Змінний датчик ISO: можливий та / або корисний?

Ця відповідь на питання про те, як реалізується ISO у цифрових камерах, мабуть, означає, що кожен фотосайт ( тобто піксель) може мати свій ISO встановити незалежно. Якщо це правда, то я б подумав, що теоретично можливо зробити фотографію, на якій певні фотосайти знаходяться в інших ISO, ніж інші. Перша частина мого запитання: якщо припустити, що змінна ISO є можливою, чи це буде корисно? Мені здається, що це може бути корисним способом збільшення динамічного діапазону датчика, наприклад , шляхом вибору високого ISO лише для областей зображення, які знаходяться в тіні. Якщо припустити, що змінна ISO буде корисною, чому вона ще не була реалізована в цифрових камерах? (Або так?)

— ESultanik
джерело

Звуки технічно можливі, але це може зажадати занадто багато схем для точності пікселів і може бути важким для масштабування та викликати занадто багато тепла. Більше того, не ясно, що це працює краще, ніж сучасні рішення, такі як читання фотосайтів частково під час експозиції або наявність фотосайтів різної величини, що надає їм різну чутливість.

— Itai

Існує невеликий улов-22: вам потрібно встановити ISO, перш ніж читати значення пікселя, але ви знаєте, що піксель належить до тіньової області лише після зчитування значення.

— Імре

@ Правда, але це не обов'язково технічна проблема. Наприклад, як згадував Itai вище, вже існує технологія зчитування значень фотосайта частково через експозицію. Удосконалені системи вимірювання можуть також використовуватися для "відгадування" значень ISO для регіонів. Нарешті, для нерухомих знімків, таких як пейзажі, для встановлення значень ISO для другого знімка можна було використати початкове випробування.

— ESultanik

Слід зазначити, що ISO нічого не змінює щодо того, на що насправді здатний сенсор чи піксель. Єдине, що робить налаштування ISO, - це зміни точки білого експозиції. Датчики - це фіксовані лінійні пристрої, які здатні реєструвати фіксований заряд (кількість електронів) у кожному пікселі, +/- середнє значення електронного шуму (яке в ці дні нормалізовано становить лише кілька електронів.) Підвищуючи ISO, всі ви говорите, що замість того, щоб "біле" досягалося на 40 000 електронів, його досягали на 20 000, або 10 000 і т.д.

— jrista

Що відбувається на кожному пікселі - це активація рядків / стовпців та зчитування заряду. Під час зчитування цей заряд посилюється на необхідну кількість, щоб "наситити" відповідно до встановлених стандартів ISO, і в той же час може застосовуватися також різноманітна електронна компенсація шуму (у D800 є купа схем, присвячених щоб пом'якшити електронний шум, саме тому його низький показник DRIS настільки хороший. Рішення низького рівня SNR шуму полягає у зменшенні електронного шуму ... і Sony досягла цього у своїх датчиках Exmor.

— jrista

Відповіді:

Найближче, що я знаю, про що ти думаєш, - це те, що Fujifilm роблять з режимом DR у своїх датчиках EXR, як це видно в X-10 та X-S1) - половина пікселів навмисно недоотримані зупинкою (або двома) ) та поєднується з "нормально" відкритими пікселями до виведення зображення. Більш детально див. Огляд X-10 DPReview - те, що тебе тут цікавить, це режим DR 6 Мп, а не режим DR 12 Мп, який є стандартним "недоекспонованим, а потім застосувати іншу криву тону до всього зображення "спостерігається в багатьох камерах сьогодні і торгує тіньовим шумом для збільшення динамічного діапазону. Режим DR 6 Мп цікавий тим, що (теоретично) дозволяє збільшити динамічний діапазон, зберігаючи тіньовий шум, як це було б нормально, хоча, звичайно, ви '

— Філіп Кендалл
джерело

По суті, датчик на зразок цього, який би міняв експозицію для кожного сайту фотографій, мав би зображення, яке потрібно відтворювати під час перетворення RAW. З кожним пікселем потрібно надсилати більше інформації, і це збільшить розмір переданих даних, а також потужність обробки, необхідна для камери. Це просто технічне питання, і я впевнений, що через кілька років це взагалі не буде проблемою.

Найбільший головний біль, який я бачу, - це переконання, що популярні програми перетворення RAW підтримуватимуть процес декодування. Отриманий файл RAW, можливо, повинен містити 32-бітну кольорову інформацію, і для роботи над 32-бітовими кольоровими зображеннями сьогодні дуже обмежена підтримка. Здебільшого їх потрібно спочатку зменшити до 16 біт. Це не процес, який не дасть чудових результатів, якщо робити це автоматично з сучасним програмним забезпеченням.

— Ерік
джерело

Дійсно, я не бачу, щоб виробники дбали про такий головний біль. Ось чому вони мають фірмовий формат RAW, і Fuji ніколи не зупинявся на створенні дивних композицій пікселів з різними розмірами та кольоровими фільтрами. Якщо вони можуть отримати перевагу від цього, я очікую, що вони це зроблять. Більшість додатків для обробки зображень високого класу, включаючи Lightroom & Bibble (зараз AferShot), вже працюють у 32-бітових системах. Його ефективніше працювати в 32 бітах лінійно з сучасними процесорами. Перший ви написаний абзац має для мене сенс.

— Itai

CMOS-датчики - це в основному масив датчиків з різною ISO, яку вони мають компенсувати. Це те, що дає пластичний вигляд CMOS-датчиків, а також те, що послаблює цвітіння.

Однак вони фактично вже роблять CMOS-чіпи з декількома "ISO" для досягнення більш високого динамічного діапазону, де площа розміру пікселів удвічі більша за половину пікселів, або один із двох зелених пікселів удвічі чутливіший за інші. Вартість - це більше транзисторів на піксель, що може спричинити проблеми із шумом та загальною чутливістю через те, що залишає менше місця для фотодатчиків. Великі піксельні клітинки, що інтегрують світло, призводять до зниження шуму (як правило), тому датчик 36x24 мм на X Mpixel краще, ніж датчик 1/3 дюйма в X MPixel - вони краще реагують на світло, щоб подолати шум від усієї електроніки .

— Майкл Нільсен
джерело