5D Mark II

Не корысти ради, а общественной пользы для!

Тема разницы экземпляров (sample variance) цифровых камер регулярно всплывает, но каких-то систематических исследований мне неизвестно. Не систематически регулярно приходится слышать от владельцев нескольких ( одинаковых ) тушек, что они на самом деле разные (разный шум, разный banding, все разное), но никаких цифр видеть не доводилось.

Есть желание этот пробел устранить, придумать и отработать методику и все такое прочее. Начать мне проще с хорошо известной мне камеры Canon 5D Mark II.

Обращение к владельцам Canon 5D Mark II

Уважаемые владельцы поименованной камеры! Пожалуйста, пожертвуйте 10-20-40 минут своего времени общественной пользы для, снимите десяток-другой-пятый кадров и пришлите их мне.

Мне бы надо примеров с десятка разных камер. Можно больше.

Другие камеры пока не интересуют, отработаем методику займемся и другими.

Приветствуется распространение этого сообщения в фотографических сообществах (и перепост в ваших блогах, если вы фотограф), чем больше удастся получить примеров с разных камер, тем всем будет лучше.

Что снимать

До недавнего времени я считал, что у 5D Mark II "честными" являются только "целые" ISO (100,200,400 и т.д).

В свое время я поверил исследованию уровней насыщения, которые Павел Буров сделал для 40D (у Павла получилось, что нецелые ISO сделаны умножением после АЦП) и для 5D2 не переделывал.

А тут переделал. Получилось, что ситуация у 5D Mark II несколько другая:

• Ряд 100-200-400-...3200 - "честный", уровни насыщения одинаковы до ISO3200 (около 14740 для моего экземпляра камеры). Ряд 6400-12800-25600 тоже "честный", но диапазон значений там больше, до 15349 (все диапазоны - после вычитания уровня черного, который в районе 1000, чуть больше).
• Ряд 125-250-500...4000 - имеет такие же максимумы, как и предыдущий ряд. Каких-то еще причин подозревать "нечестность" пока не вижу.
• Ряд 160-320-640-2500: судя по всему, получен цифровым делением результата съемки на следующем (200-400...4000) ISO на 1.25. В пользу этого максимумы, составляющие 11787 и насыщение, наступающее при одинаковой экспозиции (если ISO400 насытилась на 1/25 и почти насытилась на 1/32, то и ISO320 ведет себя ровно так же).

  5000 в этом же ряду "честная", имеет максимум в 14740.

Итого: я продолжу пользоваться "целым" рядом ISO, тем более что его достаточно для любой практической жизни.

Кроме того, есть ряд мелких замечаний:

В первой части данного исследования мы рассмотрели поведение двух камер Canon в ситуации, когда на них установлена чужая оптика через "простой" переходник, не содержащий какой-либо электроники.

В то же время, для Canon существуют и более продвинутые переходники, содержащие чип, который заставляет камеру думать, что на ней установлен совместимый объектив в режиме ручной фокусировки. При этом работает режим подтверждения фокусировки через датчики автофокуса, в EXIF оказываются какие-то данные о фокусном расстоянии и диафрагме и вообще возникает множество полезных эффектов.

С легкой руки Виктора Лушникова (который, насколько я знаю, и придумал эту штуку), данные чипы получили название одуванчиков.

Помимо Тулы, подобные чипы делают и в Китае. Последние версии допускают легкое перепрограммирование параметров (диафрагма, фокусное расстояние, поправка к фокусировке).

Задачей настоящего исследования было выяснить, насколько зависят показания камерного замера от закрытости диафрагмы объектива и диафрагмы, установленной на одуванчике, другими словами - показания камерного замера когда камеру дурят вышеописанным чипом.

Не секрет, что современные фокусировочные экраны меняют свою яркость непропорционально диафрагме. Как правило, до какого-то лимита (обычно в районе f/4-f/5.6) яркость при закрытии диафрагмы меняется слабо, а затем начинает меняться очень сильно. Более того, разные экраны ведут себя различным образом, поэтому в меню современных электронных камер появился выбор экрана, а как из положения выходят камеры со сменным экраном, замером, но без меню и без определителя типа экрана - я просто не понимаю. Ну, наверное врут на замере, либо экраны у них сделаны так, что вышеописанным свойством обладают в небольшой степени.

Распространение адаптеров, позволяющих использовать неродную оптику, которая не сообщает камере значение диафрагмы, усугубило проблему и на рубеже веков наблюдалось некоторое брожение умов, дескать Canon 1v с чужой оптикой меряет нормально (я, кстати, не уверен), а EOS30 - ненормально и это все происки маркетинга. Американский Canon в лице Chuck Westfall даже выпускал разъяснение про 20D, оригинала которого я не нашел, а вот перепечатку - нашел. Цитирую с www.photoethnography.com

The EOS 20D focusing screen is optimized for superior brightness at moderate apertures from about f/3.5 and smaller, compared to conventional ground glass designs. This makes the viewfinder image brighter and easier to focus at those moderate apertures, but the trade-off is that it passes disproportionately more light to the metering system. When a Canon EF lens is mounted to an EOS camera, a variable exposure compensation factor (a program curve, not just a fixed compensation factor) for this phenomenon is fed through the system in order to provide correct metering for all apertures. However, when using a non-coupled manual diaphragm lens as you describe, no such communication takes place, so the responsibility for exposure compensation reverts to you....

Вместе с тем, появление программируемых одуванчиков - чипов для переходников, передающих в камеру значения фокусного расстояния и диафрагмы - позволяло надеяться, что достаточно впрограммировать в адаптер правильное значение диафрагмы и настанет счастье замер станет правильным.

Быстрые эксперименты показали что это вовсе не так, в наихудшем случае ошибка в экспозиции составила аж 7 стопов, что заставило начать разбираться плотнее. Результаты этих разборок не такие уж компактные, поэтому публиковаться они будут в 2-3 частях.

Для начала - результаты замера на рабочей диафрагме при использовании переходников без чипа (одуванчика).

Как-то нет сил и времени писать на эту тему полноценных текст, поэтому пока в телеграфном режиме.

В моих экспериментах получается, что наибольший динамический диапазон (далее ДД) и наименьший шум у Canon 5D Mark II получается при ISO200. Выигрыш относительно ISO100 и 400 - порядка 0.3-0.5 стопа.

При этом шум оценивался по стандартному отклонению на серой плашке (как оптимально экспонированной, так и недодержаной на 1-4 стопа). При ISO100 шум визуально чуть менее крупный, но чуть более цветной. При ISO400 шум чуть побольше чем на 100 (и, естественно, 200), но все еще очень маленький

То же самое, кстати, касается и 450D: тот же характер изменения шума (с визуальным минимумом "крупности" на ISO100 и инструментальным минимумом на ISO200) и та же рекомендация: оптимальной чувствительностью является ISO200. Я про это уже писал и грешил на шумодав, но следов шумодава я не вижу (а следовательно, малошумящий усилитель есть добро).

Одной строкой

Обрабатываю данные по ДД камеры 5D Mark II в духе вчерашнего текста. Получается что угадал с критерием (четко читаемый шрифт размером 20-25 пикселов и контрастностью 1 стоп):

Для более жесткого критерия (15 пикселов, 0.5 стопа) широта на ISO 25600 получилась бы 0 стопов, ибо читается только на одном кадре, который последний перед пересветом. И что с такой цифрой делать? Впрочем, что 25600 не предназначена для увеличений больше открытки я и так знал.

Эта тема уже обсуждалась, но на качественном уровне. Однако наделанный в последнее время инструментарий позволяет померять эффекты засветки количественно.

Сначала сформулируем вопросы:

• Есть ли в системе оптика-камера значимое светорассеяние?
• Каково же оно?

В прошлый раз я помещал в кадр светодиодный фонарик, который был стопов на 12 ярче сцены и получал подъем теней аж на стоп (это вполне видимо глазом на снимке). В этот раз захотелось измерить более тонкие эффекты и количественно, поэтому методика изменилась:

• Берем монитор, заливаем его темно-серым (я брал R-G-B=6). Если ничем не заливать, то видна неравномерность подсветки.
• Снимаем, чтобы это темно-серое гарантированно было выше уровня шумов камеры, но в глубокой тени. Я снимал с экспопоправкой (от спотметра) -5 EV, зная что общий динамический диапазон камеры (для больших плашек) никак не меньше 10 стопов, а вверх от спотметра есть запас чуть менее 4EV.
• Выводим в углу монитора белый прямоугольник (см. картинку). На моем мониторе он на 8 стопов ярче "темно-серого", снимаем с той же экспозицией, что и в прошлый раз. Да, при этом контрасте белый прямоугольник еще не насыщен, даже в зеленом канале остается где-то треть стопа в светах. Т.е. можно говорить о довольно контрастной (8 стопов) сцене.
• Усредняем серединки кадров необработанных данных (для извлечения необработанных данных использовалась программа 4channels из LibRaw, анализировался только зеленый канал) и сравниваем средние значения.

Третья статья из серии "экспонометрия цифровых камер" (точнее, конкретной камеры):

Экспозамер Canon 5D Mark II: дневной свет, magenta-фильтр

Как мы видели в статье про экспонометрию 5D Mark II при дневном свете, чувствительность цветовых каналов рассматриваемой цифровой камеры сильно отличается: разница в "экспонированности" зеленого и красного каналов составляет при дневном свете более одного "стопа", что в свою очередь приводит к заметному повышению относительного уровня шума в красном канале.

По всей видимости, производители ЦФК разбалансируют чувствительности вполне намеренно: при дневном свете освещения обычно достаточно, съемка ведется на невысоких чувствительностях и повышенный шум в красном канале незаметен. При искусственном же свете, которого обычно не хватает, эффективная чувствительность красного и зеленого почти выравниваются (т.к. спектральный состав освещения "более красный"), что при правильном экспонировании дает минимально-возможный уровень шумов в этих каналах.

Для некоторого выравнивания чувствительностей каналов в случае съемки при дневном свете можно использовать фильтр, поглощающий зеленый свет (т.е. цвета magenta, маркировка фильтра CCxxM). Конечно, такой фильтр имеет смысл только при достаточном освещении, когда использование фильтра не влечет увеличения используемой чувствительности. Для камер предыдущих поколений применение такого фильтра было весьма полезным.

Вовсе неочевидно, как именно повлияет использование данного фильтра на экспозамер камеры, следовательно перед его использованием необходимо произвести простой эксперимент по калибровке экспонометра, аналогичный описанным в предыдущих статьях про экспонометрию при дневном и искусственном свете.

читать статью →

Эксперименты с определением точки серого у 5DmkII закончились вот таким вот текстом:

Уровень серого и "запас в светах" у цифровой камеры Canon 5D Mark II

Имеющиеся на сегодня способы определения чувствительности цифровых камер рассматривают не исходные RAW-данные, снятые с сенсора, а результат обработки RAW в конверторе (внешнем или внутрикамерном).

Этот подход, при всей его простоте, не позволяет избавиться от тех преобразований, которые производятся на этапе обработки RAW-данных. В частности, конвертор может производить различные преобразования над данными: вводить скрытую от пользователя экспозиционную поправку, менять тоновую кривую и так далее. В результате, чувствительность камеры получается достаточно произвольной величиной.

Такой подход позволяет производителям камер всякие неожиданные выкрутасы с чувствительностью, скажем камеры разных производителей при формально одинаковой чувствительности будут вести себя принципиально по-разному в смысле фотографической широты, а следовательно при смене камер придется переучиваться.

В то же время, очень простая серия экспериментов, не требующая никакого специального оборудования (кроме и так имеющихся у фотографа камеры и объектива) позволяет достаточно точно понять, как именно экспонирует ваша камера, а именно:

• какой уровень сигнала (в терминах RAW-данных) получается при экспонировании "по экспонометру";
• какой при этом остается "запас в светах" т.е. количество ступеней экспозиции от среднесерого уровня до уровня насыщения сенсора.

читать дальше →

Вообще, интересное соотношение. Минут 20 ушло на съемку тестов. Где-то часа полтора-два на обработку и построение графиков. А статья писалась всю неделю, естественно не целыми днями, а урывками по вечерам, но все-равно много.

Комментарии тут - закрываю, обсуждение - под статьей.