На чем основаны эти цифры при сравнении динамического диапазона датчика?

14

EV с динамическим диапазоном постоянно присутствуют, и у меня возникает ощущение, что: а) они не в одном и том же «масштабе» и б) они вводят в заблуждение в том, что они указывают, поэтому я надеюсь, что кто-то сможет уточнить.

Вопрос масштаба: производители корпусов MF часто указывают значения DR в диапазоне 12-14 EV, в то время как числа для 35-миллиметровых корпусов находятся в диапазоне 5-6 EV, очевидно, они не могут быть одинаковыми «масштабами», поскольку DxO публикует этот MF и 35-миллиметровые тела имеют аналогичные значения: (12-14 EV) .

Вопрос WTF: Так, что именно измеряют эти два разных измерения? Является ли это показателем того, где вы можете найти детали в самом высоком и самом низком EV или где находятся «полезные» данные? Если бы я создал сцену и измерил самый яркий EV в +6, а самый низкий EV в -6, смогу ли я различить детали на всей фотографии или я заметил бы только детали между +3 и -3?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Кроме того, для камеры с DR 12 против DR 14, что именно это означает в реальном мире?

Shizam
источник

Ответы:

10

Проблема в том, что динамический диапазон субъективен, поскольку определение динамического диапазона (по крайней мере, в отношении датчиков) - это разница между самыми яркими и самыми темными деталями, которые датчик может записать.

Самое яркое значение, которое сенсор может записать, легко найти, посмотрев, в какой момент фотосайты сенсора становятся насыщенными и, следовательно, не могут записать дополнительную информацию. Динамический диапазон в конечном итоге сводится к тому, что все различимые детали теряются из-за шума.

DXO-метка на сайте бенчмаркинга определяет динамический диапазон как разность между насыщенностью фотосайтов и точкой, в которой отношение сигнал / шум достигает 1: 1, то есть где сигнал и шум равны. Сомнительно, видна ли какая-либо реальная деталь, когда SNR настолько плох, однако это удобная цифра для использования и ее легко измерить. Вы можете прочитать об их определениях и процедуре тестирования здесь:

DPreview также измеряет DR аналогичным образом, находя точку насыщения и затемняя изображение до тех пор, пока шум не достигнет определенного уровня, но, несмотря на выделение целой страницы по теме, они не упоминают, какой показатель шума они считают пределом. динамического диапазона!

Учитывая, что их оценки DR ниже отметки DXO, я предполагаю, что они немного стриктурны и принимают более низкий порог отношения сигнал / шум. Что касается 5-6 EV DR, заявленного для 35-мм тел, эта цифра, скорее всего, будет качественной оценкой фотографами с более консервативным взглядом на приемлемый уровень детализации. Предельное количество теневых деталей, обнаруживаемое компьютерной программой, вряд ли будет классифицировано фотографами как «пригодное для использования». Однако при сравнительном тестировании многих датчиков необходимо иметь количественную оценку того, на каком уровне детализации света теряется, поэтому используется отношение сигнал / шум.


Пока мы говорим о динамическом диапазоне, стоит отметить, что [измеренный] динамический диапазон датчика при хорошем освещении будет больше, чем динамический диапазон при плохом освещении. Это просто результат того факта, что DR определяется теневым шумом, так как шум увеличивается, DR уменьшается.

Однако существует множество источников шума, при хорошем освещении шум в тенях в основном связан с электроникой, тогда как при плохом освещении шум в основном происходит от дискретной природы света (так называемый фотонный шум). Таким образом, компактные камеры с маленьким сенсором и хорошей электроникой будут иметь очень хороший динамический диапазон при хорошем освещении. Только когда уровни света падают, способность больших датчиков захватывать больше фотонов дает им преимущество, когда дело доходит до DR.

Мэтт Грум
источник
Так какой диапазон EV 5-6 часто используется при сравнении 35-мм камер?
Шизам
1
@Shizam Я обновил свой ответ, в основном я думаю, что результат 5-6 EV основан на качественной оценке фотографами, а не на измерении программным обеспечением.
Мэтт Грум
1
Я думаю, что важно проводить различие между тем, что физически / математически возможно, и тем, что можно использовать в реальном мире. Датчик может иметь динамический диапазон 14EV между самым темным измеримым полезным уровнем и самым ярким уровнем при максимальном насыщении. Как часто вы будете в состоянии использовать каждый последний лом этого DR? В реальном мире, когда вы учитываете более высокое значение ISO, необходимость некоторого пространства для маневра и неточности гистограмм в камере, даже с ETTR, эта камера 14EV, вероятно, предлагает 8-10 функциональных остановок DR.
rista
1
@Shizam: Да, именно поэтому я думаю, что ваш вопрос так важен. Есть много «научных» измерений, которые мы можем сделать с цифровыми датчиками, которые будут отображать число вроде 12EV. Но если это не соотносится с реальным использованием, то такое число бесполезно. Я думаю, что более ценное число было бы "остановками реального мира DR". Это может быть немного более субъективным, но люди преуспевают в субъективности. ;)
Йриста
1
@jrista, значение номера DR зависит от предполагаемого использования. Если вы хотите сравнить датчики, то вам подойдет число, например, используемое DXO, потому что оно не субъективно. Это то, что делает DXO, так что это правильно для них. Вы правы в том, что нам как фотографам нужны разные ценности. Я избегаю насыщенных белых оттенков на фотографиях и избегаю шума в глубоких черных тонах. Таким образом, в действительности я получаю более низкий DR, но согласится ли мой номер с вашим?
Лабнат
4

Джриста сказала:

Теперь, если кто-то может придумать последовательный, достаточно точный тест, который может дать реальным фотографам реальное представление о том, сколько DR они могут фактически извлечь из своей камеры.

Моя публикация является ответом на вопрос Джристы, и я надеюсь, что это пролит некоторый свет на первоначальный вопрос Шизама. Эти тесты показывают, чего вы можете достичь в реальных условиях с вашей камерой. Я сделал эти тесты при ISO 200, так как это скорость, с которой я обычно работаю.

Вы можете сделать это довольно точно, не тратя денег. Инструкции следуют ниже графика.

Вот результат теста, который я сделал сам. Я интерпретирую это как означающее, что в практических условиях с моей камерой при ISO 200 я могу с пользой получить динамический диапазон 8 EV. DxO дает результат 10 EV, в то время как DPReview дает результат 8,4 EV (все при ISO 200).

Также полезно взглянуть на уровни шума, см. Эту процедуру для измерения уровней шума .

введите описание изображения здесь

Процедура в общих чертах такова:

  • используйте равномерную белую стену (или подобную поверхность) в качестве цели.
  • поставьте камеру на штатив.
  • сделайте снимок, чтобы получить стартовую экспозицию. Все ваши фотографии должны быть сделаны в режиме RAW. Вы должны получить изображение среднего серого цвета.
  • Теперь установите камеру на ручную экспозицию.
  • сделайте серию фотографий с уменьшением ступеней EV, пока у вас не будет чистого черного, добавьте одну для хорошей меры. Вам, вероятно, понадобится как минимум шесть фотографий.
  • сделайте серию фотографий с увеличением EV, пока не получите чистый белый цвет. Добавьте один для хорошей меры. Вам, вероятно, понадобится как минимум шесть фотографий.

Теперь, когда у вас есть ваши фотографии, вы будете анализировать их следующим образом

  • откройте первый в Ufraw (или аналогичном RAW-конвертере)
  • установите экспозицию по умолчанию, входную кривую на линейную, выходную кривую на линейную, не выбирайте профиль, выберите ручной баланс белого и установите нейтральный.
  • Под живой гистограммой вы увидите средние уровни RGB для всего изображения. Возьмите среднее значение RGB и используйте его в качестве средней яркости изображения.
  • повторить для всех фотографий в этом наборе
  • теперь у вас будут наборы относительных значений EV в сочетании со средними значениями яркости.
  • нанесите их на график, как я сделал выше.
  • это даст точное представление о динамическом диапазоне.

Основным ограничением точности этой процедуры является точность выдержки и диафрагмы. Вы увидите этот эффект как небольшие отклонения от идеальной кривой. Для лучшего разрешения вы можете сделать тест с интервалом в половину остановки.

Сделайте все фотографии за достаточно короткое время, чтобы изменения в окружающем освещении не имели никакого эффекта.

Стандартный способ проверки динамического диапазона вашей камеры - использование ступенчатого клина Stouffer .
Вы можете увидеть их прайс-лист здесь .

labnut
источник
Ах! Большое спасибо за технику! Это то, что я считаю реальным DR, и ценность, на которую фотограф может положиться в этой области.
rista