Динамический диапазон фотоаппарата: Как запечатлеть все тона снимаемой сцены

Содержание

Как запечатлеть все тона снимаемой сцены

Динамический диапазон – жизненно важный «òрган» вашей фотографии: или даст путёвку в жизнь или отправит в мусорную корзину. В этом уроке мы объясним, как передать на снимке все тона, присутствующие в сцене, и обсудим способы расширения динамического диапазона.

Если вы когда-нибудь фотографировали при прямом солнечном свете или сюжет, где присутствовали яркие блики и глубокие тени, то наверняка сталкивались с проблемой: фотоаппарат запечатлевает детали либо в бликах, либо в тенях, либо ни там, ни там.

Это одна из самых распространённых трудностей, с которой вы будете сталкиваться. Она не связана с экспозицией. Причина явления заключается в разнице между яркостью бликов и яркостью теней в снимаемой сцене – в её, так называемом, динамическом или тоновом диапазоне. Разница может быть настолько большой, что вы не сможете запечатлеть и блики, и тени, какой бы ни была экспозиция.

Светочувствительный сенсор цифрового фотоаппарата может различать тона из широкого диапазона, но ширина последнего не бесконечна. Как только вы соберётесь сфотографировать сюжет, тоновый диапазон которого, другими словами разница яркостей, шире динамического диапазона сенсора, возникнет проблема, описанная выше.

В этом уроке мы приведём действенные рекомендации. Мы покажем, как распознавать и оценивать проблему, а затем справляться с ней. Начнём с ответов на наиболее насущные вопросы фотографов о динамическом диапазоне. С чем его, вообще, едят?

Всё, что вам нужно знать о динамическом диапазоне

Что такое «динамический диапазон»?

Это способ, которым описываются тона на изображении: от ярчайших бликов до глубочайших теней. Динамический диапазон измеряется в «значениях экспозиции» (EV) или, что то же самое, в «стопах».

Некоторые снимаемые сцены обладают широким тоновым диапазоном. Это означает, что между яркостями самого тёмного участка сцены и самого светлого её участка значительная разница. Она измеряется в EV. Типичный представитель таких сцен – съёмка силуэта на фоне заходящего солнца. Существуют сцены с более узким тоновым диапазоном.

Как вы могли  отметить, следует рассматривать два динамических диапазона: снимаемой сцены и светочувствительного сенсора фотоаппарата.

  • Подробнее о динамическом диапазоне светочувствительного сенсора, отличиях RAW и JPEG форматов, вы можете узнать из статьи «Основы фотографии #4.4».

Одинаковы ли динамические диапазоны камеры и сцены?

Сенсор, встроенный в ваш фотоаппарат, за один щелчок затвора может запечатлеть тона только из определённого динамического диапазона. Пока разница между яркостями бликов и теней в снимаемой сцене укладывается в него, на фотографии вы увидите как детали в светах, так и детали в тенях.

Например, если динамический диапазон фотоаппарата равняется 8 EV, а разница яркостей интенсивных бликов и глубоких теней – 6 EV, то вы сохраните на изображении все детали сцены. Соответственно, в противоположном случае фотография будет содержать либо чёрные, «заваленные», пятна-тени, которые в реальности вовсе не чёрные, или белые, «пересвеченные», блики, которые в снимаемой сцене имеют вполне определённый цвет. А в некоторых случаях, картинка будет страдать и от «завала», и от «пересвета».

Автор фотографии – Маркус Хокинс (Marcus Hawkins).

У всех ли камер динамический диапазон одинаковый?

Нет, светочувствительные сенсоры различаются по своим возможностям. Чем выше динамический диапазон фотоаппарата, те больше деталей он способен запечатлеть. Например, динамический диапазон камеры Nikon D610 измеряется в пределах 13 и 14,4 EV при чувствительности ISO равной 100.

Как узнать, что камера справится с тоновым диапазоном снимаемой сцены?

Во времена плёночной фотографии ответу на этот вопрос предшествовал кропотливый труд. Вам нужно было замерить яркость самых светлых участков сцены и яркость самых тёмных её участков. Затем вычислить разницу яркостей. Наконец, проверить, что динамический диапазон плёнки, на которую вы планируете снимать, может охватить найденный тоновый диапазон снимаемой сцены, и узнать, какая экспозиция удовлетворяет этому условию.

В цифровой фотографии вам достаточно изучить гистограмму, высвечивающуюся на экране фотоаппарата. Всё что вам нужно проверить: распределение тонов снимаемой сцены (ширина гистограммы) укладывается в динамический диапазон камеры (ширина таблицы). Если гистограмма «обрезается» краями таблицы, то налицо потеря деталей. Так, «обрезание» правым краем означает потерю деталей в бликах, «обрезание» левым краем – в тенях. После того как гистограмма помогла вам прояснить ситуацию, вам следует правильно подобрать экспозицию, чтобы поместить тоновый диапазон снимаемой сцены в динамический диапазон камеры.

Очень часто, проблема с динамическим диапазоном решается именно таким способом: вы меняете экспозицию и делаете повторный снимок. Однако, бывают ситуации, когда снимаемая сцена обладает широким распределением яркостей, то есть широкой гистограммой. Широкой настолько, что заключить её между краями таблицы не удаётся ни с какой экспозицией.

В пасмурную погоду тоновый диапазон снимаемой сцены достаточно узкий – гистограмма получается узкой. Здесь если возникает проблема, то она решается подбором экспозиции. А в солнечную погоду тоновый диапазон – а вместе с ним и гистограмма – расширяется настолько, что «уместить» её в границы таблицы не получается ни при каких ухищрениях.

Что делать?

Гистограмма показывает распределение тонов во всей сцене, а не лишь тех участков, которые вам интересны! Поэтому вполне нормальным считается «потерять» тени в некоторых малозначимых участках сюжета, особенно, если вы намерены создать чёрно-белое изображение.

Получается, руководствуйтесь гистограммой, а принимайте решение своими глазами. Замерить яркость в определённом участке снимаемой сцены можно с помощью точечного экспозамера – режим измерения экспозиции, который вы можете найти в любой зеркальной цифровой камере. Измерив экспозицию в самом светлом и самом тёмном участках сюжета, вы можете оценить, есть ли хотя бы одна экспозиция, общая для обоих участков.

В качестве альтернативы вы можете фотографировать в формате RAW. Камера запечатлеет до 1 EV тонов больше, чем в съёмке в формате JPEG. Дополнительные детали вы сможете извлечь из RAW-файла на этапе обработки, в RAW-интерпретаторе. Кстати, вы не увидите во время съёмки преимуществ RAW-формата: гистограмма отображает возможности изображения, которое появляется после спуска затвора на экране фотоаппарата. А это изображение – JPEG-снимок, даже если вы фотографируете в RAW.

В съёмке в формате RAW вам как и прежде следует аккуратно выбирать экспозицию. Однако, вы располагаете здесь небольшой свободой, что может помочь вам запечатлеть очень глубокие тени или очень яркие блики.

Иногда даже съёмка в формате RAW не выручает: вы всё равно упускаете детали в светлых и/или тёмных участках сцены. Вот тогда вы можете открыть для себя мир Фотографий с Широким Тоновым Диапазоном (HDR-фотография).

Поможет ли здесь компенсация экспозиции?

Нет. Эта функция влияет на светлоту всего снимка. Вы можете сместить гистограмму влево или вправо, чтобы избежать «обрезания» справа или слева, соответственно. Но динамические диапазоны сенсора и снимаемой сцены не изменятся.

Если тоновый диапазон сцены настолько широк, что сенсор камеры не может его зафиксировать полностью, то определите для себя наиболее важные детали: они в светах или в тенях? Затем выберите соответствующую экспозицию. Обычно, целесообразно экспонировать по бликам, другими словами, уменьшать экспозицию. Это позволяет сохранить детали в светах.

Ещё, некоторые настройки камеры могут расширить имеющийся динамический диапазон сенсора.

Какие это настройки?

Динамический диапазон светочувствительного сенсора тем шире, чем меньше чувствительность ISO. Также, снимать следует в RAW-формате. RAW-изображение сохраняет гораздо больше информации, чем JPEG-изображение. Другими словами, тоновая плотность RAW-снимка выше, а значит вам проще восстановить детали в случае недоэкспозиции или переэкспозиции.

В большинстве фотоаппаратов вы найдёте функцию, которая автоматически восстанавливает детали в тенях или бликах. В Nikon-камерах она называется «Active D-Lighting», в Canon-камерах – «Auto Lighting Optimizer». Функция высветляет тени, тем самым имитирует расширение динамического диапазона светочувствительного сенсора. Обратите внимание, она работает в съёмке в формате JPEG.

Наконец, вы можете создать HDR-фотографию. Само название говорит о сути: изображение с широким тоновым диапазоном. Если не удаётся охватить тоновый диапазон снимаемой сцены одной экспозицией, то почему бы не сделать несколько снимков с разными экспозициями и не соединить их. Объединить исходные снимки вы можете с помощью специальной программы, например, Photomatix. Таким способом вы представите на итоговом изображении гораздо больше тонов снимаемой сцены, чем с помощью традиционного подхода: фотографировании с одной экспозицией. Кстати, в некоторые фотоаппараты встраивается функция HDR-съёмки, что может существенно упростить вам жизнь.

С HDR-изображениями легко переусердствовать: итоговая картинка может получиться совершенно нереалистичной. Если HDR-фотография не ваша стихия, то обратите внимание на другие способы сжатия динамического диапазона. Особенно, если вы планируете фотографировать высококонтрастную сцену.

О каких способах идёт речь?

Вы можете воспользоваться вспышками и отражателями, чтобы подсветить глубокие тени, детали которых в противном случае на снимке не отразятся. Фотографы, снимающие пейзажи, делают обратное: используют градиентные фильтры нейтральной плотности, чтобы затемнить блики и, тем самым, сохранить в них детали.

Градиентные фильтры нейтральной плотности с одного конца прозрачные, а с другого конца затемнённые. Если расположить затемнённую часть фильтра напротив яркого неба, а прозрачную часть – напротив ландшафта, то изображение неба получится затемнённым и, соответственно, его яркость приблизится к яркости ландшафта.

В настоящее время, пейзажисты используют другой приём – съёмка в две экспозиции. Экспозиция для одного снимка определяется по ландшафту, а экспозиция второго снимка – по небу. Затем два изображения «складываются» в Photoshop или в другом графическом редакторе.

Проблемные сцены

Сюжеты с контровым освещением

Если источник света располагается позади снимаемого объекта, то сторона объекта, обращённая к камере, находится в тени. Разница в яркостях фона и объекта получается очень большой.

Пейзажи с ярким небом

Переэкспонированное небо портит фотографии. В облачную погоду яркость неба может на несколько EV превышать яркость остальных частей снимаемой сцены. Здесь помогает градиентный фильтр: «понижая» яркость неба, он сужает тоновый диапазон сцены.

Интерьеры/экстерьеры

Разница освещённостей внутри и снаружи помещения в дневное время, а также разница освещённостей различных участков здания, залитого солнечным светом, несомненно превышает динамический диапазон сенсора – одной экспозиции будет недостаточно. Чтобы проявить детали за окнами, в которые врывается солнечный свет, вам придётся создавать несколько снимков с различными экспозициями.

Сюжеты с источниками света в кадре

Если в кадр попадает источник света, то область свечения будет слишком яркой в сравнении с остальными частями снимаемой сцены. Просто примите тот факт, что изображение источника получится переэкспонированным.

Решения

Пейзажи

Обычно гистограммы для подобных сюжетов содержат два высоких пика: один обозначает яркое небо, другой – тёмную землю. Скорее всего, вы не сможете охватить одновременно и блики, и тени одной экспозицией без дополнительных приспособлений.

Градиентный фильтр нейтральной плотности поможет в этой ситуации.

Портреты в контровом освещении

Когда вы фотографируете лицо человека на фоне светлого неба и выбираете экспозицию по модели, фон изображается слишком светлым. Если вы настраиваете экспозицию по небу, то получаете силуэт модели.

Воспользуйтесь вспышкой или отражателем. Установите экспозицию по светлому фону и подсветите лицо модели со стороны камеры.

Солнце и тень

В солнечный день вы можете столкнуться с высококонтрастной сценой: разница между участками, залитыми светом, и затенёнными областями может быть настолько большой, что сенсор едва ли «втиснет» её в JPEG-фотографию.

Снимайте в формате RAW. На этапе обработки вы сможете восстановить детали в «пересвеченных» или «заваленных» областях снимка.

Рассветы и закаты

На закате небо, чаще всего, значительно ярче ландшафта.

Предыдущий трюк может быть полезным, но его, иногда, недостаточно. Решение – съёмка в две экспозиции или HDR-фотография. Другими словами, создайте серию снимков с различной экспозицией, чтобы на этапе обработки «собрать» из них одно изображение, где все детали сохраняются.

Измеряем тоновый диапазон снимаемой сцены

Чтобы выбрать оптимальную экспозицию, вам нужно изучить распределение яркостей в сюжете.

Перейдите в ручной режим

В ручном режиме съёмки («M») вы можете самостоятельно оценивать экспозицию по показанию экспонометра.

Укажите значение диафрагмы

Когда вы выберите диафрагменное число, вам останется лишь подобрать соответствующую выдержку. Установите значение диафрагмы равным 8.

Включите точечный режим экспозамера

В точечном режиме (Spot exposure measuring mode) экспонометр фотоаппарата замеряет освещённость в маленьком участке изображения вокруг активной точки фокусировки. Кстати, включите дополнительно ручной выбор точек фокусировки (Single-point AF Mode).

Определите экспозицию в наиболее ярком участке сцены

Расположите активную точку фокусировки на самом ярком, на ваш взгляд, участке сюжета (только не на солнце). Затем подберите выдержку так, чтобы датчик экспонометра указывал на 0. У нас получилась 1/500 секунды.

Определите экспозицию в наиболее тёмном участке сцены

Теперь проделайте действия из предыдущего шага для самой тёмной области сюжета. У нас выдержка получилась равной 1/30 секунды.

Посчитайте разницу

Если разница между выдержками, определёнными Вами на предыдущих шагах, не превышает 4 EV, как в нашем случае, то установите среднюю выдержку. В нашем примере она равняется 1/125 секунды.

  • Если вы хотите узнать, почему между 1/30 и 1/500 секунды 4 EV, почему выдержка равная 1/125 секунды является средней между 1/30 и 1/500 секунды, то обратитесь к статье Основы фотографии #1.

Настраиваем фотоаппарат на широкий динамический диапазон

Совет #1. Снимайте в формате RAW

RAW-изображение хранит 12 или 14 бит информации вместо 8 бит у JPEG-снимка. Это даёт RAW-картинке преимущество на этапе обработки: вы можете проявить детали в очень тёмных и очень светлых областях фотографии и, тем самым, отобразить на снимке более широкий тоновый диапазон.

Совет #2. Пользуйтесь функцией расширения динамического диапазона

Производители фотоаппаратов включают в свои камеры оригинальные функции, восстанавливающие на существующем изображении детали в «пересвеченных» и «заваленных» областях снимка. Например, у Canon эта функция называется «Auto Lighting Optimizer». Часто, используя подобные функции, вы можете выбирать силу эффекта, чтобы отрегулировать «натуральность» результата.

Совет #3. Проверяйте гистограмму аккуратно

Когда вы просматриваете гистограмму, держите в голове мысль: «В RAW-файле содержится другая информация». Дело в том что гистограмма отражает ситуацию с JPEG-изображением, к которому во время съёмки уже были применены настройки фотоаппарата.

Снимаем HDR-изображения с помощью функции, встроенной в камеру

Шаг #1. Выберите ширину динамического диапазона

В режиме HDR-съёмки фотоаппарат создаёт быструю последовательность из двух-трёх кадров, затем накладывает их друг на друга, и результат наложения сохраняет в формате JPEG. Вы можете как самостоятельно определять разницу в экспозициях кадров, таки и доверять выбор камере. Чем больше число (разница), тем шире динамический диапазон итогового изображения

Шаг #2. Установите режим HDR-обработки

На HDR-изображении в глубоких тенях и ярких бликах проявляются детали: тени осветляются, блики затемняются. В итоге, итоговая картинка может выглядеть плоской. Вы можете повлиять на результат, выбрав походящий режим HDR-обработки. Тем самым, вы сможете насытить цвета, повысить контрастность и сделать линии более чёткими, другими словами, придать изображению живописный и графичный вид.

Шаг #3. Сохраните оригинальные снимки

Несмотря на то что «на выходе» получается HDR-изображение в формате JPEG, вы можете сохранить исходные снимки на карте памяти. А затем, используя специальное программное обеспечение, «объединить» фотографии в HDR-изображение так, как Вы хотите. В Canon 5D Mark III вы можете сохранить исходные снимки даже в формате RAW. Это позволит вам достичь наибольших качества и аккуратности «объединения».

Автор статьи: Marcus Hawkins

что это такое и зачем нужен

Приветствую вас, уважаемый читатель. С вами на связи, Тимур Мустаев. Наверняка вы задавались вопросом: «А что может моя камера?» Для ответа на него многие ограничиваются прочтением технических характеристик на коробке, корпусе или сайте производителя, но для вас этого явно недостаточно, не просто так же вы забрели на страницы моего блога.

Сейчас я постараюсь рассказать вам, что такое динамический диапазон фотоаппарата – характеристике, которую невозможно выразить в численном эквиваленте.

Что это такое?

Немного порывшись в терминах, можно выявить, что динамический диапазон – способность камеры распознавать и сохранять светлые и тёмные участки кадра одновременно.

Второе определение гласит, что это охват всех тонов между чёрным и белым, которые камера способна захватить. Оба варианта верны и говорят об одном и том же. Обобщая выше написанное, можно резюмировать: динамический диапазон определяет, какое количество деталей можно «вытащить» из участков разной тональности снимаемого кадра.

Очень часто этот параметр ассоциируют с экспозицией. Почему? Всё просто: практически всегда именно экспонирование по определённому участку сцены определяет, что на конечном изображении будет ближе к чёрному или к белому.

Тут стоит отметить, что при экспонировании по светлому участку «спасти» снимок будет несколько проще, ведь пересвеченные участки восстановлению, можно сказать, не подлежат, о чём я рассказывал в статье о графических редакторах.

Но не всегда перед фотографом стоит задача получить максимально информативный кадр. Чаще наоборот, некоторые детали лучше было бы скрыть. К тому же, если вместо чёрных и белых деталей на снимке начнут появляться серые – это негативно скажется на контрастности и общем восприятии снимка.

Поэтому широкий динамический диапазон не всегда играет решающую роль в получении качественной фотографии.

Из этого можно сделать следующий вывод: решающим фактором является не максимальное значение динамического диапазона, а осознание того, как его можно использовать. Именно фактором получения максимально красивого сюжета оперируют многие топовые фотографы для выбора точки экспонирования, а идеальный кадр получается только после достойной обработки.

Как видит мир камера?

Цифровые камеры в качестве светочувствительного элемента используют матрицу. Так вот, за каждый пиксель на конечном изображении здесь отвечает специальный фотодиод, который превращает в электрический заряд количество фотонов, полученных из объектива. Чем их больше – тем выше заряд, а если их нет вовсе или превышен динамический диапазон сенсора, то пиксель будет чёрным или белым соответственно.

Помимо этого, матрицы в фотокамерах бывают разных размеров, могут производиться по разным технологиям. В купе все параметры влияют на размер фотодатчика, от которого зависит широта охвата светового диапазона. К примеру, если рассмотреть камеры в смартфонах, то размер их сенсора настолько мал, что не составляет даже пятой части от габаритов полноразмерной матрицы.

Как следствие, мы получаем более низкий динамический диапазон. Тем не менее, некоторые производители увеличивают размер пикселей в камерах своих девайсов, говорят, что смартфоны способны вытеснить фотокамеры с рынка. Да, они могут вытеснить любительские мыльницы, но до DSLR, то есть зеркальных, им далековато.

В качестве аналогии многие фотографы приводят сосуды разных размеров. Так, пиксели смартфонных камер часто принимают за стаканы, а в DSLR – за вёдра. К чему это всё? К тому, что, к примеру, 16 миллионов стаканов поместят в себя меньше воды, чем 16 миллионов вёдер. То же самое и с сенсорами, только вместо сосудов у нас фотодатчики, а воду заменяют фотоны.

Тем не менее, сравнение качества картинки, полученной на мобильный телефон и зеркальную камеру, может показать их сходство. К тому же, некоторые из первых с недавнего времени начали поддерживать съёмку в RAW. Но сходство будет таковым только при идеальных условиях освещения. Как только речь пойдёт о низко-контрастных сценах – девайсы с маленькими сенсорами останутся позади.

Разрядность изображения

Этот параметр также тесно связан с динамическим диапазоном. Связь эта базируется на том, что именно разрядность сообщает камере сколько тонов нужно воспроизвести в изображении. Это говорит о том, что цветные снимки с цифровой камеры, которые являются таковыми по умолчанию, могут быть засняты монохромно. Почему? Потому что матрица, как правило, записывает не цветовую палитру, а количество света в цифровом эквиваленте.

Зависимость здесь пропорциональная: если изображение 1-битное, то пиксели на нём могут быть либо чёрными, либо белыми. 2 бита добавляют к этим вариантам ещё 2 оттенка серого. И так в геометрической прогрессии. Когда дело доходит до работы с цифровыми сенсорами, чаще всего используются 16-битные, так как их охват тонов сильно выше датчиков, работающих с меньшим количеством бит.

Что это нам даёт? Камера сможет обрабатывать большее количество тонов, что позволит более точно передать световую картину. Но здесь есть небольшой нюанс. Некоторые аппараты не могут воспроизводить изображения с максимальной битностью, на которую рассчитаны их матрица и процессор. Такая тенденция наблюдается на некоторых продуктах компании Nikon. Здесь исходники могут быть 12- и 14-битными. Камеры Canon, кстати, таким не грешат, насколько мне известно.

Какие могут быть последствия у таких камер? Здесь всё зависит от снимаемой сцены. К примеру, если кадр требует высокого динамического диапазона, то некоторые пиксели, максимально близкие к чёрному и белому, но являющиеся оттенками серого, могут быть сохранены как чёрный или белый соответственно. В остальных случаях разницу заметить будет практически невозможно.

Общий вывод

Итак, какой можно сделать вывод из всего вышеописанного?

  • Во-первых, стараться выбирать камеру с большой матрицей, если это нужно.
  • Во-вторых, выбирать максимально удачные точки для экспонирования. Если это невозможно, то лучше сделать несколько снимков с разными точками замера экспозиции и выбрать наиболее удачный.
  • В-третьих, стараться хранить изображения с максимально допустимой битовой глубиной, в «сыром виде», то есть в формате RAW.

Если вы начинающий фотограф и вас интересует больше информации о цифровом зеркальном фотоаппарате, да еще и с наглядными видео примерами, тогда не упустите возможность изучить курсы «Цифровая зеркалка для новичка 2.0» или «Моя первая ЗЕРКАЛКА». Именно их я рекомендую фотографу-новичку. На сегодняшний день они одни из лучших курсов для детального понимания своего фотоаппарата.

Моя первая ЗЕРКАЛКА — для сторонников фотоаппарата CANON.

Цифровая зеркалка для новичка 2.0 — для сторонников фотоаппарата NIKON.

В общем-то, это всё, что я хотел рассказать. Надеюсь, статьёй вы остались довольны и почерпнули из неё для себя что-то новое. Если это так, то советую подписаться на мой блог и рассказать о статье своим друзьям. Скоро мы опубликуем ещё несколько полезных и интересных статей. Всего доброго!

Всех вам благ, Тимур Мустаев.

Как запечатлеть все тона снимаемой сцены

Динамический диапазон – жизненно важный «òрган» вашей фотографии: или даст путёвку в жизнь или отправит в мусорную корзину. В этом уроке мы объясним, как передать на снимке все тона, присутствующие в сцене, и обсудим способы расширения динамического диапазона.

Если вы когда-нибудь фотографировали при прямом солнечном свете или сюжет, где присутствовали яркие блики и глубокие тени, то наверняка сталкивались с проблемой: фотоаппарат запечатлевает детали либо в бликах, либо в тенях, либо ни там, ни там.

Это одна из самых распространённых трудностей, с которой вы будете сталкиваться. Она не связана с экспозицией. Причина явления заключается в разнице между яркостью бликов и яркостью теней в снимаемой сцене – в её, так называемом, динамическом или тоновом диапазоне. Разница может быть настолько большой, что вы не сможете запечатлеть и блики, и тени, какой бы ни была экспозиция.

Светочувствительный сенсор цифрового фотоаппарата может различать тона из широкого диапазона, но ширина последнего не бесконечна. Как только вы соберётесь сфотографировать сюжет, тоновый диапазон которого, другими словами разница яркостей, шире динамического диапазона сенсора, возникнет проблема, описанная выше.

В этом уроке мы приведём действенные рекомендации. Мы покажем, как распознавать и оценивать проблему, а затем справляться с ней. Начнём с ответов на наиболее насущные вопросы фотографов о динамическом диапазоне. С чем его, вообще, едят?

Всё, что вам нужно знать о динамическом диапазоне

Что такое «динамический диапазон»?

Это способ, которым описываются тона на изображении: от ярчайших бликов до глубочайших теней. Динамический диапазон измеряется в «значениях экспозиции» (EV) или, что то же самое, в «стопах».

Некоторые снимаемые сцены обладают широким тоновым диапазоном. Это означает, что между яркостями самого тёмного участка сцены и самого светлого её участка значительная разница. Она измеряется в EV. Типичный представитель таких сцен – съёмка силуэта на фоне заходящего солнца. Существуют сцены с более узким тоновым диапазоном.

Как вы могли  отметить, следует рассматривать два динамических диапазона: снимаемой сцены и светочувствительного сенсора фотоаппарата.

  • Подробнее о динамическом диапазоне светочувствительного сенсора, отличиях RAW и JPEG форматов, вы можете узнать из статьи «Основы фотографии #4.4».

Одинаковы ли динамические диапазоны камеры и сцены?

Сенсор, встроенный в ваш фотоаппарат, за один щелчок затвора может запечатлеть тона только из определённого динамического диапазона. Пока разница между яркостями бликов и теней в снимаемой сцене укладывается в него, на фотографии вы увидите как детали в светах, так и детали в тенях.

Например, если динамический диапазон фотоаппарата равняется 8 EV, а разница яркостей интенсивных бликов и глубоких теней – 6 EV, то вы сохраните на изображении все детали сцены. Соответственно, в противоположном случае фотография будет содержать либо чёрные, «заваленные», пятна-тени, которые в реальности вовсе не чёрные, или белые, «пересвеченные», блики, которые в снимаемой сцене имеют вполне определённый цвет. А в некоторых случаях, картинка будет страдать и от «завала», и от «пересвета».

Автор фотографии – Маркус Хокинс (Marcus Hawkins).

У всех ли камер динамический диапазон одинаковый?

Нет, светочувствительные сенсоры различаются по своим возможностям. Чем выше динамический диапазон фотоаппарата, те больше деталей он способен запечатлеть. Например, динамический диапазон камеры Nikon D610 измеряется в пределах 13 и 14,4 EV при чувствительности ISO равной 100.

Как узнать, что камера справится с тоновым диапазоном снимаемой сцены?

Во времена плёночной фотографии ответу на этот вопрос предшествовал кропотливый труд. Вам нужно было замерить яркость самых светлых участков сцены и яркость самых тёмных её участков. Затем вычислить разницу яркостей. Наконец, проверить, что динамический диапазон плёнки, на которую вы планируете снимать, может охватить найденный тоновый диапазон снимаемой сцены, и узнать, какая экспозиция удовлетворяет этому условию.

В цифровой фотографии вам достаточно изучить гистограмму, высвечивающуюся на экране фотоаппарата. Всё что вам нужно проверить: распределение тонов снимаемой сцены (ширина гистограммы) укладывается в динамический диапазон камеры (ширина таблицы). Если гистограмма «обрезается» краями таблицы, то налицо потеря деталей. Так, «обрезание» правым краем означает потерю деталей в бликах, «обрезание» левым краем – в тенях. После того как гистограмма помогла вам прояснить ситуацию, вам следует правильно подобрать экспозицию, чтобы поместить тоновый диапазон снимаемой сцены в динамический диапазон камеры.

Очень часто, проблема с динамическим диапазоном решается именно таким способом: вы меняете экспозицию и делаете повторный снимок. Однако, бывают ситуации, когда снимаемая сцена обладает широким распределением яркостей, то есть широкой гистограммой. Широкой настолько, что заключить её между краями таблицы не удаётся ни с какой экспозицией.

В пасмурную погоду тоновый диапазон снимаемой сцены достаточно узкий – гистограмма получается узкой. Здесь если возникает проблема, то она решается подбором экспозиции. А в солнечную погоду тоновый диапазон – а вместе с ним и гистограмма – расширяется настолько, что «уместить» её в границы таблицы не получается ни при каких ухищрениях.

Что делать?

Гистограмма показывает распределение тонов во всей сцене, а не лишь тех участков, которые вам интересны! Поэтому вполне нормальным считается «потерять» тени в некоторых малозначимых участках сюжета, особенно, если вы намерены создать чёрно-белое изображение.

Получается, руководствуйтесь гистограммой, а принимайте решение своими глазами. Замерить яркость в определённом участке снимаемой сцены можно с помощью точечного экспозамера – режим измерения экспозиции, который вы можете найти в любой зеркальной цифровой камере. Измерив экспозицию в самом светлом и самом тёмном участках сюжета, вы можете оценить, есть ли хотя бы одна экспозиция, общая для обоих участков.

В качестве альтернативы вы можете фотографировать в формате RAW. Камера запечатлеет до 1 EV тонов больше, чем в съёмке в формате JPEG. Дополнительные детали вы сможете извлечь из RAW-файла на этапе обработки, в RAW-интерпретаторе. Кстати, вы не увидите во время съёмки преимуществ RAW-формата: гистограмма отображает возможности изображения, которое появляется после спуска затвора на экране фотоаппарата. А это изображение – JPEG-снимок, даже если вы фотографируете в RAW.

В съёмке в формате RAW вам как и прежде следует аккуратно выбирать экспозицию. Однако, вы располагаете здесь небольшой свободой, что может помочь вам запечатлеть очень глубокие тени или очень яркие блики.

Иногда даже съёмка в формате RAW не выручает: вы всё равно упускаете детали в светлых и/или тёмных участках сцены. Вот тогда вы можете открыть для себя мир Фотографий с Широким Тоновым Диапазоном (HDR-фотография).

Поможет ли здесь компенсация экспозиции?

Нет. Эта функция влияет на светлоту всего снимка. Вы можете сместить гистограмму влево или вправо, чтобы избежать «обрезания» справа или слева, соответственно. Но динамические диапазоны сенсора и снимаемой сцены не изменятся.

Если тоновый диапазон сцены настолько широк, что сенсор камеры не может его зафиксировать полностью, то определите для себя наиболее важные детали: они в светах или в тенях? Затем выберите соответствующую экспозицию. Обычно, целесообразно экспонировать по бликам, другими словами, уменьшать экспозицию. Это позволяет сохранить детали в светах.

Ещё, некоторые настройки камеры могут расширить имеющийся динамический диапазон сенсора.

Какие это настройки?

Динамический диапазон светочувствительного сенсора тем шире, чем меньше чувствительность ISO. Также, снимать следует в RAW-формате. RAW-изображение сохраняет гораздо больше информации, чем JPEG-изображение. Другими словами, тоновая плотность RAW-снимка выше, а значит вам проще восстановить детали в случае недоэкспозиции или переэкспозиции.

В большинстве фотоаппаратов вы найдёте функцию, которая автоматически восстанавливает детали в тенях или бликах. В Nikon-камерах она называется «Active D-Lighting», в Canon-камерах – «Auto Lighting Optimizer». Функция высветляет тени, тем самым имитирует расширение динамического диапазона светочувствительного сенсора. Обратите внимание, она работает в съёмке в формате JPEG.

Наконец, вы можете создать HDR-фотографию. Само название говорит о сути: изображение с широким тоновым диапазоном. Если не удаётся охватить тоновый диапазон снимаемой сцены одной экспозицией, то почему бы не сделать несколько снимков с разными экспозициями и не соединить их. Объединить исходные снимки вы можете с помощью специальной программы, например, Photomatix. Таким способом вы представите на итоговом изображении гораздо больше тонов снимаемой сцены, чем с помощью традиционного подхода: фотографировании с одной экспозицией. Кстати, в некоторые фотоаппараты встраивается функция HDR-съёмки, что может существенно упростить вам жизнь.

С HDR-изображениями легко переусердствовать: итоговая картинка может получиться совершенно нереалистичной. Если HDR-фотография не ваша стихия, то обратите внимание на другие способы сжатия динамического диапазона. Особенно, если вы планируете фотографировать высококонтрастную сцену.

О каких способах идёт речь?

Вы можете воспользоваться вспышками и отражателями, чтобы подсветить глубокие тени, детали которых в противном случае на снимке не отразятся. Фотографы, снимающие пейзажи, делают обратное: используют градиентные фильтры нейтральной плотности, чтобы затемнить блики и, тем самым, сохранить в них детали.

Градиентные фильтры нейтральной плотности с одного конца прозрачные, а с другого конца затемнённые. Если расположить затемнённую часть фильтра напротив яркого неба, а прозрачную часть – напротив ландшафта, то изображение неба получится затемнённым и, соответственно, его яркость приблизится к яркости ландшафта.

В настоящее время, пейзажисты используют другой приём – съёмка в две экспозиции. Экспозиция для одного снимка определяется по ландшафту, а экспозиция второго снимка – по небу. Затем два изображения «складываются» в Photoshop или в другом графическом редакторе.

Проблемные сцены

Сюжеты с контровым освещением

Если источник света располагается позади снимаемого объекта, то сторона объекта, обращённая к камере, находится в тени. Разница в яркостях фона и объекта получается очень большой.

Пейзажи с ярким небом

Переэкспонированное небо портит фотографии. В облачную погоду яркость неба может на несколько EV превышать яркость остальных частей снимаемой сцены. Здесь помогает градиентный фильтр: «понижая» яркость неба, он сужает тоновый диапазон сцены.

Интерьеры/экстерьеры

Разница освещённостей внутри и снаружи помещения в дневное время, а также разница освещённостей различных участков здания, залитого солнечным светом, несомненно превышает динамический диапазон сенсора – одной экспозиции будет недостаточно. Чтобы проявить детали за окнами, в которые врывается солнечный свет, вам придётся создавать несколько снимков с различными экспозициями.

Сюжеты с источниками света в кадре

Если в кадр попадает источник света, то область свечения будет слишком яркой в сравнении с остальными частями снимаемой сцены. Просто примите тот факт, что изображение источника получится переэкспонированным.

Решения

Пейзажи

Обычно гистограммы для подобных сюжетов содержат два высоких пика: один обозначает яркое небо, другой – тёмную землю. Скорее всего, вы не сможете охватить одновременно и блики, и тени одной экспозицией без дополнительных приспособлений.

Градиентный фильтр нейтральной плотности поможет в этой ситуации.

Портреты в контровом освещении

Когда вы фотографируете лицо человека на фоне светлого неба и выбираете экспозицию по модели, фон изображается слишком светлым. Если вы настраиваете экспозицию по небу, то получаете силуэт модели.

Воспользуйтесь вспышкой или отражателем. Установите экспозицию по светлому фону и подсветите лицо модели со стороны камеры.

Солнце и тень

В солнечный день вы можете столкнуться с высококонтрастной сценой: разница между участками, залитыми светом, и затенёнными областями может быть настолько большой, что сенсор едва ли «втиснет» её в JPEG-фотографию.

Снимайте в формате RAW. На этапе обработки вы сможете восстановить детали в «пересвеченных» или «заваленных» областях снимка.

Рассветы и закаты

На закате небо, чаще всего, значительно ярче ландшафта.

Предыдущий трюк может быть полезным, но его, иногда, недостаточно. Решение – съёмка в две экспозиции или HDR-фотография. Другими словами, создайте серию снимков с различной экспозицией, чтобы на этапе обработки «собрать» из них одно изображение, где все детали сохраняются.

Измеряем тоновый диапазон снимаемой сцены

Чтобы выбрать оптимальную экспозицию, вам нужно изучить распределение яркостей в сюжете.

Перейдите в ручной режим

В ручном режиме съёмки («M») вы можете самостоятельно оценивать экспозицию по показанию экспонометра.

Укажите значение диафрагмы

Когда вы выберите диафрагменное число, вам останется лишь подобрать соответствующую выдержку. Установите значение диафрагмы равным 8.

Включите точечный режим экспозамера

В точечном режиме (Spot exposure measuring mode) экспонометр фотоаппарата замеряет освещённость в маленьком участке изображения вокруг активной точки фокусировки. Кстати, включите дополнительно ручной выбор точек фокусировки (Single-point AF Mode).

Определите экспозицию в наиболее ярком участке сцены

Расположите активную точку фокусировки на самом ярком, на ваш взгляд, участке сюжета (только не на солнце). Затем подберите выдержку так, чтобы датчик экспонометра указывал на 0. У нас получилась 1/500 секунды.

Определите экспозицию в наиболее тёмном участке сцены

Теперь проделайте действия из предыдущего шага для самой тёмной области сюжета. У нас выдержка получилась равной 1/30 секунды.

Посчитайте разницу

Если разница между выдержками, определёнными Вами на предыдущих шагах, не превышает 4 EV, как в нашем случае, то установите среднюю выдержку. В нашем примере она равняется 1/125 секунды.

  • Если вы хотите узнать, почему между 1/30 и 1/500 секунды 4 EV, почему выдержка равная 1/125 секунды является средней между 1/30 и 1/500 секунды, то обратитесь к статье Основы фотографии #1.

Настраиваем фотоаппарат на широкий динамический диапазон

Совет #1. Снимайте в формате RAW

RAW-изображение хранит 12 или 14 бит информации вместо 8 бит у JPEG-снимка. Это даёт RAW-картинке преимущество на этапе обработки: вы можете проявить детали в очень тёмных и очень светлых областях фотографии и, тем самым, отобразить на снимке более широкий тоновый диапазон.

Совет #2. Пользуйтесь функцией расширения динамического диапазона

Производители фотоаппаратов включают в свои камеры оригинальные функции, восстанавливающие на существующем изображении детали в «пересвеченных» и «заваленных» областях снимка. Например, у Canon эта функция называется «Auto Lighting Optimizer». Часто, используя подобные функции, вы можете выбирать силу эффекта, чтобы отрегулировать «натуральность» результата.

Совет #3. Проверяйте гистограмму аккуратно

Когда вы просматриваете гистограмму, держите в голове мысль: «В RAW-файле содержится другая информация». Дело в том что гистограмма отражает ситуацию с JPEG-изображением, к которому во время съёмки уже были применены настройки фотоаппарата.

Снимаем HDR-изображения с помощью функции, встроенной в камеру

Шаг #1. Выберите ширину динамического диапазона

В режиме HDR-съёмки фотоаппарат создаёт быструю последовательность из двух-трёх кадров, затем накладывает их друг на друга, и результат наложения сохраняет в формате JPEG. Вы можете как самостоятельно определять разницу в экспозициях кадров, таки и доверять выбор камере. Чем больше число (разница), тем шире динамический диапазон итогового изображения

Шаг #2. Установите режим HDR-обработки

На HDR-изображении в глубоких тенях и ярких бликах проявляются детали: тени осветляются, блики затемняются. В итоге, итоговая картинка может выглядеть плоской. Вы можете повлиять на результат, выбрав походящий режим HDR-обработки. Тем самым, вы сможете насытить цвета, повысить контрастность и сделать линии более чёткими, другими словами, придать изображению живописный и графичный вид.

Шаг #3. Сохраните оригинальные снимки

Несмотря на то что «на выходе» получается HDR-изображение в формате JPEG, вы можете сохранить исходные снимки на карте памяти. А затем, используя специальное программное обеспечение, «объединить» фотографии в HDR-изображение так, как Вы хотите. В Canon 5D Mark III вы можете сохранить исходные снимки даже в формате RAW. Это позволит вам достичь наибольших качества и аккуратности «объединения».

Автор статьи: Marcus Hawkins

динамический диапазон и контрастность / Блог компании Кибермаркет Юлмарт / Хабр

Весь привет! Недавно мы говорили о возможностях RAW’а, тема оказалась интересной, в личку поступило много вопросов, так что держите продолжение, будем разбираться, что такое RAW и как его правильно прожарить.

Дня начала рассмотрим один из важнейших аспектов, который отличает RAW-файлы от камерных JPEG’ов: а именно динамический диапазон.

Многое в современной цифровой фотографии является наследием химическо-плёночной эпохи. Вы не поверите, но находятся всякие… любители ретро, которые создают специальные цветовые профили, чтобы цифровое фото получило характерную для плёнки определённого типа обработку: цветовые искажения, определённые (типичные для конкретных вариантов химических процессов) черты… В общем, фотография, как и любой другой вид искусства, периодически вздыхает на тему «раньше было лучше» и пытается вернуться в деньки, когда солнце было зеленее, а трава — ярче. Так вот. У плёнок были различные возможности из-за различных химических составов. Какая-то лучше передавала оттенки кожи, на какой-то другой цвета были более яркими, при этом она давала меньшую детализацию… В общем, одной из ключевых характеристик плёнки (которую долго догоняла цифра) был потрясающий динамический диапазон, характеристики которого цифровая фотография догнала не так давно.

Вместо предисловия


Статья рассчитана на новичков. Что-то осознанно опущено и может быть объяснено позднее, что-то описано не очень правильно с точки зрения профессионалов фотоиндустрии, но понятно для тех, кто пока является владельцем фотоаппарата, а не фотографом-любителем.

В данном цикле постов мы пройдём через все основы фотографии с точки зрения редактирования полученных данных с матрицы, чтобы в заключительном посте у читателей не было вопросов по определённым аспектам обработки и финализации RAW-снимков. Постов будет несколько, так что готовьтесь, задавайте вопросы, если что-то не ясно, присылайте в личку сообщения, если захотите что-то улучшить или уточнить в статье — я с радостью отвечу и поправлю пост, если где-то закрадётся ошибка или неточность.

В качестве примеров я буду использовать RAW-файлы с камеры Nikon 1 S2, о которой не так давно рассказывал, со своей штатной камеры Canon EOS 6D (о которой написано миллион всего хорошего и интересного в интернете), а также смартфонов Lumia 930 и Lumia 1020, чтобы показать, что важен не размер, а умение им пользоваться. Все RAW-файлы для экспериментов также будут выложены в общий доступ: балуйтесь, экспериментируйте, повторяйте описанные шаги, только не присваивайте себе права на фотографию. А то вам Михалков с мигалкой на голове целый месяц сниться будет.

В качестве графического редактора будет выступать самый обычный Adobe Photoshop CC 2014, триальную версию которого на 30 дней может получить любой желающий прямо сейчас, бесплатно и без смс.

Магия RAW-файла


В прошлом выпуске я уже описывал, что такое RAW-файлы и чем они хороши. Для тех, кто не читал или всё забыл, напомню буквально в двух словах: в RAW-файле содержится информация, напрямую снятая с матрицы фотоаппарата. Никакого шумоподавления, никакой пост-обработки, никаких «балансов белого» и прочих улучшайзеров. Только то, что накопили сенсели (светочувствительные блоки) и информация об условиях съёмки в «сопроводительной записке». Информации в таком файле существенно больше, чем в обычном JPEG’е, и работа с ней позволяет доставать те детали, которые на JPEG’ах будут безвозвратно потеряны. Большая часть дополнительной информации позволяет очень гибко настраивать динамический диапазон полученного кадра. Об этом диапазоне и поговорим сегодня.

Что такое динамический диапазон?


Говоря простым языком, динамический диапазон (иначе называемый «фотографическая широта») — это характеристика фотоматериала, показывающая, сколько оттенков и тонов способен передать данный материал между тем, что будет считаться стопроцентно чёрным цветом и стопроцентно белым. В случае с цифровой фотографией «фотоматериал» надо заменить на «светочувствительный элемент». Динамический диапазон отличается в зависимости от размеров сенсора, их техпроцесса, настроек и прочая прочая прочая, но все современные производители стремятся к расширению этого самого диапазона.

Сам по себе ДД измеряется в EV (exposition value) — ступенях экспозиции: у лучших плёнок он достигал 9 ступеней для чёрно-белого изображения, у специальных низкоконтрастных — более 11. Современные цифровые фотоаппараты почти не уступают по своим характеристикам, а специализированные камеры (в которых наличие изображения важнее, чем его качества) и вовсе превосходят возможности плёнки. Чтобы было проще понять, вот вам картинка. Вы её все видели.

Для простоты примера, грубо уберём всю цветовую составляющую и вернёмся в прошлое, в эпоху чёрно-белой фотографии.

Если у нас матрица с крайне узким динамическим диапазоном, для описания которого нам хватит 1 бита информации на каждую точку, то всё, что мы сможем запечатлеть будет иметь только два состояния — темнее некоей точки среднего серого или светлее. В зависимости от настроек экспозиции и выдержки мы можем получить разный результат, но в конно-сферических условиях идеальной настройки фотография с ДД, который помещается в 1 бит будет выглядеть так:


Я специально уменьшил контрастность и выбрал два оттенка серого — так картинка меньше режет глаз, а суть не меняется.

В данном изображении используется всего два цвета. Если увеличить возможности сенсора до двух бит, то есть четырёх цветов, у нас появится больше деталей: так как фотоматериал (светочувствительная матрица) сможет различать не два оттенка с максимальной и минимальной яркостью, но уже четыре: максимум, минимум и два промежуточных значения (33 и 66% яркости).

Если расширить динамический диапазон до трёх бит (8 цветов) — детализация картинки улучшится ещё сильнее:

Картинка стала значительно ближе к оригиналу обесцвеченного JPEG’а. К слову, для восстановления практически всей световой информации с исходного JPEG’а вполне достаточно 5 бит и 32 цветов:

Если мы снимаем с матрицы исходные данные в JPEG-формате, (опустим даже всю обработку, шумоподавление и прочие прелести камерного JPEG’а) то больше восьми бит на цветовой канал мы не получим.

Соответственно, динамический диапазон кадра будет ограничен суммарно 28=256-ю оттенками красного, синего и зелёного цвета в модели RGB. То есть для каждой из точек мы сможем получить один из 16 777 216 цветов, чего, на первый взгляд, вполне достаточно, но, как обычно, есть одно но… и оно всё портит.

Когда вы начинаете изменять фотографию в редакторе, часть данных неизбежно теряется из-за округления. Если работать неаккуратно, не следить за всеми участками изображения, грубо изменять изображение инструментом «Уровни» (levels), то рано или поздно вылезут следующие гадости: клиппинг, постеризация (уменьшение количества уровней, выражается гребёнкой на гистограмме), потеря деталей и микроконтраста.

Большую часть этих проблем можно избежать, если использовать 10, 12, 14 или 16 бит на канал. Во-первых, даже 10-битный вариант даёт нам 210*210*210 цветов. А это уже 1 073 741 824 различных значений для каждой точки изображения против смешных 16 с небольшим миллионов для обычных JPEG’ов. Во-вторых, в этих лишних битах RAW-файлов есть дополнительные данные, которые позволят расширить динамический диапазон и достать из него те детали, которые на JPEG’е можно считать безвозвратно потерянными.

Большинство матриц фотоаппаратов выдают 10 или 14 бит (в зависимости от модели фотоаппарата и аппаратных возможностей самой матрицы) при съёмке в RAW, но обработка в том же Photoshop’е будет вестись либо в 8-битном цветовом пространстве, либо в 16-битном. И для работы лучше использовать именно 16 бит.

Гистограмма и динамический диапазон


Практически в любом современном редакторе изображений можно найти такую штуку, которая называется гистограмма: она иллюстрирует распределение пикселов на изображении; это график, на котором указано число пикселов на каждом уровне интенсивности цвета. Работа с этим инструментом отлично описана в официальном help’е Adobe Photoshop и дублировать её здесь не вижу смысла. Если вы совсем не знакомы с этой штукой — зайдите, почитайте, будет полезно для следующих статей.

Контраст и динамический диапазон


С динамическим диапазоном тесно связан ещё один термин — контраст. Википедия даёт нам следующее определение:
Контра́ст (фр. contraste) — в оптике (сенситометрии и фотометрии) разница в характеристиках различных участков изображения, способность фотографического материала или оптической системы воспроизводить эту разницу, а также характеристика чувствительности глаза (зрительной системы) относительно яркости и цвета.

Общий контраст картинки мало зависит от динамического диапазона: в случае с двумя битами картинка может быть как ультраконтрастной, так и неконтрастной вовсе:

Вопрос в настройках камеры / сканера / конвертера, через которые проходит изображение, прежде чем становится набором цветных точек на вашем мониторе. Тем не менее, широкий динамический диапазон частно снижает микроконтраст: чёткие границы между светами и тенями в середине динамического диапазона, тёмными и яркими объектами, всякой мелочёвке, которая создаёт детализацию снимка.

Прим.: Если ваша камера при съёмке в RAW выдаёт «блёклые» и «серые» кадры, а JPEG’и получаются контрастными и яркими — восстановить «потерянные» детали поможет ползунок «сlarity» в RAW-конвертере.

Практика


Для начала возьмём вот этот JPEG (камера (или фотограф) ошиблась с экспозамером и получился лёгкий пересвет) и попробуем что-нибудь сделать с ним в фотошопе.


Скачать полноразмерную картинку

Если мы применим к ней Camera Raw как фильтр, и постараемся избавиться от всех пересветов, то мы увидим все недостатки JPEG’а: и отсутствие информации, и восьмибитное кодирование, и эффекты от обработки.

Вот наглядный пример:

И увеличенный фрагмент фотографии, если вы не сразу заметили, в чём проблема:

Если открыть то же самое фото в RAW (23.5 МБ), то мы получим доступ ко всем тем же инструментам, но при этом будем работать с 14-битным цветовым пространством (в 16-битном режиме). Для этого в нижней части конвертера нажимаем на ссылку и выбираем соответствующий режим:

При этом дополнительная информация, которая содержится в RAW, позволяет, во-первых, вытянуть весь имеющийся на кадре пересвет в нормальные оттенки без потери качества, во-вторых, расширить динамический диапазон: поправить недосвеченные области на волосах, «грязную шею», избавиться от неприятных пятен, которые появятся при редактировании JPEG’а. О том, почему пересвет вообще в целом плохо — читайте в прошлой статье.

Настраиваем экспозицию и восстанавливаем недосвеченные участки:

Устраняем искажения оптики и слегка приглушаем виньетирование:

Настраиваем цвета в соответствии с матушкой-природой и собственной задумкой на тему атмосферы снимка:

Итоговое изображение можно отправлять на ретушь (предварительно сохранив в честный шестнадцатибитный TIFF): избавляться от мелких дефектов кожи, править недоработки макияжа, добавлять спецэффекты.


Ретушь не производилась, фуллсайз

Ключевые изменения, которых мы добились на текущем этапе: нормальная экспозиция, восстановление деталей в тёмных участках, адекватный оттенок кожи, контрастная текстура стены, аккуратно передан нежно-розовый оттенок одежды.

Вместо заключения


На этом пока всё, завтра-послезавтра будет вторая часть, в которой я продолжу освещать проблему динамического диапазона и контрастности снимка: поговорим о HDR и методах его получения, мультиэкспозиции и прочих штуках. До связи!

Предложения по улучшению, комментарии, свои идеи на тему следующих статей присылайте в личку.

UPD: Спасибо barkalov и AndreyDmitriev за ценные комментарии, формулировки в статье поправлены, чтобы не вводить никого в заблуждение.



Наши обзоры:
» Подключаем оригинальные геймпады к ПК
» Razer Abyssus: самый доступный Razer
» Nikon 1 S2: однокнопочная беззеркалка
» Обзор Lenovo Miix 3-1030
» Разбираемся в арт-хаосе компании Wacom
» ASUS ZenFone 5, LG L90, HTC Desire 601 — двухсимочная война за потребителя, часть 1
» ASUS Transformer Pad
» Гарнитуры Razer Kraken

Расширяем динамический диапазон при обработке. Самый простой способ

Дата публикации: 24.06.2015

Наверняка вы не раз сталкивались с подобной ситуацией: при съёмке закатного или рассветного сюжета на фото не получается показать во всех деталях и яркое небо, и тёмную землю — либо небо выходит белёсым и невыразительным, либо на земле остаются чёрные пятна.

Как можно исправить такое положение дел?

Эта статья будет полезна фотографам, которые только начали осваивать возможности компьютерной обработки изображений.

Расширяем динамический диапазон при обработке. Самый простой способ NIKON D810 УСТАНОВКИ: ISO 50, F22, 4 с, 18.0 мм экв.

Сразу отметим, что фотографировать нужно в формате RAW, так как он более гибок в обработке и позволяет проводить многие манипуляции со снимком без потерь в качестве или же с минимальными потерями. Помножим плюсы формата RAW на то, что современные камеры Nikon (как младшие модели (например, Nikon D3300), так и старшие (например, Nikon D750)), обладают очень широким динамическим диапазоном и сохраняют информацию и о самых тёмных, и о самых светлых деталях кадра. Нам же остаётся лишь извлечь эту информацию из файла при обработке.

В фотоаппаратах Nikon формат RAW называется NEF.

Выбор формата записи изображения в меню фотокамеры Nikon

Выбор формата записи изображения в меню фотокамеры Nikon

Важно учесть, что этот формат позволяет нам сильно осветлить тени при обработке, а вот пересвеченные области спасти зачастую не удаётся. Поэтому особое внимание стоит уделить тому, чтобы на снимках не было пересвеченных областей. Иногда кадр приходится делать даже несколько темнее обычного.

Рассмотрим пример:

Выбор формата записи изображения в меню фотокамеры Nikon NIKON D810 / 18.0-35.0 mm f/3.5-4.5 УСТАНОВКИ: ISO 50, F22, 4 с, 18.0 мм экв.

Да, детали в теневых участках снимка сейчас выглядят слишком тёмными. Зато я сохранил на фото оттенки неба.

Разумеется, не нужно снимать совсем уж тёмные кадры, ведь возможности обработки RAW не безграничны. Самое главное — сохранить на нём детали в светлых участках. Не забывайте: чем больше вы будете осветлять тёмные участки при обработке, тем больше в них будет цифрового шума.

Итак, кадр сделан. Переходим к обработке. Откроем его в программе Capture NX-D. Это «родной» RAW-конвертер для фотоаппаратов Nikon. Он максимально корректно «переваривает» снимки, сделанные на камеры Nikon. Программа бесплатная, скачать её можно на официальном сайте Nikon.

Выбор формата записи изображения в меню фотокамеры Nikon

Кому-то интерфейс программы может показаться сложным. Но не пугайтесь, из всех возможностей программы сейчас нам потребуется лишь один пункт меню. А именно — окошко коррекций Tone (Detail). Вот оно:

Выбор формата записи изображения в меню фотокамеры Nikon

Чтобы вызвать это окно, нажмите на иконку, обведённую жёлтой рамкой. В синей рамке показаны регулировки, с которыми мы будем работать. Их всего три.

Highlight Protection отвечает за работу со светлыми участками кадра. C её помощью можно «вытянуть» пересвеченные области на фото.

Однако, как уже было упомянуто, в формате RAW гораздо более гибкой коррекции поддаются тёмные участки. За работу с ними отвечает регулировка Shadow Protection.

Регулировка D-Lighting HS представляет собой уникальную технологию расширения динамического диапазона от Nikon. Она тоже действует преимущественно на тёмные участки кадра. С ней-то мы и будем работать.

Передвиньте её ползунок вправо. На фотографии сразу появятся детали, которые раньше были слишком тёмными.

Я остановился на значении в 50 пунктов.

Выбор формата записи изображения в меню фотокамеры Nikon

При такой коррекции мне удалось и проявить детали в тёмных участках снимка, и сохранить естественность кадра.

Не забывайте, что для любого снимка важно сохранить «живые» цвета, поэтому нужно не переборщить с обработкой!

Выбор формата записи изображения в меню фотокамеры Nikon NIKON D810 УСТАНОВКИ: ISO 50, F22, 4 с, 18.0 мм экв.

Теперь, когда все коррекции в RAW-файл внесены, его можно конвертировать в формат JPEG, подходящий для быстрого просмотра снимков и загрузки их в Интернет. Для этого в меню File выбираем пункт Convert Files и задаём место для сохранения файла.

Выбор формата записи изображения в меню фотокамеры Nikon

Итак, мы всего лишь внесли одну маленькую корректировку в файл. Посмотрим на результат:

Выбор формата записи изображения в меню фотокамеры Nikon Выбор формата записи изображения в меню фотокамеры Nikon

Такой же трюк можно провернуть и в других RAW-конвертерах. Например, в популярных Adobe Lightroom и Adobe Camera Raw для осветления теней есть ползунок Shadows, а для затемнения светлых участков — Highlights.

Безусловно, снимок можно обрабатывать и дальше. Не стесняйтесь экспериментировать с другими возможностями и параметрами, ведь корректировки всегда можно отменить, вернув фото в исходное состояние.

Это динамический диапазон | Как стать профессиональным фотографом с нуля самостоятельно

Что это такое динамический диапазон фотоаппарата? Одни говорят, что обитает динамический диапазон в фотографии. Прямо там — внутри.
Другие рассказывают, что динамический диапазон фотоаппарата не позволяет им создавать шедевры мировой фотографии.
А третьи утверждают, что прячется он в матрице. И, чем круче матрица, тем круче кто?

Динамический диапазон (ДД), конечно. И фотограф тоже.

А Вы знаете, для чего он Вам, этот ДД?

Динамический диапазон — это разность между яркостью самой светлой и самой тёмной областей в изображении.
Заметили? Сказано кратко, да не понятно.

Значит, расскажу проще.
Чтобы Вы поняли, что такое динамический диапазон матрицы.
И применяли полученные знания в своей жизни.
А для этого рассмотрим пример из реальной практики.
Когда знание оказалось силой и помогло создать красивый фотоснимок.

Динамический диапазон матрицы

«Идёт рыбак, качается, вздыхает на ходу…»

Шучу!
На самом деле это — рыболов. И не качается он. А уж, тем более, не вздыхает.
Радуется он! Весне. Погоде. Успешной рыбалке. И компании друзей, которая рядом.
И, втайне, надеется. Что будет у него классный фотоснимок.

Если сюжет, который фотографируете Вы, содержит много тональных переходов, от белого к чёрному, такой сюжет имеет широкий динамический диапазон.
На фотоснимке Вы видите и пронзительно яркое солнце, и снег, в разной степени освещённый, и почти чёрные силуэты деревьев, минимально освещённые светом.

А эта фотография показывает, что такое узкий динамический диапазон.
Случай, когда интенсивность света незначительная и нет резких его перепадов.
И вот что интересно.
На фотографии с ягодами удалось передать почти всю широту динамического диапазона.

То есть, ягоды на фотоснимке выглядят почти так же, какими их можно было увидеть глазами.
А вот на фотографии с рыболовом, сделанной в контражуре, передать всю тональность не получилось.

Динамический диапазон человеческих глаз огромен.
Вы, одновременно, можете видеть (воспринимать) и ярко освещённое, и освещённое в средней степени, и находящееся в тени.

Динамический диапазон фотоаппарата

Динамический диапазон матрицы цифрового фотоаппарата ограничен.
Он узок. И это позволяет матрице «увидеть» только узкую часть спектра видимого Вами изображения.

Например, то, что освещено ярко, плюс то, что освещено в средней степени.
Или то, что в тени и то, что освещено незначительно.

Если Вы знаете, что матрица фотоаппарата не способна передать весь динамический диапазон, а фотографию, в условиях жёсткого освещения, хочется сделать, ответьте на вопрос.

Какая часть будущей фотографии, для Вас, является важной?
Что именно в изображении будущем является главным?

Допустим, нужно сфотографировать так, чтобы «чётко» было видно всё, что находится на свету.
Тогда Вам нужно фотографировать по «светам», чтобы хорошо проработанными оказались освещённые фрагменты сюжета.

Вот что Вы увидите.
На фото хорошо видны части изображения, ярко освещённые солнцем.
Зато, плохо различимы участки, освещённые в меньше степени.
А то, что в «тенях», стало чёрным.

Ещё одна история о том, как нужно выбирать главное в сюжете — «Я останусь здесь жить!»

А что случится, если Вы сделаете экспозамер по «теням»?
Для того, чтобы деревья, находящиеся в тени, оказались, на фотографии, хорошо проработанными.

Вот Вам результат.
Большая часть изображения, находящегося в тени, на фотографии стала различимой.
А то, что на солнце, оказалось «пересвеченным».

Что делать? Как научиться фотографировать так, чтобы спасти Ваш уникальный кадр?

ДД – это диагноз?

Динамический диапазон, вернее, правильное понимание, что это такое, приведёт Вас к решению той, или иной задачи.
Для случая, который мы рассмотрели, нужно сделать экспозамер в части сюжета, которая освещена «в среднем».
И принести в жертву то, что находится и в «светах», и «тенях».

В результате, Вы получите «усреднённую» фотографию.
Более подробно, о технике экспозамера, читайте в статье «Для чего нужна серая карта?»
Это — одна из техник фотосъёмки в жёстких условиях освещения. И это — возможность «спасти» динамичный кадр.

ДД — это возможность!

Пусть матрица Вашей любительской «цифры» кропнутая.
И Вы знаете, что не получится создать фото файл высокого качества, который можно напечатать с размером, допустим, 60х90 см.
Конечно, не получится! Если это будет только один файл.
Но, фотографическую задачу Вы поставили.
И решить её можно разными способами.

Ловите ещё один.

Здесь Вас эксповилка выручит!
Установите фотоаппарат на штатив и сделайте 3-7 дублей с разной экспозицией.
А после этого — «тонко» поработайте в Photoshop, чтобы «на выходе»

получить прекрасный HDR файл.

Вот они — фрагменты технологии, изучив которые, Вы, безусловно, и в самое ближайшее время станете художником.
Человеком, который владеет фотографической техникой, техникой «светописи» и называется фотохудожник.

А потренироваться Вы сможете на тренажёре начинающего фотографа.

И ещё.
Рассказы, которые помогут Вам создавать красивые фотографии:

Что это такое динамический диапазон фотоаппарата? На самом простом языке — это способность матрицы фотоаппарата получить и передать Вам определённое количество яркости и цвета. Чем больше по размеру матрица, чем шире её динамический диапазон. Тем больший диапазон яркостей и цвета матрица сможет передать на фотографии.

Автор: Виталий Гребенников, сайт «Русская фотография»

Надеюсь, Вам понравилась статья. Благодарю за Ваше внимание.
Поделитесь, пожалуйста, новым знанием с Вашими друзьями — нажмите на кнопки социальных сетей.
Спасибо!

Динамический диапазон в фотографии - это... Что такое Динамический диапазон в фотографии?

Для характеристики динамического диапазона пленок обычно используют понятие фотографическая широта (фотоширота), показывающая тот диапазон яркостей, который пленка может передать без искажений, с равным контрастом (диапазон яркостей линейной части характеристической кривой плёнки). Полный ДД плёнки обычно несколько шире фотошироты и виден на графике характеристической кривой плёнки.

Фотоширота слайда составляет 5-6EV, профессионального негатива — около 9EV, любительского негатива — 10EV, киноплёнки — до 14EV.

Расширение динамического диапазона

Динамического диапазона современных камер и пленок недостаточно для того, чтобы передать любой сюжет окружающего мира. Особенно это заметно при съемке на слайд или компактную цифровую камеру, которые зачастую не могут передать даже яркий дневной пейзаж в средней полосе России, если там есть объекты в тени (а диапазон яркостей ночного сюжета с искусственным освещением и глубокими тенями может доходить до 20EV). Эта проблема решается двумя путями:

  • увеличение динамического диапазона камер (видеокамеры для систем наблюдения имеют заметно больший динамический диапазон, чем фотокамеры, однако это достигается путем ухудшения других характеристик камеры; каждый год выходят новые модели профессиональных камер с лучшими характеристиками, при этом их динамический диапазон медленно растет)
  • комбинирование изображений, снятых с разной экспозицией (технология HDR в фотографии), в результате которого возникает единое изображение, содержащее все детали из всех исходных изображений, как в крайних тенях, так и в максимальных светах.
Файл:HDRIexample.jpg

HDRi фотография и три снимка, из которых она собрана

Оба пути требуют решения двух проблем:

  • Выбор формата файла, в который можно записать изображение с расширенным диапазоном яркостей (обычные 8-битные sRGB файлы для этого не подходят). На сегодня самыми популярным форматами являются Radiance HDR, Open EXR, а так же Microsoft HD Photo, Adobe Photoshop PSD, RAW-файлы зеркальных цифровых камер с большим динамическим диапазоном.
  • Отображение фотографии с большим диапазоном яркостей на мониторах и фотобумаге, имеющих существенно меньший максимальный диапазон яркостей (contrast ratio). Данная проблема решается с помощью одного из двух методов:
    • тональная компрессия, при которой большой диапазон яркостей уменьшается в небольшой диапазон бумаги, монитора или 8-битного sRGB-файла путем уменьшения контраста всего изображения, единым образом для всех пикселей изображения;
    • тональное отображение (tone mapping, тонмаппинг), при котором производится нелинейное изменение яркостей пикселей, на разную величину для разных областей изображения, при этом сохраняется (или даже увеличивается) оригинальный контраст, однако тени могут выглядеть неестественно светлыми, и на фотографии могут появиться ореолы на границах областей с разным изменением яркости.

Пример изображения, созданного по технологии HDR из трех исходников, и исходных фотографий к нему, можно посмотреть здесь: http://skoblov.livejournal.com/4190.html

Тонмаппинг также может использоваться и для обработки изображений с небольшим диапазоном яркостей для повышения локального контраста.

Из-за способности тонмаппинга выдавать «фантастические» картинки в стиле компьютерных игр, и массового представления таких фотографий с вывеской «HDR» (даже полученных из одного изображения с небольшим диапазоном яркостей) у большинства профессиональных фотографов и опытных любителей выработалось стойкое отвращение к технологии расширения динамического диапазона из-за неверного мнения о том, что она нужна для получения таких картинок (приведенный выше пример показывает использование методов HDR для получения нормального реалистического изображения).

См. также

Ссылки

  • Определения основных понятий:
    • БСЭ, статья «фотографическая широта»
    • Горохов П. К. «Толковый словарь по радиоэлектронике. Основные термины» — М.: Рус. яз., 1993
  • Фотоширота пленок и ДД фотоаппаратов
  • Форматы файлов:

Сравнение динамического диапазона цифровых фотоаппаратов

Как определить динамический диапазон при выборе камеры?

Measuring Dynamic Range :: Paris Opera

Динамический диапазон - одно из важнейших соображений при выборе камеры в цифровую эпоху. Если вы не знакомы с динамическим диапазоном, это диапазон оттенков, который ваша камера может захватывать между чистым белым и чистым черным. Чем шире диапазон, тем лучше.

Динамический диапазон особенно важен для фотографа на открытом воздухе, потому что вы почти всегда пытаетесь запечатлеть широкое неравенство тонов.Очевидный пример - типичный пейзаж, в котором небо намного ярче переднего плана. Вам нужна камера, способная справиться с большим несоответствием тонов, не заставляя небо на вашем изображении «вздуваться» (становиться чисто белым) или передний план не становиться чисто черным. Таким образом, динамический диапазон является действительно важным фактором при первоначальном выборе камеры.

Тем не менее, если вы посмотрите спецификации любой камеры, вы не найдете определенного динамического диапазона. Было бы неплохо, если бы во всех характеристиках камеры была строка, которая выглядела бы примерно так:

Динамический диапазон: 10.2 остановки

Но они этого не делают. На самом деле, как покажет оставшаяся часть этой статьи, весь предмет представляет собой беспорядок.

Нет простого теста для измерения динамического диапазона

Каким бы важным ни был динамический диапазон, вы можете подумать, что производители будут систематически тестировать все эти камеры и сообщать вам, насколько широк динамический диапазон для каждой модели. Должна быть согласованная шкала. Похоже, они могли просто сфотографировать что-то с большим несоответствием тонов, а затем (а) увидеть, насколько темными стали тона, прежде чем они стали чисто черными, и (б) увидеть, насколько светлые тона камера могла захватывать раньше. они стали чисто белыми.Они могли бы просто измерить разницу в f-ступенях и вуаля , у нас была бы простая шкала для измерения динамического диапазона.

Оказывается, не все так просто.

Некоторые, кто рассматривает камеры, на самом деле пытались создать масштаб или, по крайней мере, сравнить разные камеры (несколько из них вы увидите позже в этой статье). Однако результаты очень противоречивы. Проблема с созданием простой шкалы для измерения динамического диапазона связана с темными тонами. Когда камера пытается запечатлеть действительно темные тона, настоящий враг не делает тона полностью черными.Скорее враг - шум. В какой-то момент шум просто берет верх, и темные тона становятся непригодными. Следовательно, нижняя граница шкалы динамического диапазона определяется не «чистым черным», а «пригодным для использования черным». Это приводит к большой неуверенности в том, когда черные станут непригодными для использования.

Измерение динамического диапазона становится еще сложнее. Например:

  • : динамический диапазон камеры различается на разных уровнях ISO. По мере увеличения уровня ISO вашей камеры динамический диапазон фактически уменьшается.Частично это является функцией упомянутого выше повышенного шума при более высоких значениях ISO.
  • Тип файла также имеет значение. Файл Raw обычно имеет больший динамический диапазон, чем JPEG.
  • На динамический диапазон также влияют различные настройки камеры. Например, многие камеры имеют функцию расширения динамического диапазона (Canon называет это Auto Lighting Optimizer, а Nikon называет их Active D-Lighting), которая при включении немного улучшает динамический диапазон. Повышение резкости в камере также уменьшает динамический диапазон изображения.

Соответственно нет принятой всеми шкалы для измерения динамического диапазона.

Есть ли другие измерения, которые мы можем использовать для сравнения динамического диапазона различных камер? Вроде, как бы, что-то вроде.

Как работает динамический диапазон в вашей камере

Сначала давайте посмотрим, как работает динамический диапазон в камере. Это поможет показать вам, на что следует смотреть, чтобы определить, насколько широким динамическим диапазоном будет камера.

Цифровой сенсор фотоаппарата разделен на крошечные фотосайты, которые собирают свет.Фотосайты создают пиксели на вашем изображении. Каждый фотосайт - это, по сути, ведро, в котором собираются фотоны света. Если корзина пуста, пиксель черный. Когда вы добавляете фотоны света, ведро начинает наполняться. Когда ведро заполнено, пиксель становится полностью белым. Добавление фотонов света после заполнения ведра ничего не изменит, поскольку оно уже чисто белое.

Идея состоит в том, чтобы иметь большое ведро для большого количества фотонов. Чем больше вместимость ведра, тем больше расстояние между черным (пустым) и белым (полным).Следовательно, динамический диапазон увеличивается.

Как у вас ведро побольше? Имея более крупные пиксели.

Как у вас пиксели побольше? Имея датчик изображения большего размера. У меньшего сенсора может быть меньше пикселей, чтобы пиксели оставались большими, но тогда вы можете столкнуться с проблемами разрешения.

Я получил эту аналогию с ведром с веб-сайта под названием Cambridge in Color. На их веб-сайте есть много хороших объяснений технических аспектов фотографии.

Что мы узнали на данный момент

Давайте остановимся на этом и подумаем, что мы можем извлечь из обсуждения.На самом деле здесь есть несколько важных вещей. Хотя у нас нет теста или числа, определяющего для нас динамический диапазон, теперь мы знаем, что определяет нижний и верхний пределы шкалы:

  • Нижний (черный) край динамического диапазона камеры определяется количеством шума, создаваемого датчиком. Следовательно, при определении этого момента вам следует обратить внимание на характеристики камеры при слабом освещении.
  • Верхний (белый) конец динамического диапазона камеры определяется размером пикселя.Поскольку это определяется размером датчика, вам нужно будет посмотреть на размер датчика, чтобы определить эту точку.

Это оставляет нам характеристики при слабом освещении, определяющие нижний (темный) конец диапазона, и размер сенсора, определяющий высокий (яркий) конец диапазона.

Когда вы покупаете камеру и думаете о динамическом диапазоне, вы, вероятно, уже учитываете эти две вещи. Однако, если вы хотите измерить динамический диапазон камеры, сразу стоит проверить эти два момента.

Дополнительные критерии измерения динамического диапазона

Динамический диапазон цифровой камеры также определяется ее битовой глубиной. Каждый пиксель имеет определенное количество бит. Чем больше, тем лучше. Думайте о каждом бите как о переключателе, и чем больше у вас переключателей, тем больше вариантов цвета доступно для каждого пикселя. Это означает, что у вас может быть больше тонов разных цветов.

Jpeg - это обычно 8-битные файлы, а Raw-файлы могут быть до 16-битных. Поскольку используемые измерения являются логарифмическими, разница между 8-битным файлом и 12-битным файлом огромна.Дополнительные сведения о различиях в битовой глубине см. В этой статье. На данный момент суть в том, что вы должны проверить разрядность камеры, которую собираетесь приобрести.

На практике битовая глубина, вероятно, не повлечет за собой каких-либо изменений в вашем решении о покупке камеры. Почти все зеркалки имеют битовую глубину 14. Беззеркальные камеры с APS-C или полнокадровыми датчиками также обычно 14-битные. Однако некоторые камеры Micro 4/3 являются 12-битными.

Сравнение динамического диапазона

На рынке есть 2 компании, которые провели всесторонние испытания динамического диапазона цифровых камер.Они называются DxO Mark and Digital Photography Review (DP Review). Ни один из них не идеален, и оба вызывают довольно важные вопросы (к которым мы вернемся позже). В любом случае, оставшаяся часть этой статьи будет результатами этих наборов тестов. Давайте посмотрим на них сейчас.

Сравнение знаков DxO

Во-первых, вот результаты тестирования динамического диапазона, проведенного DxO Mark (я расскажу о результатах ниже):

Dynamic Range of Digital Cameras as measured by DxO Mark

Судя по результатам DxO Mark, как и следовало ожидать, учитывая приведенное выше обсуждение, больший датчик дает вам больший динамический диапазон.Камеры с сенсорами Micro-4/3 имели в среднем около 12,5 ступеней динамического диапазона. Камеры с датчиками размера APS-C в среднем делали 12,9 ступени (увеличение чуть менее 1/2 ступени), а полнокадровые камеры - в среднем 13,25 ступени (еще одно увеличение менее 1/2 ступени). Это вряд ли кардинальное изменение, но, безусловно, стоит задуматься.

Также существует небольшая корреляция между ценой камеры и динамическим диапазоном. Как правило, чем больше вы платите, тем выше динамический диапазон. Этого тоже следовало ожидать.

Однако есть значительная потенциальная проблема с данными DxO Mark, и именно так они относятся к различным производителям. DxO Mark постоянно ставит Nikon очень высоко, а Canons - очень низко. Вы можете увидеть это на этой диаграмме, но это становится еще более очевидным, если вы внимательно посмотрите на данные DxO Mark. Рассмотрим:

  • В оценке динамического диапазона DxO Mark помещает камеры Nikon в 7 из 10 лучших протестированных камер (включая 5 лучших). Камеры Nikon DxO Mark входят в 20 из 50 лучших.Сколько камер Canon входит в топ-50 DxO Mark? Ответ: 0. Верно, не одна из 50 лучших камер. У DxO Mark есть наведенные и снятые с производства модели, которые имеют рейтинг намного выше, чем даже профессиональные камеры Canon.
  • В общей оценке сенсоров камеры (которая также учитывает характеристики при слабом освещении и цвет в дополнение к динамическому диапазону), DxO Mark поместил Nikon в 6 из 10 лучших мест, а также на 15 из 30 лучших. 30 лучших? Опять ноль.

Если хотите, называйте меня апологетом Canon, но в этом нет никакого смысла.Может ли Nikon иметь в этом отношении преимущество перед Canon? Конечно. Но считаю ли я правдоподобным, что сенсоры Nikon полностью доминируют над Canon, и никто другой не заметил и не написал об этом? Нет.

Не поймите меня неправильно. Я не думаю, что DxO Mark собирается заполучить Canon или участвует в каком-то заговоре. Но я действительно думаю, что в их тестах есть что-то, что склоняет в пользу одних производителей и против других. Я ничего не знаю о специфике их тестов, но результаты, полученные между производителями камер, дико несовместимы со всем, что я когда-либо испытывал или слышал об этих камерах.Кроме того, как показано ниже, эти результаты также не согласуются с другими проведенными испытаниями.

DP Обзор Сравнения

Еще одна группа, которая проводит тесты динамических диапазонов цифровых камер - DP Review. Вот диаграмма с их результатами (я расскажу о результатах ниже):

Chart showing Dynamic Ranges of digital cameras based on DP Review data

Прежде чем обсуждать результаты, сделаю несколько примечаний к приведенной выше таблице DP Review:

  • DP Review фактически не создает общую диаграмму, показывающую все модели камер, которые они тестировали.Скорее, эту диаграмму я собрал по кусочкам, просмотрев графики на веб-сайте DP Review.
  • Вы могли заметить, что всех последних моделей цифровых фотоаппаратов нет в таблице DP Review. Например, вы не увидите Nikon D810, Sony A7II или Canon 7D mark ii. Несмотря на то, что DP Review на сегодняшний день протестировал более 100 камер, кажется, что им потребуется время, чтобы провести эти тесты, так что многие из недавно выпущенных камер не были протестированы.

Результаты DP Review обычно показывают динамические диапазоны текущих цифровых камер, сгруппированные около 9.Половина показанных выше камер имеют динамический диапазон в пределах 1/2 ступени от 9. Все они имеют динамический диапазон от 8 до 10.

Тестирование, проведенное DP Review, не показывает улучшения динамического диапазона цифровых камер с более крупными сенсорами. Во всяком случае, камеры с меньшими сенсорами, как правило, имеют более высокий динамический диапазон. Это прямо противоречит тестированию DxO Mark.

Кроме того, DP Review не оценивает Nikon значительно выше, чем Canon. Во всяком случае, Canons лучше, чем Nikons в тестировании DP Review.

Сравнение результатов тестирования

Так что же нам остается? Очевидно, в небольшом беспорядке. Вот сравнение результатов тестирования, проведенного DxO Mark и DP Review:

  • Нет единого мнения относительно фактического динамического диапазона большинства цифровых камер. DxO Mark помещает большинство камер между 12 и 15 ступенями; в то время как DP Review показывает только динамический диапазон 8–10 ступеней.
  • Нет единого мнения о влиянии более крупного цифрового датчика. Теоретически это должно иметь большое влияние.DxO Mark демонстрирует такое влияние. Однако тестирование DP Review - нет.
  • Нет четкой корреляции между ценой и динамическим диапазоном. В то время как марка DxO показывает умеренную корреляцию между ценой и динамическим диапазоном, DP Review фактически показывает умеренную обратную корреляцию.
  • Неясно и влияние производителя камеры. Как упоминалось выше, DxO Mark показывает, что Nikon значительно превосходит Canon. DP Review, кажется, оценивает Canon немного выше, чем Nikon.У обоих Sony дела обстоят неплохо.

Выводы

Динамический диапазон, хотя и важен, сложно осознать. Без единого стандарта или спецификации от производителей сравнивать модели сложно. Кроме того, из-за присущей им нечеткости результатов, даже когда вы видите результаты тестирования, они могут быть подвергнуты сомнению. Как показывает тестирование DxO Mark и DP Review, нет ни единой шкалы, ни согласованности между тестами.

Надеюсь, приведенная выше информация поможет вам сравнить конкретные модели, которые вы, возможно, рассматриваете. Если модели, которую вы собираетесь купить, нет в моих графиках, вы все равно можете посмотреть на другие факторы, чтобы оценить, как камера должна работать. Начните с выбора желаемого размера сенсора, затем просмотрите все тесты производительности при слабом освещении и убедитесь, что битовая глубина соответствует другим моделям (обычно 14, когда я это пишу). Но помните, что динамический диапазон - одно из многих соображений, и переходите к другим аспектам, которые важны для вас.

,

Как понимать и использовать динамический диапазон для получения потрясающих фотографий

Выдувание светлых участков или недоэкспонирование теней разрушает детали ваших изображений. Это оставляет фотографию тусклой.

Понимание динамического диапазона может помочь сохранить эти детали неизменными. От неба на пейзажной фотографии до теней в уличной фотографии.

Узнайте, как добиться максимального динамического диапазона от камеры, из этого руководства для начинающих.

a dramatic photo of a bridge over a river at sunset, utilizing dynamic range in photography

a dramatic photo of a bridge over a river at sunset, utilizing dynamic range in photography a dramatic photo of a bridge over a river at sunset, utilizing dynamic range in photography

Что такое динамический диапазон?

Камеры не могут уловить все детали сцены при слишком ярком свете.Либо самые яркие области превратятся в белые пятна. Или самые темные области станут черными без деталей. Динамический диапазон объясняет, почему именно это происходит.

Датчик цифровой камеры (или полоса пленки) может улавливать только ограниченный диапазон света. Это динамический диапазон. Ограничения динамического диапазона часто проявляются в ярких сценах с большим контрастом.

В пасмурный день большинство фотоаппаратов может запечатлеть самые темные и самые яркие области изображения. Он будет правильно экспонирован на одном кадре.Добавьте яркий, направленный свет, и это совсем другая история. Сюда входят портреты с подсветкой или пейзажные сцены.

a stunning mountainous landscape surrounding a lake, utilizing dynamic range in photography

Динамический диапазон в фотографии - это диапазон света, который камера может уловить за одну экспозицию. Человеческий глаз может видеть детали в свете с динамическим диапазоном около 20 ступеней. Цифровым зеркальным фотокамерам и беззеркальным камерам часто удается уловить половину этого количества.

Камеры не видят такой же динамический диапазон, как наши собственные глаза. Это сияющее голубое небо, которое вы видите на камеру, становится переэкспонированной белой массой.Или полностью темный передний план.

Настройки, используемые в камере, могут определять, для каких настроек установлен этот диапазон. К ним относятся яркие условия, такие как солнечный свет. Или в темных условиях, например, при ночной съемке.

Экспонирование самых ярких областей изображения не повлияет на эти области. Но остальная часть сцены будет темной, как в силуэте. Или вы можете выставить самые темные части сцены. В результате светлые участки превращаются в белые пятна.

Наконец-то можно было выставить для полутонов.Но вы можете потерять детали как на ярких, так и на темных участках изображения.

Вы можете выбрать экспозицию, чтобы сохранить светлые участки, полутона или тени нетронутыми. Но выдержка и диафрагма не увеличивают пределы динамического диапазона камеры.

ISO играет роль в динамическом диапазоне. Более высокие настройки ISO ограничивают диапазон света, который захватывает камера. ISO не решит большинство проблем с динамическим диапазоном. Это может сыграть небольшую роль в том, что камера способна снимать.

Использование низкого ISO не позволит вам идеально запечатлеть высококонтрастную сцену.Но это дает преимущество перед высокими ISO.

Динамический диапазон не означает, что вы вынуждены выбирать между тем, чтобы оставить самые яркие или самые темные области изображения нетронутыми на всю жизнь.

Вы можете использовать трюки в камере и / или редактировать фотографии. И вы можете выйти за рамки того, что ваша камера способна сделать за один снимок. Вот как исправить распространенные проблемы с динамическим диапазоном в фотографии.

a photo of a bird flying by a stone tower, what is dynamic range in photography

Как улучшить динамический диапазон без редактирования фотографий

Вы можете расширить динамический диапазон с помощью High Dynamic Range.Но у процесса HDR есть несколько недостатков (подробнее об этом чуть позже).

Есть и другие приемы, которые можно использовать. Это позволит избежать переэкспонирования светлых участков или недоэкспонирования теней в камере.

Многие из этих приемов фактически не регулируют динамический диапазон, который камера может захватывать. Вместо этого они регулируют диапазон света в сцене, добавляя или удаляя свет.

Снимайте снова в лучшую погоду, в тени или под другим углом

Самый распространенный тип сцены, которую камера не может хорошо запечатлеть в одном кадре, - это сцена, ярко освещенная солнцем.Иногда можно дождаться лучшей погоды, другого времени дня или уйти в тень. Это может контраст в сцене.

Допустим, вы снимаете в солнечный полдень. Вы снимаете сцену с широким динамическим диапазоном между ярким солнцем и окружающим пейзажем.

Дождитесь облачного дня или снимайте рано или поздно днем, когда солнце не светит над головой. Это упростит съемку кадра.

a photo of a tree casting shadows by a stone wall, utilizing dynamic range in photography

Другой вариант, в зависимости от типа съемки, - переместить объект в тень.

Может помочь даже корректировка композиции. Направьте камеру на солнце, и небо станет намного ярче, чем пейзаж с подсветкой.

Если вы приложите солнце к спине, это поможет осветить сцену. Это создаст вид с достаточно узким динамическим диапазоном, чтобы ваша камера могла его захватить.

Дождаться лучшей погоды или развернуться - не всегда вариант - или лучший вариант. Нельзя фотографировать закат спиной к солнцу. Или, может быть, вы путешествуете и у вас есть только один шанс полюбоваться этим видом перед собой.

Самый простой вариант - дождаться лучшей погоды или лучшего ракурса. Но это не единственные варианты.

Используйте градуированный фильтр нейтральной плотности

Градуированный фильтр нейтральной плотности может решить одну из наиболее распространенных проблем с динамическим диапазоном - слишком яркое небо. Он блокирует свет только от части изображения.

Подобно солнцезащитным очкам для объектива камеры, фильтр нейтральной плотности помогает блокировать свет. Градуированный фильтр нейтральной плотности блокирует свет только в части фотографии.Это делает его идеальным инструментом для решения проблем с динамическим диапазоном.

Поместите затемненную часть фильтра на небо (или любую другую часть изображения, которая слишком яркая). Теперь небо становится сбалансированным с остальной частью сцены.

Вы больше не пытаетесь увеличить способность камеры захватывать более широкий динамический диапазон. Вместо этого градиентный фильтр нейтральной плотности уменьшает диапазон света в сцене. Еще до того, как это пройдет через объектив камеры.

Градуированные фильтры нейтральной плотности бывают разных степеней силы.Если небо немного переэкспонировано, более светлый фильтр, такой как GND .3, может помочь.

Если небо сильно переэкспонировано, вам понадобится более сильный фильтр, чтобы исправить эту проблему. Попробуйте GND 3.0.

a lone figure sitting on a wooden pier by a lake, utilizing dynamic range in photography

Квадратные или прямоугольные градуированные фильтры нейтральной плотности работают лучше, чем круглые ввинчиваемые. Они предлагают большую гибкость при размещении там, где находится более темная часть фильтра.

Фильтры

- один из самых простых способов исправить проблемы с динамическим диапазоном.Но они не подходят для каждого сценария. Градуированные фильтры нейтральной плотности лучше всего работают с прямым горизонтом.

Представьте, что вы делаете снимок небоскребов, выступающих в небо. Этот же фильтр затемнит верхнюю часть небоскребов и небо.

Использовать вспышку или искусственное освещение

Другой вариант - добавить больше света. Использование вспышки или видеолампы поможет заполнить самые темные участки изображения.

Заполнение теней уменьшает разницу между темными и светлыми областями.Это позволяет вашей камере захватить весь диапазон света на одной фотографии.

Рассмотрим портрет, освещенный солнцем сзади. Используя режим замера камеры, вы можете выставить лицо, чтобы объект оставался хорошо экспонированным. Это оставит фон переэкспонированным.

При использовании вспышки количество света на объекте становится намного ближе к количеству света на фоне. Теперь объект и фон освещены одинаково. Вы увеличили динамический диапазон изображения до того, что датчик камеры способен захватить за один снимок.

Вы можете использовать вспышку, чтобы сузить динамический диапазон сцены. Достаточно, чтобы камера снимала без редактирования.

Фотографы, занимающиеся недвижимостью, например, часто используют беспроводную вспышку. Это создает яркую и веселую комнату, не пересекая вид из окон.

Flash - отличный инструмент для съемки высококонтрастных сцен. Но для начала

часто бывает сложнее.

Лучшие фотокамеры с динамическим диапазоном, рейтинг

Эта статья, впервые опубликованная в декабре 2018 г., была обновлена ​​8 мая 2019 г.

Существует множество переменных, влияющих на качество неподвижного изображения, но динамический диапазон, возможно, является одним из самых важных. В то время как производители фотоаппаратов часто рекламируют динамический диапазон, которого они могут достичь в видео, они обычно умалчивают о динамическом диапазоне своих моделей при съемке фотографий.

В этом списке мы собрали результаты тестирования нашего партнера по лаборатории, компании Image Engineering, для ранжирования камер по тому, сколько ступеней динамического диапазона они обеспечивают при съемке неподвижных изображений. Мы разделили список на две категории: динамический диапазон, достигаемый при базовом ISO, а также самый широкий динамический диапазон, которого можно достичь независимо от ISO.

Image Engineering (IE) использует специальную прозрачную тестовую мишень для измерения динамического диапазона. Диаграмма состоит из серых участков, которые показывают четко выраженную и регулярно повторно измеряемую яркость (в единицах кд / м2).Анализ заключается в проверке того, как камера отображает серые пятна.

Выполняемые ими измерения определены в стандартах ISO14524 и ISO15739. (Полную методологию тестирования IE можно найти здесь.)

Динамический диапазон камеры определяется контрастом между самой высокой яркостью, которая может быть воспроизведена, и самой низкой яркостью, которую можно воспроизвести. Максимальная яркость, которую можно воспроизвести, ограничивается клиппингом. Таким образом, если яркий объект визуализируется до максимального цифрового значения (например, 255 для 8-битного изображения), даже более яркий объект не получит более высокое цифровое значение, и информация будет потеряна.

Самая низкая яркость ограничена шумом. Таким образом, как только отношение сигнал-шум (SNR) становится слишком низким, информация теряется, и даже более темный объект не может быть различен. В то время как стандарт ISO определяет порог на основе теории сигналов с SNR = 1, Image Engineering использует немного более сложный порог SNR = 3, основываясь на их двадцатилетнем опыте в цифровой фотографии.

Динамический диапазон - это отношение, которое может быть выражено в различных единицах измерения. Image Engineering сообщает о динамическом диапазоне обычно в единицах измерения «f-ступени» или «EV» (значение экспозиции).Каждая диафрагма увеличивает контрастность вдвое. Динамический диапазон в 10 ступеней диафрагмы соответствует контрасту 1000: 1.

Ни один список не идеален. В этом случае следует отметить несколько моментов в отношении этих рейтингов. Результаты тестирования Image Engineering измеряют только производительность JPEG, а не файлов RAW (которые имеют более широкий динамический диапазон). Существует несколько причин, по которым Image Engineering ограничивает свои измерения файлами JPEG, включая (отсутствие) доступности профилей камеры в программном обеспечении обработки RAW, когда камера прибывает в лабораторию.Если / когда станут доступны результаты в формате RAW, мы обновим и исправим эти рейтинги.

Также следует иметь в виду, что Image Engineering на сегодняшний день протестировала только одну камеру среднего формата (Fujifilm GFX-50R). Камеры среднего формата могут предложить более широкий динамический диапазон, чем их аналоги меньшего формата. Кроме того, этот список не охватывает все камеры, доступные на рынке, - только те, которые прошли лабораторные исследования IE. Тем не менее, с 2017 года он включает в себя множество важных выпусков и будет постоянно обновляться по мере тестирования новых моделей.

Не пропустите: лучшие камеры для воспроизведения цвета


# 1 Leica Q2

Canon EOS R Camera Review

# 2 Canon EOS R

Canon EOS R Camera Review

# 3 Leica CL

The Canon EOS M-50 Camera

# 4 Canon EOS M50

The Canon EOS M-50 Camera

# 5 Olympus OM-D E-M10 Mark III

Canon EOS RP

# 6 Canon EOS RP

  • Обеспечивает 11 ступеней динамического диапазона при ISO 400.
  • Цена: 1299 долларов

# 7 Fujifilm X-h2

Canon EOS RP

# 7 Canon 6D Mark II (связанный)

Canon EOS RP

# 8 Fujifilm GFX-50R (связанный)

Canon EOS RP

# 8 Fujifilm X-E3 (связанный)

Canon EOS RP

# 8 Canon EOS Rebel SL2 (связана)

  • Обеспечивает 10,8 ступени динамического диапазона при ISO 100.
  • Цена: 499 долларов США
Panasonic G9

# 9 Panasonic Lumix G9 (привязанный)

Sony a6400

# 9 Sony a6400 (связана)

The Sony a7 III Camera # 10 Sony a7 III

The Sony a7 III Camera # 11 Sony a7R III

The Sony a7 III Camera

# 12 Sony a9

Pentax K-1 Mark II Camera

# 12 Pentax K-1 Mark II (связанный)

Panasonic GH5s Camera

# 13 Panasonic GH5S

Panasonic LX100 II

# 14 Panasonic Lumix LX100 II

  • Доставляет 9.9 ступеней динамического диапазона при ISO 400.
  • Цена: 1000 долларов
Fujifilm

# 15 Fujifilm X-T3

Fujifilm

# 16 Leica M10-P

  • Обеспечивает 9,7 ступени динамического диапазона при ISO 800 и ISO 1600.
  • Цена: 7 995 долларов США

Sony RX100 VI

# 17 Sony RX100 VI

Fujifilm X-T30

# 18 Fujifilm X-T30

  • Обеспечивает 9,5 ступеней динамического диапазона при ISO 160
  • Цена: 899 долларов США
Panasonic Lumix S1 camera review

# 19 Panasonic Lumix S1 (привязанный)

Panasonic S1 Full Frame Mirrorless Camera

# 19 Panasonic Lumix S1R (связанный)

  • Доставляет 9.4 ступени динамического диапазона при ISO 1600.
  • Цена: 3 698 долларов США
Panasonic S1 Full Frame Mirrorless Camera

# 20 Nikon Z 7

Nikon Z6

# 21 Nikon Z 6

  • Обеспечивает 9 ступеней динамического диапазона при ISO 100.
  • Цена: 2 000 долларов США
Nikon D850

# 22 Nikon D850

Fujifilm

# 23 Fujifilm X-T100

Canon EOS R Camera Review

# 1 Leica CL

The Canon EOS M-50 Camera

# 2 Canon EOS M50

The Canon EOS M-50 Camera

# 3 Olympus OM-D E-M10 Mark III

Canon EOS R Camera Review

# 4 Canon EOS R

Canon EOS RP

# 5 Fujifilm GFX-50R

Canon EOS RP

# 5 Canon EOS Rebel SL2 (связана)

  • Доставляет 10.8 ступеней динамического диапазона.
  • Цена: 499 долларов
Panasonic G9

# 6 Panasonic Lumix G9 (привязанный)

Sony a6400

# 6 Sony a6400 (связана)

Sony a6400

# 7 Leica Q2

The Sony a7 III Camera # 8 Sony a7 III

The Sony a7 III Camera

# 9 Sony a9

Pentax K-1 Mark II Camera

# 9 Pentax K-1 Mark II (связанный)

Canon EOS RP

# 10 Fujifilm X-E3

Sony RX100 VI

# 10 Sony RX100 VI (привязано)

Sony a7R III

# 10 Sony a7R III (Связанный)

Fujifilm X-T30

# 11 Fujifilm X-T30

  • Доставляет 9.5 ступеней динамического диапазона.
  • Цена: 899 долларов

# 12 Fujifilm X-h2

Canon EOS RP

# 12 Canon 6D Mark II (связанный)

Canon EOS RP

# 13 Canon EOS RP (связана)

  • Обеспечивает 9,3 ступени динамического диапазона.
  • Цена: 1299 долларов
Panasonic S1 Full Frame Mirrorless Camera

# 13 Nikon Z 7 (связанный)

Fujifilm

# 14 Fujifilm X-T3 (связанный)

Panasonic Lumix S1 camera review

# 14 Panasonic Lumix S1 / R (связанный)

Nikon Z6

# 15 Nikon Z 6 (связанный)

  • Обеспечивает 9 ступеней динамического диапазона.
  • Цена: 2000 долларов
Panasonic GH5s Camera

# 15 Panasonic GH5S (связанный)

Fujifilm

# 16 Leica M10-P

  • Обеспечивает 8,8 ступени динамического диапазона.
  • Цена: 7995 долларов
Panasonic LX100 II

# 17 Panasonic Lumix LX100 II (связанный)

  • Обеспечивает 8,6 ступени динамического диапазона.
  • Цена: 1000 долларов
Fujifilm

# 17 Fujifilm X-T100 (связанный)

Nikon D850

# 17 Nikon D850 (связанный)

Статьи по теме

Nikon D850 Hasselblad XCD

15 января 2020 г.
Новый объектив Hasselblad XCD 4 / 45P за 1099 долларов для семейства беззеркальных камер среднего формата X System и объективов XCD присоединяется к семейству из восьми других простых чисел и обещанного зума.
Подробнее »

Nikon D850 Камеры

6 января 2020 г.
Nikon анонсирует две новые камеры и два объектива: Nikon D780, 120-300 мм F / 2.8 NIKKOR с переменным фокусным расстоянием, объектив Nikkor 70-200mm f / 2.8 и компактная камера с зумом CoolPix P950 за 799 долларов.
Подробнее »

Nikon D850 Камеры

6 января 2020 г. объявляется о поставке в феврале флагманской цифровой зеркальной камеры Canon EOS-1 D X
по цене 6499 долларов, что на 500 долларов больше, чем у ее предшественницы, EOD-1 D X Mark II.
Подробнее »

,

Понимание динамического диапазона и отношения сигнал / шум при сравнении камер Teledyne Lumenera

Динамический диапазон (DR) и отношение сигнал / шум (SNR): два термина, которые часто путают друг с другом при обсуждении или сравнении камер. Вероятно, это связано с схожестью обоих измерений. Давайте проясним разницу между DR и SNR, предоставив определения, уравнения и описания для каждого из них.

Динамический диапазон

Динамический диапазон определяет рабочий диапазон камеры, в пределах которого можно извлечь полезные данные.Другими словами, он показывает самые яркие и самые темные области сцены, которые можно запечатлеть на одном изображении и при этом прочитать.

Определение: Логарифмическое соотношение между полной емкостью колодца камеры и ее минимальным уровнем шума.

Уравнение:

Dynamic Range

Единицы: Динамический диапазон: дБ полная емкость лунки: e- (электроны) шум считывания: e- (RMS)

Отношение сигнал / шум

Отношение сигнал / шум соотношение количественно определяет данные, найденные в конкретном изображении.Он устанавливает индикатор качества сигнала, обнаруженного на изображении, с указанием того, с какой точностью алгоритмы машинного зрения смогут обнаруживать объекты на изображении.

Определение: линейное отношение между зарегистрированным сигналом и общим среднеквадратичным шумом.

Уравнение:

Signal-to-Noise Ratio

Единицы: SNR: безразмерный * сигнал: e- или DN (цифровые числа) шум: e- или DN (RMS)

* SNR также может быть проиллюстрировано в децибелах, но для целей В этой статье использовалось только линейное соотношение сигнал / шум.

Следующее ниже графически иллюстрирует SNR и динамический диапазон, когда пиксель заполняется повышенной интенсивностью света. SNR измеряется в определенной точке при остановке экспозиции, тогда как динамический диапазон рассчитывается в точке насыщения пикселя.

SNR and DNR

SNR учитывает все источники шума. Когда используются сильные сигналы (доступно много света), доминирующим источником шума становится дробовой шум - случайный характер прихода фотонов к определенному пикселю.Из-за статистического распределения шума Пуассона дробовой шум равен квадратному корню из сигнала.

Чтобы рассчитать максимальное отношение сигнал / шум камеры, просто используйте следующее уравнение, где FW - это полная емкость датчика:

SNR Max Ratio

Уравнение максимального отношения сигнал / шум здесь является приближением, поскольку оно игнорирует другие источники шум, поскольку дробовой шум намного больше, чем все другие источники шума, которыми, следовательно, можно пренебречь.

Для сильных сигналов можно сделать вывод, что датчики с большей полной емкостью скважины будут иметь большее отношение сигнал / шум.Ниже приведен график, показывающий максимальное отношение сигнал / шум датчиков с разной полной емкостью скважины:

Max SNR vs Full Well

В результате всегда предпочтительнее больший динамический диапазон, поскольку он обеспечивает более высокое отношение сигнал / шум, но не гарантируется. , SNR всегда будет меньше динамического диапазона, потому что он ограничен шумом в изображении и не всегда максимален из-за сложных условий освещения, ограничений времени экспозиции и выбора оптики.

Подробнее

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы автоматически получать регулярные обновления от Lumenera.

.

admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о