Przy porównywaniu zakresu dynamicznego czujnika, na czym polegają te liczby?

14

Dynamiczne EV są cały czas opasane i mam wrażenie, że a) nie są w tej samej „skali” ib) wprowadzają w błąd co do tego, co wskazują, więc mam nadzieję, że ktoś to wyjaśni.

Pytanie o skalę: producenci korpusów MF często podają wartości DR w zakresie 12-14 EV, podczas gdy liczby korpusów 35 mm mieszczą się w zakresie 5-6 EV, to oczywiście nie może być ta sama „skala”, ponieważ DxO publikuje MF i Korpusy 35 mm mają podobne wartości: (12-14 EV) .

Pytanie wtf: Więc co dokładnie mierzą te dwa różne pomiary? Czy to wskazuje, gdzie można znaleźć szczegóły w najwyższej i najniższej wartości EV, czy gdzie są „przydatne” dane? Gdybym utworzył scenę i zmierzył najjaśniejszą EV przy +6, a najniższą EV przy -6, czy byłbym w stanie rozpoznać szczegóły na całym zdjęciu, czy dostrzegłbym tylko szczegóły pomiędzy +3 a -3?

EDYCJA: Co więcej, w przypadku kamery z DR 12 w porównaniu z DR 14, co to właściwie oznacza w realnym świecie?

Shizam
źródło

Odpowiedzi:

10

Problem polega na tym, że zakres dynamiczny jest subiektywny, ponieważ definicja zakresu dynamicznego (przynajmniej pod względem czujników) stanowi różnicę między najjaśniejszymi i najciemniejszymi szczegółami, które czujnik może zarejestrować.

Najjaśniejszą wartość, jaką może zarejestrować czujnik, można łatwo znaleźć, patrząc na to, w którym miejscu zdjęcia czujnika są nasycone, a zatem nie mogą zapisać żadnych dodatkowych informacji. Zakres dynamiczny ostatecznie sprowadza się do tego, w którym momencie wszystkie dostrzegalne szczegóły są tracone na hałas.

Witryna porównawcza DXO-znak definiuje zakres dynamiki jako różnicę między nasyceniem stron i punktem, w którym stosunek sygnału do szumu osiąga 1: 1, czyli tam, gdzie sygnał i szum są równe. Wątpliwe jest, czy rzeczywisty szczegół jest widoczny, gdy SNR jest tak zły, jednak jest to wygodna w użyciu i łatwa do zmierzenia postać. Możesz przeczytać o ich definicjach i procedurze testowej tutaj:

DPreview również mierzy DR w podobny sposób, znajdując punkt nasycenia, a następnie przyciemniając obraz, aż szum osiągnie pewien poziom, ale pomimo poświęcenia całej strony na ten temat, nie wspominają, jaką wartość szumu uważają za granicę zakresu dynamicznego!

Biorąc pod uwagę, że ich wyniki DR są niższe niż znak DXO, zakładam, że są nieco zwężone i przyjmują niższy próg sygnału do szumu. Jeśli chodzi o 5-6 EV DR podane dla ciał 35 mm, liczba ta najprawdopodobniej będzie oceną jakościową przez fotografów z bardziej konserwatywnym poglądem na akceptowalny poziom szczegółowości. Niewielka ilość szczegółów cienia wykrywanych przez program komputerowy raczej nie zostanie sklasyfikowana przez fotografów jako „użyteczna”. Jednak podczas porównywania wielu czujników trzeba mierzyć ilościowo, przy jakim poziomie szczegółów światła jest tracony, aby zastosować stosunek sygnału do szumu.


Skoro zajmujemy się zakresem dynamicznym, warto zauważyć, że [zmierzony] zakres dynamiczny czujnika w dobrym świetle będzie większy niż zakres dynamiczny w słabym świetle. Wynika to po prostu z faktu, że DR jest określane przez hałas cienia, ponieważ wzrost hałasu zmniejsza DR.

Istnieje jednak wiele źródeł hałasu, w dobrym świetle szum w cieniach jest głównie spowodowany elektroniką, podczas gdy w słabym świetle szum pochodzi głównie z dyskretnej natury światła (tzw. Szum fotonowy). Małe aparaty kompaktowe z dobrą elektroniką będą miały zatem bardzo dobry zakres dynamiki w dobrym świetle. Dopiero gdy spadają poziomy światła, zdolność dużych czujników do wychwytywania większej liczby fotonów daje im przewagę, jeśli chodzi o DR.

Matt Grum
źródło
Jaki jest więc zakres EV 5-6, który jest często używany przy porównywaniu aparatów 35 mm?
Shizam
1
@Shizam Zaktualizowałem swoją odpowiedź, w zasadzie myślę, że wynik 5-6 EV opiera się na jakościowej ocenie przeprowadzonej przez fotografów, a nie na pomiarze przeprowadzonym przez oprogramowanie.
Matt Grum
1
Myślę, że ważne jest, aby wprowadzić rozróżnienie między tym, co jest fizycznie / matematycznie możliwe, a tym, co jest użyteczne w prawdziwym świecie. Czujnik może mieć zakres dynamiki 14 EV między najciemniejszym użytecznym mierzalnym poziomem a najjaśniejszym poziomem przy maksymalnym nasyceniu. Jak często będziesz w stanie wykorzystać każdy ostatni kawałek tego DR? W prawdziwym świecie, gdy weźmie się pod uwagę wyższą czułość ISO, potrzebę nieco poruszenia i niedokładność histogramów w aparacie, nawet z ETTR, kamera 14EV prawdopodobnie oferuje 8-10 użytecznych, funkcjonalnych przystanków DR.
jrista
1
@Shizam: Tak, dlatego uważam, że twoje pytanie jest tak ważne. Istnieje wiele „naukowych” pomiarów, które możemy wykonać za pomocą cyfrowych czujników, które wyplują liczbę taką jak 12 EV. Ale jeśli to nie koreluje z rzeczywistym użytkowaniem, to taka liczba jest bezużyteczna. Myślę, że bardziej wartościową liczbą byłyby „przystanki DR w świecie rzeczywistym”. Może to być nieco bardziej subiektywne, ale ludzie wyróżniają się subiektywnością. ;)
jrista
1
@Jrista, wartość numeru DR zależy od zamierzonego zastosowania. Jeśli chcesz porównać czujniki, odpowiednia jest liczba, taka jak ta używana przez DXO, ponieważ jest wolna od subiektywności. To właśnie robią DXO, więc jest to dla nich odpowiednie. Masz rację, ponieważ my, fotografowie, potrzebujemy różnych wartości. Na moich zdjęciach unikam nasyconych bieli i hałasu w głębokiej czerni. W rezultacie otrzymuję niższy DR, ale czy mój numer zgadza się z twoim?
labnut 27.01.11
4

Jrista powiedział:

Teraz, jeśli ktoś może wymyślić spójny, dość dokładny test, który może dostarczyć prawdziwym fotografom rzeczywistego wyobrażenia o tym, ile DR może faktycznie wydostać się z aparatu.

Mój post jest odpowiedzią na pytanie Jristy i mam nadzieję, że rzuci nieco światła na pierwotne pytanie Shizama. Te testy reprezentują to, co można faktycznie osiągnąć w rzeczywistych warunkach za pomocą aparatu. Zrobiłem te testy na ISO 200, ponieważ jest to prędkość, z którą normalnie pracuję.

Możesz to zrobić całkiem dokładnie, nie wydając żadnych pieniędzy. Instrukcje znajdują się pod wykresem.

Oto wynik testu, który sam wykonałem. Interpretuję to jako oznaczające, że w praktyce w aparacie przy ISO 200 mogę z korzyścią uzyskać zakres dynamiki 8 EV. DxO daje wynik 10 EV, podczas gdy DPReview daje wynik 8,4 EV (wszystkie przy ISO 200).

Przydatne jest również spojrzenie na poziomy hałasu, zapoznaj się z tą procedurą pomiaru poziomów hałasu .

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Procedura w zarysie jest następująca:

  • użyj jednolitej białej ściany (lub podobnej powierzchni) jako celu.
  • umieść aparat na statywie.
  • zrób zdjęcie, aby uzyskać ekspozycję początkową. Wszystkie twoje zdjęcia muszą być zrobione w trybie RAW. Powinieneś uzyskać obraz w połowie szary.
  • teraz ustaw aparat na ręczną ekspozycję.
  • zrób serię zdjęć ze zmniejszającymi się krokami EV, aż uzyskasz czystą czerń, dodaj jedno dla dobrego pomiaru. Prawdopodobnie będziesz potrzebował co najmniej sześciu zdjęć.
  • zrób serię zdjęć przy rosnących ograniczeniach EV, aż uzyskasz czystą biel. Dodaj jeden dla dokładności. Prawdopodobnie będziesz potrzebował co najmniej sześciu zdjęć.

Teraz, gdy masz już swoje zdjęcia, przeanalizujesz je w następujący sposób

  • otwórz pierwszy w Ufraw (lub podobnym konwerterze RAW)
  • ustaw ekspozycję na domyślną, krzywą wejściową na liniową, krzywą wyjściową na liniową, wybierz brak profilu, wybierz ręczny balans bieli i ustaw neutralny.
  • Pod histogramem na żywo zobaczysz średnie poziomy RGB dla całego obrazu. Weź średnią wartości RGB i użyj jej jako średniej jasności obrazu.
  • powtórz dla wszystkich zdjęć w tym zestawie
  • będziesz teraz mieć zestawy względnych wartości EV sparowanych ze średnimi wartościami jasności.
  • narysuj je na wykresie, tak jak zrobiłem powyżej.
  • da to dokładne wskazanie zakresu dynamicznego.

Głównym ograniczeniem dokładności tej procedury jest dokładność czasu otwarcia migawki i przysłony. Zobaczysz ten efekt jako małe odchylenia od idealnej krzywej. Aby uzyskać lepszą rozdzielczość, możesz wykonać test w odstępach połowy zatrzymania.

Zrób wszystkie zdjęcia w wystarczająco krótkim czasie, aby zmiany oświetlenia otoczenia nie miały żadnego wpływu.

Standardowym sposobem testowania zakresu dynamicznego kamery jest użycie klina schodkowego Stouffer .
Ich cennik można zobaczyć tutaj .

labnut
źródło
Ach! Wielkie dzięki za technikę! To właśnie uważam za rzeczywiste DR i wartość, na której fotograf może polegać w terenie.
jrista