Скільки бітів даних насправді фіксується датчиком цифрової камери?

11

У коментарі до цього питання хтось припустив, що датчики камери, як правило, видають лише 12-14 біт даних. Я був здивований, тому що це означатиме, що 24 біти кольору корисні лише для маніпуляцій із фотографіями (де додані біти зменшують шум, що виходить від інтерполяції середніх значень, повторно виконуючи кілька маніпуляцій).

Хтось знає достатньо про сенсор камери, щоб можна було авторитетно відповісти на 12-14-бітну претензію? Якщо так, то які типові кодування?

raw sensor bit-depth

— Джон Робертсон
джерело

Мої вибачення у Ітаї та Гуффи, тому що я вважав, що всі три відповіді були дуже цікавими, і дякую за коментарі після відповідей Guffas mattdm та Matt Grum. Я б хотів, щоб я міг обрати їх усіх.

— Джон Робертсон

12

Фотосайти цифрового датчика - це фактично аналогові пристрої. Вони насправді не мають трохи глибини. Однак для формування цифрового зображення аналого-цифровий перетворювач (A / D-перетворювач) відбирає аналоговий сигнал на заданій бітовій глибині. Зазвичай це рекламується у специфікаціях камери - наприклад, Nikon D300 має 14-бітний A / D перетворювач .

Але майте на увазі, що це на канал , тоді як 24-бітний колір зазвичай означає 8 біт на канал. Деякі формати файлів - і робочі простори - натомість використовують 16 біт на канал (загалом 48 біт), а деякі використовують навіть більше.

Частково це означає, що додаткова точність може зменшити накопичені помилки округлення (як ви зазначаєте у своєму запитанні), але це також тому, що людський зір не є лінійним, і тому кольорові простори, які ми використовуємо, зазвичай не мають жодного. Перехід від лінійної кривої до "компресованої гами" - це операція з втратою (див. Одне з декількох питань щодо сировинних файлів), тому мати більше бітів просто означає меншу втрату, що краще, якщо ви передумаєте про експозицію / криві та не у вас більше немає доступу до файлу RAW.

— Будь ласка, прочитайте Мій профіль
джерело

7

Більшість сенсорних мікросхем записують лише одну кольорову складову на піксель, тому один піксель може містити, наприклад, 14 біт даних для інтенсивності зеленого кольору.

Пікселі викладені в сітку, де 50% пікселів записують зелені дані, 25% - червоні та 25% - сині:

RGRGRGRGRGRGRGR
GBGBGBGBGBGBGBG
RGRGRGRGRGRGRGR
GBGBGBGBGBGBGBG
RGRGRGRGRGRGRGR

Коли ці дані перетворюються в RGB, два кольорових компоненти на піксель інтерполюються з інформації в оточуючих пікселях. Наприклад, піксель, що містить зелену інформацію, містить, наприклад, два сусідніх пікселя, що містять червоні дані, та два дані синього кольору, які використовуються для створення значення RGB.

Отже, 14 біт на піксель даних RAW виробляє 42 біта на піксель RGB даних. Звичайно, інтерпольовані дані менш точні, але ви, як правило, обробляєте їх до 24-бітного RGB.

— Гуффа
джерело

42 біта або 56 (2 × G)?

— Прочитайте, будь ласка, мій профіль

1

Кожен піксель RGB створюється із середньозваженого середнього потенційно багато пікселів, тому ви не можете просто помножити на 3 (або 4), щоб визначити, скільки бітів отриманих кольорових даних. Якщо ви хочете поговорити про шматочки кольорової інформації, то експериментально ви отримаєте близько 22 біт із типовим DSLR

— Matt Grum

1

@Matt Grum: Так. Просте число говорить про те, скільки бітів даних у вас є, але ви отримуєте набагато менше фактичної інформації .

— Прочитайте, будь ласка, мій профіль

4

Будьте обережні, щоб не плутати бітову глибину на піксель та бітову глибину на компонент.

Вихід цифрових датчиків майже завжди становить від 10 до 14 біт на компонент у лінійному масштабі. Це дало б між 30-бітовим кольором (1 мільярд) і 42-бітовим (4 трильйони) на піксель.

Сайт DXOMark вимірює це за допомогою нормованої шкали (пояснюється у їхній білій книзі) і публікує бітову глибину на піксель, яка спричиняє шум, який, як правило, знищує біти нижчого порядку. На основі отриманих даних у повному кадрі, DSLR можуть досягати 24,7 біт на піксель, тоді як камери середнього формату досягають 26 біт. Для камер з урізаними сенсорами 23,8 біт - це поточний максимум.

— Ітаї
джерело

0

Поточні камери DSLR виходять на 14-бітний вихід. Деякі камери середнього формату вимагають 16-бітного виходу, але різні люди ( наприклад, сайт dMPBestflow ASMP ) стверджують, що збільшення глибини бітів між 14 і 16 бітами насправді створює кращу картинку.

— ахоклі
джерело