (за облаком)?

Это меняет дело, похоже и правда "устаёт".

Да, "глюк" есть, это очевино, просто перебираю разные влияющие факторы.

Презабавнейший эффект, избавляет от пересветов :)

Увы.
Пересвет остается. Но вместо полки на уровне 4095 - портит верхние четверть стопа.

Конверторы будут в восторге, да.

органика в CFA перегрелась

Должно было дать разные эффекты на солнце и на отражении (и на облаке - правее)? Интенсивность же очень разная, солнце - нагреет, облако - нет.

у вас вначале был пересвет и в области облака, да ? значит облако тоже "греет"... если кремний непричем - значит что-то случилось до него... а до него CFA, микролинзы - это же органика.

Так пересвет в области облака и потом остался. Посмотрите на 41-й (4-й по счету) кадр.

если остался пересвет на облаке значит просто слабее нагрело, логично ?

Вы на 4-м снимке видите на облаке такие же странные крапинки, как и на солнце? Они сильно отличаются?

А сигнал и нагрев "от сигнала" - отличаются на порядок-другой.

но результат нагрева (изменение оптически св-в в плане пропускания) не обязан отличаться на порядок-другой.

Т.е. ваша идея в том, что прозрачность резко (но временно) очень сильно снизилась и оттого мы имеем там реальный сигнал, который очень сильно ослаблен и не дошел до насыщения?

Было бы это так - мы не имели бы одинакового сигнала от солнца и от его отражения и от облака чуть в стороне (и многих других удивительных вещей)

> Т.е. ваша идея в том, что прозрачность резко

резко-ли ? помоему достаточно постепенно происходило...

> (но временно) очень сильно снизилась

опять таки это прилагательно - снизилась достаточно для того чтобы эффект был заметен, и потом изменения не обязаны быть постоянными... органика наверно деградирует, но не сразу...

> и оттого мы имеем там реальный сигнал, который очень сильно ослаблен и не дошел до насыщения?

да - ведь сигнал там просто похож на сигнал который бы получился про меньшем количестве света, так ?

Нет, сигнал не похож.
В закатном солнце синего меньше, чем зеленого-красного (в смысле - если мы снимем белую/серую карту, то отклик будет иметь очень мало синего относительно к)

А в гистограмме #4 (наиболее ярко) видно, что это не так.

Кроме того, разница яркости блика и источника - несколько раз минимум. А они магически стали одинаковы.

> Нет, сигнал не похож.

вы не учитываете что деградация прозрачности вследствие увеличения температуры может быть разной для разных фильтров (в зависимости от наполнителя/материала для R-G-B)...

> Кроме того, разница яркости блика и источника - несколько раз минимум. А они магически стали одинаковы.

а это хороший аргумент

IMHO, это какой-то нагрев в цепях матрицы, нагревается какое-то сопротивление и меняется коэффициент усиления сигнала. Возможно, проблема не настолько локальна, как кажется, ведь не было в этой же самой области другого непересвеченного участка с деталями в то же самое время.

Смена коэффициента усиления (т.е. что-то такое глобальное для всей картинки) должно быть хорошо видно.
Уровень черного уйдет или общий контраст понизится, или еще чего эдакого.

a сами raw из серии (не 1000-чи, но несколько) где-то лежат чтобы глянуть ради интереса ?

Я буду писать чуть более подробную статью для rawdigger.ru - и туда выложу RAW естественно. На данный блог это технологически неудобно делать (место на диске кончается, всего-то).

Делааа. Тогда возникает куча вопросов - если оно устает от 5 кадров в минуту, что же будет на скоростной серийной съемке? Тут-то отдых по 20 сек есть. И что значит "устала"? Не устанет ли она после 3-5 тысяч кадров вообще? Ну поснимала немного и на покой. :)
Сколько же времени и какие условия требуются для отдыха? То есть спасет ли сенсор закрытый чем-то объектив "для сброса усталости" и несколько секунд отдыха или например выкл/вкл камеры...
Как-то странненько. Было бы понятно если бы наоборот статика или что там могло накопиться, и вместо светов уходило в клипинг, но когда оно наоборот недобивает до полки!

Солнце самый лютый источник ИК-излучения. Так что, чиста теоретически, может спасти фильтр, качественно отрезающий ближний ИК и все, что ниже по частотам/длинноволновей.

Но блик на воде - не таков же?

Между этой серией (которая началась нормально) и предыдущей был перерыв примерно полчаса.
Перерыв случился по случаю разряда батарей т.е. вкл/выкл тоже был.

Вот за полчаса - все проходит.

А есть ли какая-то вероятность того, что не все транзисторы в сенсоре из-за длительного воздействия солнца полностью обнуляются после считывания изображения? То есть камера подаёт команду на слив ёмкости, а транзюк не открывается сразу (или закрывается слишком быстро) из-за каких-то левых токов?
Околобредовые мысли, конечно, возникают при просмотре таких чудес.

Ну то есть "вытекает не все", т.е. опять же вариант "снижения емкости пикселя"?

у них небось просто какой-нибудь leak в прошивке

Почему в прошивке то?

Какой блюминг в CMOS сенсоре? А падение емкости ячейки должно приводить к противоположному эффекту. Ячейка меньшей емкости еще раньше разрядится до нуля. Скорее изменение параметров фотодиода или появление утечки через транзистор сброса.

Ну идея в том, что если емкость ячейки упадет ниже диапазона работы АЦП, то мы и увидим такой разброс а-ля Гауссиана, но не за счет пуассона в самом сигнале, а за счет разницы между самими ячейками.

Ну, фигня в том, что стоковый повторитель выдает с ячейки сигнал не пропорциональный заряду, а пропорциональный напряжению (разности потенциалов) между "землей" и затвором. Ячейка меньшей емкости быстрее зарядится до того же самого напряжения, на это потребуется меньший заряд. Меньше электронов. (Про разряд я в предыдущем посте ступил, мне почему-то показалось, что пре сбросе матрицы конденсаторы заряжаются, а потом разряжаются через фотодиод).

А, да. Блюминг в CMOS - куда же денется?
Вот есть фотоэффект, из n фотонов получается k электронов, есть конечная емкость пикселя. Излишек же куда-то девается?

Рекуперируется с дырками. Как только фото-ЭДС сравняется с напряжением на конденсаторе (роль которого обычно выполняет затвор транзистора) дальнейший заряд прекратится.

Ну что сказать. Блюминга нет, но он есть. Детали мелкие жрет (попробуйте мелкие веточки на фоне солнца)

Вот еще подсказывают патент: http://www.google.com/patents/US6633028
Anti-blooming circuit for CMOS image sensor

Ну, большинство источников говорит, что "immune to the blooming effect" или "The 'blooming' effect only appears with CCD sensors". Некоторое количество утверждает более акуратно: "Analog CMOS Image Sensor exhibits minimal blooming effects".
Я не уверен, что пропадание мелких деталей рядом с яркими точками имеет электрическую, а не оптическую природу. Существует некоторое расеяние в оптике (включая дифракционное), наверняка существует паразитная засветка от соседник пикселей, анти-алиасинг фильтры рассеивают опять же.

Тебе бы, наконец, разобраться с устройством и физическими принципами работы ПЗС.
Тогда бы, быть может, ты понял бы что такое блюминг, как он получается и почему его не может быть на КМОП-матрице.

...вообще, ей богу, лучше бы ты продолжал "есть еду" и не говорил глупостей. ,-)

Чорт! А вот Boyd Fowler про это не знает, бедный.
http://www.google.com/patents/US6633028

Ну сидят лохи в патентном бюро.
Ну впарил чувак им свой "инвеншЫон"... и чё ? и это, типа, твой единственный и самый весомый аргумент ?

даже не смешно.

Наверное глупость напишу, но мне кажется что на закате спектр солнца за время съемки мог здорово измениться + всякая дымка, малозаметные облачка набежали, поглощающие какую то часть спектра, изменилась прозрачность атмосферы и прочие естественные светофильтры сыграли.
Хочется повторения эксперимента с какой нето галогенкой чтобы все это исключить.

Вы предполагаете, что солнце (а так же блик на воде и облако) просто ослабели и вышли из зоны насыщения?

Почему же тогда
а) яркость солнца и блика - одинаковая, хотя блик (отражение) всегда слабее?

б) на 4-й (предпоследней) гистограмме синий - сильнее зеленого и красного, хотя в спектре дневного солнца (и, тем более, закатного) синий гораздо слабее в отклике?

Эксперимент конечно надо ставить, вы правы. Но это ж время...

Скорее не ослабели, а между камерой и солнышком надуло невидимую глазу дымку которая начала выборочно поглощать какую то часть света. Да и вообще за время съемки солнце двигалось и свет под разным углом проходил через атмосферу в начале и конце съемки. Касаемо блика - это же свет, отраженный от того же солнца, (то есть со всеми изменениями в его спектральном составе, если таковые возникли).

Кстати возможно именно поэтому при меньшей (как должно быть) яркости блика эффект на нем тоже проявляется (спектральный то состав близок с поправкой что не все, конечно, отражается от воды).

Это я все к тому, что может мы не там ищем, и камера вообще не при чем.

Много ли вы видели синего вечернего солнца?

Матриц которые "устают" от света видел еще меньше.
Просто пытаюсь найти объяснение, оставаясь в рамках материалистического мировоззрения. :)

В рамках материалистического мировоззрения - потеря емкости пикселя при постоянном блюминге.

Похоже вы правы.

Интересно, кстати, как быстро емкость потом восстанавливается.

За полчаса - восстанавливается.

BTW, в следующем посте у меня - "рассматривание крапинок".

Так выглядит гистограмма P7241790.ORF в Olympus Master 2, с чуть сниженной точкой белого

Add new comment