На сегодня матрицы цифровых аппаратов уступают пленке по ширине динамического диапазона. В отличие от пленки, имеющей плавно снижающуюся крутизну экспозиционной кривой при приближении к области насыщения, матрица имеет линейный участок до точки насыщения и далее перестает работать – заряд больше не зависит от количества света. Вследствие этого обстоятельства информация в пересвеченных областях отсутствует начисто, и с этим уже ничего не поделаешь.
А если вдуматься - ведь это обидно, она была какое-то время в процессе экспозиции, а мы сами в процессе съемки довели картинку (неважно почему) до белых пятен. В какой-то степени вопрос решается использованием пикселов разной чувствительности как это сделала FUJI в FinePix S3 Pro - менее чувствительные пикселы насыщаются позже, при этом экспозиционная кривая состоит уже из трех участков: крутого, соответствующего пикселам большой площади, пологого, соответствующего пикселам малой площади и участка с нулевой крутизной соответствующего области насыщения малых пикселов. Уже лучше, но все равно не логарифмическая кривая.
И вот (возможно не первому, но нигде про это не читал) пришло в голову простое решение – нужно измерять время от начала экспозиции до момента достижения максимального рабочего значения в каждом пикселе. О технической реализации чуть дальше, а сейчас несколько слов о сути и том, что бы это дало.
Пусть выбрана некоторая выдержка и имеется световой поток Е0, при которых экспозиция некоторой рассматриваемой точки матрицы в точности равна максимальной рабочей. Примем время выдержки за единицу и именно эту единицу должен намерить измеритель интервала. Пусть теперь световой поток стал в 2 раза больше (2Е0), пиксел в матрице в насыщении, а измеритель интервала покажет значение ½. При световом потоке в 4 раза большем измеренный интервал будет равен ¼ и т.д. Иначе говоря, при значениях светового потока больших Е0, показания измерителя временного интервала обратно пропорциональны световому потоку. Поскольку зависимость обратно-пропорциональна появляется та самая нелинейность, которая дает возможность измерять световой поток в очень широком диапазоне.
Теперь о реализации: измерение временного интервала простая и давно решенная как цифровыми так и аналоговыми методами. Первое, что приходит в голову – это компаратор, подключенный к ячейке матрицы и останавливающий при достижении порогового значения процесс аналогового интегрирования. При этом с каждой ячейки считывается помимо значения заряда, величина напряжения на интеграторе. Согласование постоянной времени интегратора с величиной выдержки осуществляется за счет коммутации весовых резисторов.
Вот так Остапа несло…
Об одной возможности расширения динамического диапазона матрицы.
Всего 24 сообщ.
|
Показаны 1 - 20
Об одной возможности расширения динамического диапазона матрицы.
Re[Александр Исакович]:
Ну, это, типа, вложенные в основную экспозицию ещё несколько, покороче? Это такой нормально мощный процессор придётся использовать... Писаться-то они будут раздельно, как разные файлы, для последующего анализа? Вот экспозиционный брекетинг же есть... Не так изящно, но ведь и широкий ДД тоже не каждый раз нужен...
Re[Александр Исакович]:
Я чего-то, видимо, не понял, но эту задачу выполняет экспонометр - грубо говоря, определяет время экспозиции, при которой "выбеленных" участков не будет.
Он как раз тем и занимается, что измеряет "временные интервалы", которые, как ни странно, "обратно пропорциональны" силе светового потока
Кстати, световой поток - это, вроде не количество света, которое упало на матрицу, а количество света в единицу времени.
Вобщем терминология какая-то псевдонаучная, нифига понять невозможно.
Он как раз тем и занимается, что измеряет "временные интервалы", которые, как ни странно, "обратно пропорциональны" силе светового потока
Кстати, световой поток - это, вроде не количество света, которое упало на матрицу, а количество света в единицу времени.
Вобщем терминология какая-то псевдонаучная, нифига понять невозможно.
Re[Viktorych]:
Ну, в принципе вполне можно представить себе некую "3D-экспозицию", в которой третье измерение - по оси времени. Тогда, фиксируя динамику насыщения матрицы до точки "пересвета" можно построить (запомнить) огибающую пересвеченного участка, при этом продолжая экспозицию. Далее, получив полный массив можно програмно пересчитать реальную разницу освещенности и уложить ее в предпологаемый стандартом вывода диапазон. Но такое решение малопригодно для текущей элементной базы, т.к. потребует приложить к фотегу два чемодана с системными блоками. А вообще 
Нехай Сапог да нЕконь об этом думают. Ибо это их работа. А фотограф нехай кнопку спуска жамкает. Ибо это его(её) работа.
Нехай Сапог да нЕконь об этом думают. Ибо это их работа. А фотограф нехай кнопку спуска жамкает. Ибо это его(её) работа.
Re[vinkoln]:
от:vinkoln
Ну, в принципе вполне можно представить себе некую "3D-экспозицию", в которой третье измерение - по оси времени. Тогда, фиксируя динамику насыщения матрицы до точки "пересвета" можно построить (запомнить) огибающую пересвеченного участка, при этом продолжая экспозицию.Подробнее
HDR?
Re[Viktorych]:
от:Viktorych
Ну, это, типа, вложенные в основную экспозицию ещё несколько, покороче? Это такой нормально мощный процессор придётся использовать... Писаться-то они будут раздельно, как разные файлы, для последующего анализа? Вот экспозиционный брекетинг же есть... Не так изящно, но ведь и широкий ДД тоже не каждый раз нужен...Подробнее
На самом деле обработка не очень сложная - всего лишь нелинейное функциональное преобразование, которое вполне может осуществляться по таблице в реальном времени.
Re:
почитайте, как работает матрица от Fill Factory в камере Kodak SLR/c (SLR/n) - приятно удивитесь ;)
Re[vinkoln]:
от:vinkoln
Ну, в принципе вполне можно представить себе некую "3D-экспозицию", в которой третье измерение - по оси времени. Тогда, фиксируя динамику насыщения матрицы до точки "пересвета" можно построить (запомнить) огибающую пересвеченного участка, при этом продолжая экспозицию. Далее, получив полный массив можно програмно пересчитать реальную разницу освещенности и уложить ее в предпологаемый стандартом вывода диапазон. Но такое решение малопригодно для текущей элементной базы, т.к. потребует приложить к фотегу два чемодана с системными блоками. А вообще
Нехай Сапог да нЕконь об этом думают. Ибо это их работа. А фотограф нехай кнопку спуска жамкает. Ибо это его(её) работа.Подробнее
На самом деле достаточно померить когда наелась, все остальное - лишнее
Re[Matteo]:
от: Matteo
почитайте, как работает матрица от Fill Factory в камере Kodak SLR/c (SLR/n) - приятно удивитесь ;)
Прочитал - интересно, тоже снижение крутизны выше какого-то уровня, но опять ведь только два участка
Re[Фотолюбитель с большим объективом]:
от:Фотолюбитель с большим объективом
Я чего-то, видимо, не понял, но эту задачу выполняет экспонометр - грубо говоря, определяет время экспозиции, при которой "выбеленных" участков не будет.
Экспонометр определяет время экспозиции для всей картинки исходя из ее интегральных показателей.
Он как раз тем и занимается, что измеряет "временные интервалы", которые, как ни странно, "обратно пропорциональны" силе светового потока
Кстати, световой поток - это, вроде не количество света, которое упало на матрицу, а количество света в единицу времени.
Количество света в ед. времени и имел в виду. Неудачно выбрал букву - чтобы не путать надо было Ф (поток) или I Е - это накопленный поток (доза)
Вобщем терминология какая-то псевдонаучная, нифига понять невозможно.Подробнее
Re[Александр Исакович]:
Ух и намешали тут усякого.
Для решения задачи с оптимизацией света падающего на матрицу сегодня используется съемка в РАВы, с последующими извращениями в конвертерах и доводкой "ручками" в шопе.
Сегодня это делают "профи", а завтра это будут делать "все" через функцию типа "D-Lighting", как в "Никоне Д80", тока уже следующего поколения.
ДД пленки и матриц... тоже смотря о чем говорить. О теории или о практике. В теории у пленки бесспорно выше ДД, а на практике, при подготовке к цифровой печати (потому что на практике, в коммерческой печати используется цифра или, как минимум перегон в цифру) уже тестами давно установлено, что S3Pro перекрывает своим ДД слайд с профессиональной пленки, т.к. в тенях даёт детали там, где пленка шумом дает "псевдо-детали".
При сканировании слайда и его "зерна в тенях" там детали часто пропадают и получается, что пропадает часть ДД на пленке. А проку от той части ДД пленки, которую нельзя использовать? Кто не занимался много сканированием в стародавние времена могут даже меня не понять.
Но я бы даже в нашем ФотоКлубе выделил две вечные, постоянные темы:
"Пленка vs цифра - для Души"
и
"Пленка vs цифра - для профи и коммерческой печати".
Флейма и "баянов" сильно поубавится.
А пока возвращаясь к теме вспоминаю, что S3Pro имеет режим "имитации фотопленки" с целью быстрой оптимизации ДД матрицы в стиле как это делает пленка. Не один к одному, конечно, но народу с фуджиками нравится.
Как у фуджиков это получается? - спросите пользователей S3Pro. Их тут много и многие только этим режимом и пользуются.
Может и сам скоро куплю-таки сей дивайс, а то пересветы иногда достают "неподецки" на старушке "S2Pro"... ;)
Для решения задачи с оптимизацией света падающего на матрицу сегодня используется съемка в РАВы, с последующими извращениями в конвертерах и доводкой "ручками" в шопе.
Сегодня это делают "профи", а завтра это будут делать "все" через функцию типа "D-Lighting", как в "Никоне Д80", тока уже следующего поколения.
ДД пленки и матриц... тоже смотря о чем говорить. О теории или о практике. В теории у пленки бесспорно выше ДД, а на практике, при подготовке к цифровой печати (потому что на практике, в коммерческой печати используется цифра или, как минимум перегон в цифру) уже тестами давно установлено, что S3Pro перекрывает своим ДД слайд с профессиональной пленки, т.к. в тенях даёт детали там, где пленка шумом дает "псевдо-детали".
При сканировании слайда и его "зерна в тенях" там детали часто пропадают и получается, что пропадает часть ДД на пленке. А проку от той части ДД пленки, которую нельзя использовать? Кто не занимался много сканированием в стародавние времена могут даже меня не понять.
Но я бы даже в нашем ФотоКлубе выделил две вечные, постоянные темы:
"Пленка vs цифра - для Души"
и
"Пленка vs цифра - для профи и коммерческой печати".
Флейма и "баянов" сильно поубавится.
А пока возвращаясь к теме вспоминаю, что S3Pro имеет режим "имитации фотопленки" с целью быстрой оптимизации ДД матрицы в стиле как это делает пленка. Не один к одному, конечно, но народу с фуджиками нравится.
Как у фуджиков это получается? - спросите пользователей S3Pro. Их тут много и многие только этим режимом и пользуются.
Может и сам скоро куплю-таки сей дивайс, а то пересветы иногда достают "неподецки" на старушке "S2Pro"... ;)
Re[niklens]:
Вы абсолютно ничего не поняли - речь идет об усовершенствовании методики измерения принятого на каждую ячейку матрицы светового потока. Это не имеет никакого отношения к формату файла. Говорится только о том, что если измерять время от начала экспозиции до насыщения, и использовать эти данные, то появляется возможность значительно расширить динамический диапазон.
Re[Александр Исакович]:
от: Александр Исакович
Вот так Остапа несло…
придумать то много чего можно, но все упрется в питание.
и так то его еле хватает.
если же влепить еще более навороченные алгоритмы, камера будет хавать еще больше.
сильно продаж это дело (в отличие от роста количества МП) это не добавит.
по большому счету 16 битные сенсоры уже сейчас можно легко стаивть в те же зеркалки, но вот куда девать объем данных с них и чем питать...
Re[Александр Исакович]:
АФФТАР! этот мегабоян давно есть и называется pixel-level ADC. сколько оно стоит за 1 мегапиксель это другой вопорс.
Re[Александр Исакович]:
от:Александр Исакович
Вы абсолютно ничего не поняли - речь идет об усовершенствовании методики измерения принятого на каждую ячейку матрицы светового потока. Это не имеет никакого отношения к формату файла. Говорится только о том, что если измерять время от начала экспозиции до насыщения, и использовать эти данные, то появляется возможность значительно расширить динамический диапазон.Подробнее
Тогда могу предположить, что на ПЗС матрицах скорее всего это не получится, разве что на ЦМОС-ках...
Скоро (в течении 10 лет) кончится война "теперяшняя" мегапикселов, Никон выпустит чего-то "ФФ" в проф классе, а может и как Канон с 5Д в "полупроф" классе (да простят меня наши владельцы 5Д, т.к. указываю, что сам Канон не считает ее проф.камерой, но не более этого, ибо не камера определяет профессионала). Кончится война и "шумов в тенях",
и...
тогда...
может быть...
... ведущие "бренды-вендоры", на очередном витке борьбы за "картинку с матрицы", и озаботятся механизмом динамики засветки пиксела на матрице через отдельную минисхему для каждого пиксела... Матрицы снова подскочут в цене и будут рекламироваться как "супер-матрицы" для "супер-снимков"... новые камеры и новые прибыли и т.д. и т.п.
Все это интересно и вполне возможно, мысль у автора темы может получить будущее и во вполне реальном железе со временем,
а мне пришла мысль попроще:
Почему бы не встроить в камеры "пережимальщик Равов", чтобы после того как Рав записался на флешку камеры, камера могла бы в фоновом режиме его еще раз сжать без потерь (типа сархивировать), записать на ту же флешку, а большой оригинал стереть. Равы у S3Pro под 24 мега в "расширенном по ДД" режиме и такая фича ускорит труд фотографа по скидыванию флешки в банк или на комп и сэкономит на флешках. А может функция "суперсжатие" и в реальном времени, т.к. многоядерные процессоры и до фотокамер скоро доберутся...
Мысль номер 2:
Если такие матрицы появятся, то может и появятся "ФФ" матрицы с низким числом мегапикселов (6-8) из-за того, что последние будут разделены между собой дополнительными элементами "свето-физики" которые тоже будут занимать свои места на матрице. Последнее будет просто бальзам на сердце для владельцев старой бюджетной пленочной оптики не пригодной для кропа с его требованиями по линеатуре. И до сих пор не понимаю: почему Никон до сих пор не взялся за производство своих матриц? Вложения большие, но иначе можно вообще слететь с рынка однажды, когда Соня окрепнет. Сонисты хитрые: они говорят, что не собираются делать камеры для профи, но никто не мешает сделать им камеру "лучше" и сказать, что это всего лишь "для любителя с запросами".
Вот купят завтра Хасселя! (шутка) ;)
Re[stranger]:
Потребление -это общий вопрос, относящийся к любому улучшению. Конкретно в зеркалках повышение мощности потребления части связанной с матрицей несущественно поскольку работает она только при экспонировании.
Прямое увеличение разрядности матрицы - пропорциональный рост шумов.
Прямое увеличение разрядности матрицы - пропорциональный рост шумов.
Re[L4m3r]:
Вот здесь: http://www.ssga.ru/eossib/ccd_and_cmos/oes/63/04.html описаны самые разные варианты построения матриц. Действительно есть с логарифмической характеристикой, но техническое решение другое.
Re[niklens]:
от:niklens
Почему бы не встроить в камеры "пережимальщик Равов", чтобы после того как Рав записался на флешку камеры, камера могла бы в фоновом режиме его еще раз сжать без потерь (типа сархивировать), записать на ту же флешку, а большой оригинал стереть. Равы у S3Pro под 24 мега в "расширенном по ДД" режиме и такая фича ускорит труд фотографа по скидыванию флешки в банк или на комп и сэкономит на флешках. А может функция "суперсжатие" и в реальном времени, т.к. многоядерные процессоры и до фотокамер скоро доберутся...Подробнее
Чтобы из 12мп по 12-бит на каждый сделать 24мб файл - это надо облениться в конец. У Кэнонов с Кодаками "пережимальщик Равов" в lossless JPEG, без потерь, делается на лету. Вообщем-то возможность того что камера на лету делает JPEG-и никого не удивляет лет 15 как.
Re[niklens]:
от:niklens
[quote=Александр Исакович]
а мне пришла мысль попроще:
Почему бы не встроить в камеры "пережимальщик Равов", чтобы после того как Рав записался на флешку камеры, камера могла бы в фоновом режиме его еще раз сжать без потерь (типа сархивировать), записать на ту же флешку, а большой оригинал стереть.Подробнее
Согласен с предыдущими мыслями насчет политики фирм. А вот что касается дополнительного сжатия - здесь боюсь постигнет неудача. Не придумано (а может и не существует) эффективных алгоритмов сжатия без потерь с большими коэффициентами. У Д70, коим я обладаю, на 256 мБ помещается примерно 43 фото - 6 мБ/на картинку размером 3000х2000 при12 разрядах, т.е. степень сжатия всего 1,5. LZW сжатие ТИФа дает цифру 6-7 мБ вместо 15.
Чем ближе изображение к шумовому (чем меньше корреляция между соседними точками тем хуже оно сжимается.
Re[CTPAHHuK]:
от:CTPAHHuKот:vinkoln
Ну, в принципе вполне можно представить себе некую "3D-экспозицию", в которой третье измерение - по оси времени. Тогда, фиксируя динамику насыщения матрицы до точки "пересвета" можно построить (запомнить) огибающую пересвеченного участка, при этом продолжая экспозицию.Подробнее
HDR?Подробнее
Отличная аналогия!!!
Типа пиксели, получившие порог - отрубаются, недоплучившие - ловят, время экспозиции - по последнему получателю порога = штатиф и наложение с разбросом ступеней в пять)
