Не могу понять разницу между фотоширотой и динамическим диапазоном.

Итак - читаю интернет, разные популярные статьи, но так и не могу понять, в чем разница между понятиями "фотоширота" и "динамический диапазон".

До какого-то момента считал, что "фотоширота" это "динамический диапазон для фотопленки"

Но когда прочитал, что на негативе фотоширота больше, но динамический диапазон меньше, а на слайде наоборот - фотоширота уже, но динамический диапазон шире, то впал в когнитивный диссонанс.

Полез читать, чего нашел в сети.
Понял, что доходчиво объяснять у нас мало кто может)

Запутался еще больше.

Пожалуйста, посоветуйте какой-нибудь фундаментальный труд, где досконально и понятно будет объяснено, что есть в применении к фотопленке понятия "фотоширота" и "динамический диапазон".

зы: по образованию я радиоинженер, и что такое "динамический диапазон" для радиоаппаратуры - я прекрасно понимаю.

зызы: снимаю долго, некоторые столько не живут, но все в любительском режиме и в дебри теории полез совсем недавно.

У оптического сенсора два динамических диапазона: входной (фотоширота) и выходной (диапазон откликов).
http://shadrin.rudtp.ru/Personal/Lections/Conspect/Shadrin_course_latitude.htm
http://shadrin.rudtp.ru/Personal/Lections/Conspect/Shadrin_course_ODR.htm

Тема была перемещена сюда из форума Пленочная фототехника 35 мм. и принадлежности

Зря автор темы сказал, что он радиоинженер...
Алексей, а расскажите мне, мелкому лавочнику, на пальцах - чем отличается фотоширота от динамического диапазона?
(Я ни разу не радиоинженер).

Цитата:

"динамический диапазон" для радиоаппаратуры

Алексей, а как бы Вы на бытовом языке объяснили, что такое динамический диапазон в радиоаппаратуре?
Так вот, по моим представлениям, ДД то же самое и в фототехнике. Физика она и в африке физика. А вот фотоширота - это те пределы, внутри ДД, когда сигнал передается линейно, вернее, нелинейные искажения ниже некоторой допустимой величины. Если Вы уже познакомились с "характеристической кривой" фотоплёнки, то там на нижнем участке и на верхнем есть перегибы - там имеются ярко выраженные нелинейные искажения в передаче яркостей объекта плотностью фотоматериала.
Вот здесь на рисунке характеристической кривой негативного материала:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Фотографическая_широта
Lmax - это ДД , а L - фотоширота.
Для слайда ХК имеет обратный наклон: там где меньшая экспозиция - плотности наибольшие. С ростом экспозиции плотности уменьшаются.
И фотосъемка, как запись "светового сигнала" на фотопленку, очень похожа на аналоговую запись на магнитную ленту. Точно также приходится "укладывать" значительно более широкий диапазон уровней сигнала в тот диапазон, который способен воспроизводить без искажений магнитный слой.

PS: Выбор оптимальной экспозиции (с учетом широты материала) - это практически аналогия выбора рабочей точки на выходной динамической характеристике транзистора.

Для Дмитрия: полагаю, уместна такая аналогия: Вы в своей лавке, например, можете торговать от -35грС и до +45грС, превозмогая холод и зной, но только от +18 до +25 грС Вам комфортно и малозатратно, да и выручка больше при такой температуре. Так вот предел от -35 до +45 грС - это динамический диапазон, а фотоширота - это от +18 до +25 грС.

вот тут - более широкий динамический диапазон (по сравнению с обычным снимком) - делается это из нескольких подряд снимков с разной экспозицией (брекет)
http://kireng.narod.ru/HI_JPG/gorod/HI_JPG.html
http://kireng.narod.ru/HI_JPG/HI_JPG_0.html

Цитата:

от:Алeксей_SПб
Пожалуйста, посоветуйте какой-нибудь фундаментальный труд, где досконально и понятно будет объяснено, что есть в применении к фотопленке понятия "фотоширота" и "динамический диапазон".

Подробнее

https://foto.ru/forums/general/plenochnaya-fototehnika-35-mm-i-prinadlezhnosti/498709
Там приведены сканы "из учебника".

Цитата:

от: Domin
... а как бы Вы на бытовом языке объяснили, что такое динамический диапазон в радиоаппаратуре? ...

"Динамический диапазон" сигнала в общем виде это разница между самым малым и самым большим значениями амплитуды сигнала. (следует оговориться, что самое малое значение амплитуды больше нуля, иначе бы ДД сигнала был бы бесконечен).
Для электронного устройства ДД - это разница между самым слабым и самым сильным сигналом, который устройство может преобразовать с заданными параметрами искажения.
Минимальное значение определяется заданным отношением сигнал/шум, максимальное - заданными нелинейными искажениями (как правило, но могут быть и другие граничные критерии).
В радиотехнике, как известно, принято выражать ДД по логарифмической шкале, т.е. в децибелах (дБ, dB)

Т.е. в радиотехнике существует ОДНО понятие Динамического Диапазона для любого устройства и оно однозначно.

А вот с фотографией мне чего-то не понятно таки.
Я встречаю два термина для фотоматериала – «фотоширота» и «динамический диапазон».
Причем одни авторы утверждают, что это синонимы, а другие вкладывают в них разные смыслы.
Попытаемся разобраться в этих точках зрения.

Точка зрения А):
Термин "фотоширота" это СИНОНИМ термина "динамический диапазон" в применении к фотоматериалу.

Взято тут:
Фотографическая широта
Цитирую:
«Динамический диапазон фотоматериала — синоним фотографической широты».
В английской статье:
http://en.wikipedia.org/wiki/Dynamic_range#Photography используется только термин Dynamic range и нет никакого для него синонима, который можно было сопоставить с русским термином «фотоширота».

В книге Ansel Adams The negatime я нашел только термин dynamic range.

Обратимся к истокам: Гурлев Д.С. - Справочник по фотографии (светотехника и материалы), 1986 г.
Страница 274, цитирую:
L - ФОТОГРАФИЧЕСКАЯ ШИРОТА - интервал логарифмов экспозиций, соответствующий прямолинейному участку кривой 3-4. (рис.168)
Lg - ПОЛЕЗНАЯ ФОТОГРАФИЧЕСКАЯ ШИРОТА - интервал логарифмов экспозиций, соответствующий участку кривой 2-5, охватывающему прямолинейный участок и обе области непропорциональной передачи (нижнюю и верхнюю).

А вот и рисунок:


Тов. Гурлеев не использует термин «динамический диапазон» вовсе, но исходя из его объяснений следует, что используемый им термин «фотоширота» является полным аналогом ДД.
Итак, по Гурлееву «Фотоширота» - это диапазон экспозиций, умещающийся на прямом участке ХК. Дополнительно он вводит термин «Полезная Фотоширота», который расширяет диапазон на крайние непрямолинейные участки ХК.
Т.е. важно понять, что по Гурлееву Фотоширота уже, чем Полезная Фотоширота.

Далее рассмотрим пояснения, что дали товарищи в сообщениях выше.

Б) Термины «Фотоширота» и «Динамический диапазон» означают разное.

Вариант Б1)
Цитата:

от:Alexey Shadrin
У оптического сенсора два динамических диапазона: входной (фотоширота) и выходной (диапазон откликов).
http://shadrin.rudtp.ru/Personal/Lections/Conspect/Shadrin_course_latitude.htm
http://shadrin.rudtp.ru/Personal/Lections/Conspect/Shadrin_course_ODR.htm

Подробнее

Если я правильно понимаю, то тов. Шадрин вводит разделение понятий для светового потока и для электрического сигнала. Т.е. «Фотоширота» - это диапазон того, что может воспринять электронный сенсор (впрочем это не отличается от пленки), а вот «динамический диапазон» это то, что может выдать на выходе электронный сенсор в виде электрического сигнала.
Идея понятна и в принципе логична, ибо в применении к электронному устройству термин ДД ближе. Не готов по этой теме говорить ничего, т.к. меня интересовал вопрос только в применении к фотопленке, почему я тему в пленочном форуме и запостил. Но ее почему-то перенесли в общие вопросы.

Вариант Б2)
Цитата:

от: Domin

Lmax - это ДД , а L - фотоширота.

Фотографическая широта

Т.е. в данном случае мы видим, что тов. Domin использует термин «Динамический диапазон» в ровно том же смысле, в котором тов. Гурлеев использует термин «Полезная фотоширота».
Итак – вариант Б-два – «Динамический диапазон - это Полезная фотоширота».

Итак, господа, кто все-таки прав?

Я таки склоняюсь к точке зрения в варианте А, т.е. – для фотоматериалов мы используем термин Фотоширота, и он является синонимом термина «динамический диапазон фотоматериала».
Т.е. если мы говорим Фотоширота, то сразу понятно, что речь идет о фотоматериале и диапазоне экспозиций, который укладывается на прямом участке ХК пленки (или иного светочувствительного элемента).

Если же мы говорим Динамический диапазон, то следует уточнять чего именно и по какому принципу определенный.

Иначе получается смешение терминов и полное безобразие в обсуждениях.

Прошу высказаться.

Вопрос Алексею Шадрину - не могли бы вы дать возможность скачать статью о фотошироте полностью?

Все просто. Смысл термина "динамический диапазон" в фотографии совпадает с смыслом этого термина в электронике - разница между минимальным сигналом, на который реагирует сенсор, и максимальным. Фотоширота - линейный участок характеристической кривой, поддиапазон динамического диапазона.

Понятно, что фотоширота - это не строгая линейность вида k*x + a, а тот участок, где нелинейность наблюдателю глаз не режет.

Если посмотреть на характеристические кривые пленок, то там есть выраженные плечи в начале и конце динамического диапазона, где форма кривой сильно отличается от линейной функции, там наблюдателю глаз уже режет. Поэтому для пленок имеет смысл разделять понятия фотошироты и динамического диапазона, и стараться уложиться именно в фотошироту.

Сейчас распространилось мнение, что характеристические кривые современных цифровиков на краях хоть и не строго линейные, но не имеют такой сильной нелинейности, как у пленок. Тогда с некоторыми допущениями можно сказать, что динамический диапазон матрицы совпадает с ее фотоширотой. Вот и вся недолга.

Но все это от лукавого. Есть разные пленки и разные матрицы. Если я правильно помню, Ilford 3200 имеет практически линейную характеристику в светах и ха-а-а-ароший загиб в тенях. А форма кривой у цифровика может меняться в зависимости от чувствительности сенсора и показывать ощутимую нелинейность.

А нельзя ли уточнить источник, в котором термин Полезная фотоширота был заменен на термин Динамический диапазон?

Кто это сделал и в каком смысле это является общеупотребительным?

Вообще говоря с моей точки зрения это не корректно.

Ибо и то и другое есть динамический диапазон, просто с разными граничными условиями.

Т.е. в вашей парадигме "фотоширота" это "динамический диапазон с меньшими искажениями".

Но для чего было путать два синонимичных термина - я не понимаю.

Кто это придумал?
-----------------
Ну и терминах Алексея Шадрина - это тоже не так.
Правда он не сослался на источники, чего хотелось бы.

Я так это понимаю (если что, поправьте)

Фотоширота (интервал передаваемых яркостей) - это термин, применяемый только к пленке и другим фотоматериалам.
Единица измерения - EV (ступени экспозиции).
В цифровой фотографии его заменили на "входной динамический диапазон", поэтому и возникла мешанина.
Фотоширота негативной пленки 10-12 EV (стопов экспозиции).
Фотоширота слайдовой пленки 5-7 EV.
Динамический диапазон зеркальной цифровой камеры 6-9 EV.

Диапазон оптических плотностей (интервал плотностей) - это термин, применяемый только к пленке и др. фотоматериалам после их проявки.
Короче говоря, абсолютнся разница между самым черным и самым белым участком на фотоматериале.
Единица измерения - D (по логарифмической шкале)

Для Негатива 2,5-2,8D
Для слайда 3,4-3,6D
Для фотобумаги 1,5-2,5 D

*****

Выходной динамический диапазон (ДД) для цифры понятие, ИМХО, бессмысленное, так как оно означает "ДД цифрового файла". У цифрового файла не может быть никакого ДД без устройства его показа т.е. монитора, проектора, отпечатка.
Если кто-то знает больше на этот счет, рад буду почитать.

Вообще разница в них с практической точки зрения огромна. При работе с негативом ли, с цифровым изображением ли, все, что лежит на линейном участке, обрабатывается легко и непринужденно, поскольку контрасты сцены сохранены с некоторой пропорцией, которая линейна. А вот если существенные для снимка детали упали на нелинейный участок, то работа с ними становится сущим мучением, там и с контрастом работать тяжело, и с цветом. В итоге снимок может потерять сюжетно важные части.

Поэтому фотоширота выделена в самостоятельное понятие. В ее рамках печатнику хорошо, а за ее пределами может оказаться очень плохо. Когда это произошло и кто это ввел первым — не знаю, но поступок, на мой взгляд, очень логичный, и никакой путаницы я не усматриваю.

Путаницу могут вносит школьники-неофиты, взявшие в руки камеру вчера, и с пеной у рта доказывающие превосходство своей "крутой цифры" над "устаревшей" пленкой. Они старательно утверждают, что ДД и фотоширота цифровика совпадают. Так получается, что цифровики имеют годную фотошироту, иногда раза в полтора превышающую цветной негатив.

Хотя даже самые технодрочерские сайты различают dynamic range и tone stability (или как там они фотошироту называют?).

так называемая линейность (коттрая на самом деле,, если плёнку отсканить,, жжымает и растягивает в 50 и более раз хДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДД) юзаеться токо в оптической печати это участок где можно коректировать цвет и экспозицию светофильтрами при печати,, и если уж на то пошло,, то матриц передаёт свет без искажений от уровня вуали и до упора,,тупо по физике ,, а плёнка подвирает везде,,,,

ф цыфровом формате жэ,, есть понятие качетсва картинки или кол-во передаваемой ей информаци, там линейность до фени,,


у цыфровово файла нет выходного диапазона есть токо зависимость качетсва,, или кол-ва инфорамци это самого,, от входного света,, это дл ялюбого вобщем то носителя есть,, если характеристика ево однозначна боеле менее

На краях диапазона эта самая информация фиксируется цифрой с искажениями уже на уровне ячейки матрицы. А после этого что с картинкой не делай, поезд уже ушел.

тупейший бред

цыфра это СТРОГО упавший свет,, плюс (строго плюс!!) упавшие с лева помехи (вуаль),, вычитая вуаль можно вытянуть сколь угодно слабый свет,, даже если там меннее 1 фотона на кадр

даи,,даже если б вдруг было криво,, тупо отпрофилил и фсе дела

Угу. И откуда тогда загогулины на ХК у цифры?

их там нет.

в низу вуаль есть и фсё.

это закон физики превращающе свет в електрический заряд он неможет криво работать по физике.. канешна если очень исхотриться можнои ^%$ сломать заряд криво померить,, но хитриться надо сильно хДДДДДД

Цитата:

от: L4m3r
их там нет.

Не поленитесь на dpreview посмотреть на формы ХК цифровиков, на пятак тот же. Какие они там линейные...

"т.к. меня интересовал вопрос только в применении к фотопленке, почему я тему в пленочном форуме и запостил. Но ее почему-то перенесли в общие вопросы."
Пленочный форум называется " Пленочная фототехника 35мм и принадлежности" Скажите, пожалуйста, каким образом Ваша тема о фотошироте и динамическом диапазоне может относится к Никону Ф3 или Олимпусу ОМ-1, их объективам и остальным принадлежностям?? :?