Порівнюючи динамічний діапазон датчиків, на чому базуються ці числа?


14

Динамічний діапазон ЕВ постійно обмежений, і я відчуваю, що а) вони не на тій же шкалі і б) вони вводять в оману в тому, що вони вказують, тому я сподіваюся, що хтось може уточнити.

Питання про масштаб: виробники корпусів MF часто цитують значення DR в діапазоні 12-14 EV, тоді як цифри для 35-мм корпусів знаходяться в діапазоні 5-6 EV, це, очевидно, не може бути однаковою шкалою, оскільки DxO публікує, що MF і 35-мм тіла мають подібні значення: (12-14 EV) .

Питання wtf: Отже, що саме вимірюють ці два різні вимірювання? Це вказівка, де ви можете знайти деталі у найвищому та найнижчому EV або де «корисні» дані? Якби я створив сцену і виміряв найяскравіший ЕВ у +6, а найнижчий ЕВ у -6, чи зможу я розрізнити деталі у всій фотографії чи я помітив би лише деталі між +3 і -3?

EDIT: Крім того, що для фотоапарата з DR 12 і DR 14, що це означає в реальному світі?

Відповіді:


10

Проблема полягає в тому, що динамічний діапазон є суб'єктивним, оскільки визначення динамічного діапазону (принаймні з точки зору датчиків) є різницею між найяскравішими і найтемнішими деталями, які датчик може записати.

Найяскравіше значення, яке може записувати датчик, легко знайти, переглянувши, у який момент фотосайти датчика насичуються, і, отже, не можна записати зайвої інформації. Динамічний діапазон тоді зрештою зводиться до того, що всі видимі деталі втрачають шум.

Діагностичний майданчик DXO-маркер визначає динамічний діапазон як різницю між насиченістю фотосайтів та точкою, в якій співвідношення сигнал / шум досягає 1: 1, тобто там, де сигнал і шум рівні. Сумнівно, чи видно якусь реальну деталь, коли SNR такий поганий, проте це зручна цифра у використанні та проста вимірювання. Про їх визначення та процедуру тестування ви можете прочитати тут:

DPreview також вимірює DR аналогічним чином, знаходячи точку насичення, а потім затемнюючи зображення, поки шум не досягне певного рівня, але, незважаючи на присвячення цілої сторінки темі, вони не згадують, яку цифру шуму вони вважають межею динамічного діапазону!

Враховуючи, що їхні показники DR нижчі за позначку DXO, я припускаю, що вони трохи суворі і приймають нижчий поріг сигналу до шуму. Що стосується 5-6 EV DR, зазначеного для 35-мм корпусів, то ця цифра, швидше за все, буде якісною оцінкою фотографів з більш консервативним поглядом на те, що є прийнятним рівнем деталізації. Гранична кількість деталей тіні, яку можна виявити за допомогою комп’ютерної програми, навряд чи буде кваліфікована фотографами як "корисна". Однак при порівняльному оцінці багатьох датчиків вам слід провести кількісний показник того, яка деталізація на рівні світла втрачається, щоб використовувати співвідношення сигнал / шум.


Поки ми розглядаємо питання про динамічний діапазон, варто зазначити, що [виміряний] динамічний діапазон датчика при хорошому освітленні буде більшим, ніж динамічний діапазон при поганому освітленні. Це просто результат того, що ДР визначається тіньовим шумом, оскільки посилення шуму зменшується.

Однак є багато джерел шуму, при хорошому світлі шум в тіні здебільшого пояснюється електронікою, тоді як при поганому світлі шум здебільшого походить від дискретного характеру світла (так званий фотонний шум). Малі сенсорні компактні камери з хорошою електронікою, таким чином, матимуть дуже поважний динамічний діапазон при хорошому освітленні. Лише при падінні рівня світла здатність великих датчиків захоплювати більше фотонів, що дає їм перевагу, коли справа стосується DR.


То що таке діапазон "5-6" EV, який часто використовується при порівнянні 35-мм камер?
Шизам

1
@Shizam Я оновив свою відповідь, я думаю, що результат 5-6 EV базується на якісній оцінці фотографами, а не на програмному вимірі.
Метт Грум

1
Я думаю, що важливо зробити відмінність між тим, що фізично / математично можливо, і тим, що можна використовувати в реальному світі. Динамічний діапазон датчика може мати 14ЕВ між найтемнішим корисним вимірюваним рівнем та найяскравішим рівнем при максимальній насиченості. Як часто ви зможете використовувати кожен останній брухт цієї ДР? У реальному світі, коли ви враховуєте більш високий рівень ISO, необхідність у певній кімнаті, а також неточність гістограми в камери, навіть із ETTR, ця камера 14EV, ймовірно, пропонує 8-10 функціональних функціональних зупинок DR.
jrista

1
@Shizam: Так, саме тому я вважаю, що ваше питання є таким важливим. Є багато "наукових" вимірювань, які ми можемо зробити за допомогою цифрових датчиків, які випльовують число, як 12EV. Але якщо це не співвідноситься з реальним використанням, то таке число марно. Я вважаю, що більш цінним числом було б "реальні зупинки ДР". Це може бути трохи більш суб’єктивно, але людина перевершує суб'єктивність. ;)
jrista

1
@jrista, значення DR залежить від передбачуваного використання. Якщо ви хочете порівняти датчики, то таке число, як те, яке використовує DXO, є доречним, оскільки воно не має суб'єктивності. Це те, що DXO робить, щоб це було їм правильно. Ви праві, що ми, як фотографи, потребуємо різних цінностей. Я уникаю насичених білих на своїх фотографіях і уникаю шуму в глибоких чорних. Тож фактично я отримую нижчу АД, але чи погодиться моя кількість з вашою?
labnut

4

Дріста сказав:

Тепер, якщо хтось може придумати послідовний, досить точний тест, який може надати фотографам реального світу уявлення про те, скільки ДР насправді може витягнути з камери.

Моя публікація відповідає на питання Джріста, і я сподіваюся, що вона прожене трохи світла на оригінальне запитання Шизама. Ці тести представляють те, чого ви можете реально досягти в реальних умовах за допомогою камери. Я робив ці тести на ISO 200, оскільки це швидкість, з якою я нормально працюю.

Ви можете зробити це досить акуратно, не витрачаючи грошей. Інструкції слідують нижче графіку.

Ось результат тесту, який я зробив сам. Я трактую це як сенс того, що в практичних умовах за допомогою моєї камери при ISO 200 я можу корисно отримати динамічний діапазон 8 EV. DxO дає результат 10 EV, тоді як DPReview дає 8,4 EV (все в ISO 200).

Корисно також подивитися на рівень шуму, подивитися цю процедуру для вимірювання рівня шуму .

введіть тут опис зображення

Окреслена процедура така:

  • використовувати в якості мішені рівномірну білу стіну (або подібну поверхню).
  • покладіть камеру на штатив.
  • сфотографуйте, щоб отримати початкову експозицію. Усі ваші фотографії потрібно робити в режимі RAW. У вас повинно бути зображення середнього сірого.
  • тепер встановіть камеру на ручну експозицію.
  • зробіть серію фотографій із зменшенням кроків EV, поки у вас не з’явиться чистий чорний колір, додайте його для гарної міри. Напевно вам знадобиться принаймні шість фотографій.
  • зробіть серію фотографій при збільшенні зупинок EV, поки у вас не буде чисто білого кольору. Додайте його для хорошої міри. Напевно вам знадобиться принаймні шість фотографій.

Тепер, коли у вас є ваші фотографії, ви проаналізуєте їх наступним чином

  • відкрити перший у Ufraw (або подібний перетворювач RAW)
  • встановити експозицію за замовчуванням, вхідну криву лінійну, вихідну криву лінійну, вибрати відсутність профілю, вибрати ручний баланс білого та налаштувати на нейтральний.
  • Під гістограмою в реальному часі ви побачите середні рівні RGB для всього зображення. Візьміть середнє значення RGB і використовуйте це як середню яскравість зображення.
  • повторити для всіх фотографій у цьому наборі
  • тепер у вас будуть набори відносних значень EV у парі із середніми значеннями яскравості.
  • побудуйте їх на графіку, як я це робив вище.
  • це дасть точну вказівку на динамічний діапазон.

Основні обмеження точності цієї процедури - це точність витримки та діафрагми. Цей ефект ви побачите як невеликі відхилення від ідеальної кривої. Для кращої роздільної здатності ви можете зробити тест з інтервалами половини зупинки.

Зробіть усі фотографії за досить короткий час, щоб зміни зовнішнього світла не впливали.

Стандартний спосіб перевірити динамічний діапазон вашої камери - це використовувати ступінчастий клин Stouffer .
Їх прайс-лист можна переглянути тут .


Ах! Велике спасибі за техніку! Це те, що я вважаю в реальному світі, і цінність, на яку фотограф може розраховувати на місцях.
jrista
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.