Jaka jest różnica między cyfrowym szumem o wysokiej czułości ISO a ziarnem filmu?

36

Jaka jest różnica między cyfrowym szumem o wysokiej czułości ISO a ziarnem filmu? Dlaczego jeden „je detal”, a drugi nie?

Karel
źródło
3
+1. To pytanie wymaga porównań ... Chciałbym je zobaczyć. Szukałem trochę, ale wyszedłem krótko.
Reid

Odpowiedzi:

32
  • Rozmiar ziaren w filmie zmienia się w zależności od czułości filmu. Im bardziej wrażliwy film, tym większe ziarna. Szum cyfrowy jest zawsze wielkości piksela, niezależnie od ustawienia ISO.

  • Ziarno błony ma neutralny kolor, ponieważ składa się głównie z różnic luminancji. Szum cyfrowy składa się zarówno z różnic luminancji, jak i kolorów, i jest najbardziej widoczny w kanale koloru niebieskiego.

  • W nowszych aparatach cyfrowych szum cyfrowy jest dość równy. We wcześniejszych modelach szum miał więcej pasm i wzorów. Ziarno filmu nie ma żadnych pasków ani wzorów, więc jest postrzegane jako czysty hałas. Jeśli szum cyfrowy ma jakieś pasma lub wzór, mózg może go łatwo odebrać, co jest bardziej niepokojące niż czysty szum.

  • Ani ziarno, ani hałas nie zjadają szczegółów. Jest to redukcja szumów, która zjada szczegóły, ponieważ nie jest w stanie odróżnić drobnych szczegółów od hałasu. Redukcja szumów jest stosowana w przypadku szumów cyfrowych, ale może być również stosowana do zmniejszenia ziarnistości filmu.

Poniżej znajduje się przykład. Po lewej stronie znajduje się ziarno filmu z filmu Kodak Gold ISO 200. Po prawej stronie jest cyfrowy szum aparatu Canon EOS 5D Mark II @ ISO 3200. Zwróć uwagę na niebieski szum w ciemnych obszarach na prawym zdjęciu.

ziarna vs hałas

Guffa
źródło
1
Czy ziarno filmu można w ogóle nazwać hałasem?
Karel
2
Zwykle nie jest to nazywane hałasem, ale jest to podobny proces, ponieważ zależy od losowych procesów. Możesz nawet zobaczyć hałas w gałkach ocznych: spójrz na płaską białą powierzchnię, a zobaczysz pływające wokół puchary. Ten sam pomysł - przypadkowe fluktuacje w pewnej części procesu prowadzą do zmian wysokiej częstotliwości obrazu.
Reid
1
Ciekawy przykład i daje pewne pojęcie o różnicach, ale ponieważ film został już tutaj zdigitalizowany, nie można tak naprawdę powiedzieć, który wzór jest spowodowany ziarnem filmu, a który hałasem skanera. Założę się, że część szumów barwy w głębokich cieniach jest spowodowana digitalizacją.
Karel
1
@Karel: To interesujący punkt. Proces skanowania oczywiście powoduje niewielki hałas, ale nie sądzę, że jest to naprawdę widoczne. Hałas ze skanera byłby wielkości piksela jak na prawym obrazie, ale wyraźnie widać większe ziarna z filmu. Oba są kadrami 1: 1 obrazów.
Guffa,
2
Twój link do obrazu jest uszkodzony! Napraw to lub umieść swoje pliki na naszym koncie imgur. Dziękuję Ci.
Kevin Vermeer
8

Istnieje również kwestia szumu cyfrowego w kolorze (kolor) vs. luma (jasność). Ludzie na ogół uważają, że szum barwy jest bardziej niekorzystny, ponieważ wydaje się mniej naturalny; dlatego hałaśliwe zdjęcia czasami działają lepiej w konwersji czarno-białej. Lepsze algorytmy redukcji szumów mogą również adresować jeden lub drugi wybiórczo.

Uważam, że w filmie słychać tylko szum luma, co jest jednym z powodów, dla których ludzie czasami uważają go za mniej budzący zastrzeżenia niż szum cyfrowy.

Reid
źródło
2

Największą różnicą są wzory w hałasie. Ziarno błony jest spowodowane ziarnami srebra obecnymi w błonie i nie ma spójnego wzoru.

Szum ISO powstaje w czujniku cyfrowym i jest oparty na pikselach, a zatem na wzorze.

Niektórzy uważają, że gran filmu jest bardziej przyjemny ze względu na niespójny wzór, w którym występuje hałas.

dreszcze42
źródło
Nie sądzę, że wzorce szumów stanowią problem w nowoczesnych aparatach cyfrowych.
Karel
To zdecydowanie problem na moim D90 przy wyższych ISO; wyłania się wyraźny kwadratowy wzór. Na niektórych obrazach jest gorzej niż na innych.
Reid
Przy niskich wartościach ISO (mniej niż 400) prawdopodobnie nie będzie to problemem w nowoczesnych aparatach cyfrowych, ale w zależności od modelu nadal występuje dość często, szczególnie jeśli maksymalizuje się ISO w słabym świetle, aby uzyskać ujęcie.
dreszcze42
1

Wyższa folia ISO miała zwykle więcej ziarna; a zdjęcia cyfrowe o wyższej ISO wykazują więcej szumów - podobna przyczyna, ale wygląd jest inny.

Szum cyfrowy ISO jest związany z rozmiarem każdego piksela, ponieważ szum jest na piksel (więc im więcej pikseli, tym mniej oczywisty hałas przy oglądaniu tego samego rozmiaru), podczas gdy w przypadku filmu szum jest na kryształ - potrzebują większych kryształów dla większej czułości.

Jedną z analogii, z których korzystałem w przeszłości, by to zademonstrować, jest poproszenie kilku osób o czas ze stoperem, jak długo samochód jedzie po parkingu, a następnie o to, ile czasu zajmuje ta sama podróż - ponieważ osoba jest wolniejsza, margines błędu jest mniejszy proporcjonalnie do ogólnej liczby, nawet jeśli różni ludzie podadzą czas w odstępie kilku sekund od siebie.

Rowland Shaw
źródło
Myślałem, że film o niższej ISO ma więcej ziarna ?!
txwikinger
1
@txwikinger niższa czułość == wyższy numer ISO == bardziej zauważalne ziarno / hałas
Rowland Shaw
0

Jedną interesującą różnicą jest to, że szum aparatu cyfrowego w dużym stopniu jest szumem kwantyzacji związanym z procesem obrazowania. Może to sięgać aż do czujników „niezmienniczych ISO”, w których ustawienie ISO nie wpływa już na przechwytywanie surowego obrazu, lecz określa, na którą ekspozycję dąży kamera i jak interpretowane są surowe wartości. W przypadku takiego czujnika poziom hałasu zależy od faktycznej ekspozycji, ale nie od ustawionej wartości ISO.

Natomiast wybór poziomu ISO / ASA dla filmu decyduje o ziarnie filmu. Film ASA100 niedoświetlony przez 3EV zachowuje swoje drobne ziarno w porównaniu do filmu ASA800, ale traci kontrast. Jeśli podniesiesz kontrast przy powiększaniu, uzyskasz bardziej kropkowany wygląd niż gruboziarnisty.

Niektóre aparaty cyfrowe mają możliwość stosowania wyższych wartości ISO przy zmniejszonych rozdzielczościach: jest to nieco bardziej podobne do tego, co wyższe filmy ASA robią z ich grubszym ziarnem, mimo że „ziarno” aparatu cyfrowego jest prostokątnym wzorem, podczas gdy ziarno filmu jest nieregularnie rozmieszczone.


źródło
-1

Duża różnica.

Ziarno filmu bardziej przypomina teksturę, która ożywia obrazy.

Hałas jest wadą czułości aparatu na światło. Hałas jest wynikiem interpretacji światła na obrazie, którego aparat nie może uchwycić. Aparat nie może przechwytywać światła w warunkach słabego oświetlenia, więc wymyśla kolory, których czujnik nie może uchwycić. Ten szum nie jest więc odwzorowaniem rzeczywistego obrazu, lecz interpretacją tego, co według czujnika może tam być.

Aladd
źródło
1
Nie wydaje mi się to właściwe. Czy możesz opisać, w jaki sposób kamera „wymyśla” kolory?
mattdm
Aparat nie może wymyślić. Kamera pobiera światło za pomocą czujnika, a następnie przetwarza sygnał (pochodzący z czujnika).
Dragos,