Zmienny czujnik ISO: możliwy i / lub przydatny?

Ta odpowiedź na pytanie o sposób implementacji ISO w aparatach cyfrowych wydaje się sugerować, że każda strona zdjęciowa ( tj. Piksel) może mieć niezależnie ustawiony ISO. Jeśli to prawda, to sądzę, że teoretycznie możliwe jest zrobienie zdjęcia, w którym niektóre strony mają inną czułość ISO niż inne. Pierwsza część mojego pytania brzmi: zakładając, że zmienna ISO jest możliwa, czy byłaby przydatna? Wydaje mi się, że może to być przydatny sposób na zwiększenie zakresu dynamicznego czujnika, np. Poprzez wybranie wysokiej czułości ISO tylko dla obszarów obrazu znajdujących się w cieniu. Zakładając, że zmienne ISO byłoby przydatne, dlaczego nie zostało ono jeszcze zaimplementowane w aparatach cyfrowych? (A może to?)

digital iso digital-iso cmos-image-sensor ESultanik
źródło

Brzmi technicznie możliwe, ale może wymagać zbyt dużej liczby obwodów do wykonania z dokładnością do pikseli i może być trudne do skalowania i powodować zbyt dużo ciepła. Co więcej, nie jest jasne, czy działa to lepiej niż obecne rozwiązania, takie jak czytanie stron fotograficznych podczas ekspozycji lub posiadanie stron różnej wielkości, co daje im różne rodzime wrażliwości.

Itai

Jest trochę catch-22: musisz ustawić ISO przed odczytaniem wartości piksela, ale będziesz wiedział, że piksel należy do obszaru cienia dopiero po odczytaniu wartości.

Imre

@Imre Prawda, ale to niekoniecznie problem techniczny. Na przykład, jak wspomniano powyżej Itai, istnieje już technologia umożliwiająca odczytanie wartości zdjęć na stronie podczas ekspozycji. Zaawansowane systemy pomiarowe można również wykorzystać do „odgadnięcia” wartości ISO dla regionów. Wreszcie, w przypadku zdjęć nieruchomych, takich jak krajobrazy, można użyć początkowej ekspozycji testowej, aby ustawić wartości ISO dla drugiego zdjęcia.

ESultanik,

Należy zauważyć, że ISO nie zmienia niczego w kwestii tego, do czego zdolny jest czujnik lub piksel. Jedyne, co robi ustawienie ISO, to zmiana punktu bieli danej ekspozycji. Czujniki są stałymi urządzeniami liniowymi, które są zdolne do rejestrowania stałego ładunku (liczby elektronów) w każdym pikselu, +/- średnia szumu elektronicznego (który obecnie w znormalizowany sposób to tylko kilka elektronów). Zwiększając ISO, wszystkie

mówisz

Przy każdym pikselu następuje aktywacja wiersza / kolumny i odczyt ładowania. Podczas odczytu ładunek ten jest wzmacniany o niezbędną ilość, aby „nasycić” zgodnie z ustawieniem ISO, a jednocześnie można zastosować również różnorodną elektroniczną kompensację szumów (w D800 jest kilka dedykowanych obwodów do ograniczania szumów elektronicznych, dlatego jego niski poziom DR ISO jest tak dobry.) Logicznie rzecz biorąc, nie sądzę, aby coś takiego jak zmienna ISO miała zastosowanie. Rozwiązaniem problemu niskiego szumu SNR jest redukcja szumów elektronicznych ... i Sony osiągnęło to w swoich czujnikach Exmor.

jrista

Odpowiedzi:

Najbliższe, co wiem o tym, co myślisz, to to, co Fujifilm robi z trybem DR w swoich czujnikach EXR, jak widać w X-10 i X-S1) - połowa pikseli jest celowo niedoświetlona przez stop (lub dwa) ) i połączone z „normalnie” naświetlonymi pikselami przed wydrukowaniem obrazu. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz recenzję X-10 programu DPReview - interesuje Cię tryb 6 MP DR, a nie tryb 12 MP DR, który jest standardowym „niedoświetleniem, a następnie zastosuj inną krzywą tonalną do całego obrazu „widziane obecnie w wielu aparatach i zamieniają szum cienia w celu zwiększenia zakresu dynamiki. Tryb 6 MP DR jest interesujący, ponieważ (teoretycznie) pozwala na zwiększenie zakresu dynamiki przy jednoczesnym zachowaniu szumu cienia, jak to zwykle bywa, chociaż oczywiście „

Philip Kendall
źródło

Zasadniczo taki czujnik, który miałby zmienną ekspozycję dla każdej strony ze zdjęciami, miałby obraz, który należy zmapować podczas procesu konwersji RAW. Więcej informacji musiałoby być przesyłanych z każdym pikselem, a to zwiększyłoby rozmiar przesyłanych danych, wraz z mocą obliczeniową wymaganą w kamerze. To tylko kwestia techniczna i jestem pewien, że za kilka lat nie będzie to wcale problemem.

Największy ból głowy, jaki widzę, to upewnienie się, że popularne programy do konwersji RAW będą obsługiwały proces dekodowania. Wynikowy plik RAW może wymagać 32-bitowej informacji o kolorze, a obsługa 32-bitowych kolorowych obrazów jest obecnie bardzo ograniczona. W większości przypadków należy je najpierw zmapować do 16-bitów. Nie jest to proces, który przyniesie wspaniałe rezultaty, jeśli zostanie wykonany automatycznie za pomocą dzisiejszego oprogramowania.

Eric
źródło

Naprawdę nie widzę producentów dbających o taki ból głowy. Dlatego mają zastrzeżony format RAW, a Fuji nigdy nie przestawał tworzyć dziwnych układów pikseli o różnych rozmiarach i filtrach kolorów. Jeśli uda im się uzyskać przewagę, oczekuję, że to zrobią. Większość zaawansowanych aplikacji do przetwarzania obrazu, w tym Lightroom i Bibble (teraz AferShot), działa już wewnętrznie w 32-bitach. Bardziej wydajna jest praca 32-bitowa liniowo z nowoczesnymi procesorami. Pierwszy akapit, który napisałeś, ma jednak dla mnie sens.

Itai

Czujniki CMOS są już w zasadzie szeregiem czujników o różnym ISO, które muszą zrekompensować. To właśnie nadaje plastyczny wygląd matrycom CMOS, ale także tłumi kwitnienie.

Jednak w rzeczywistości już wytwarzają układy CMOS z wieloma „ISO” w celu osiągnięcia wyższego zakresu dynamicznego, w którym obszar wielkości piksela jest podwójny dla połowy pikseli lub jeden z dwóch zielonych pikseli jest dwukrotnie bardziej wrażliwy niż drugi. Koszt to więcej tranzystorów na piksel, co może powodować problemy z szumem i ogólną czułością, ponieważ pozostawia mniej miejsca na czujniki fotograficzne. Komórki integrujące światło z dużymi pikselami skutkują niższym szumem (ogólnie), dlatego czujnik 36 x 24 mm w X Mpixel jest lepszy niż czujnik 1/3 cala w X MPixel - lepiej reagują na światło, aby pokonać szum z całej elektroniki .

Michael Nielsen
źródło