Цитата:от: Сергей Катковский
Чуть выше Тутубалин посчитал число фотонов - порядка 4000 (12 бит) - вот вам дискретность при регистрации.
Я вот пока тут ездил по городу в метро - много думал.
И подумал я следующее. Вот эти самые градации - что мы под ними имеем в виду?
Вот представим себе два "пикселя" (зерна галогенида), расположенные рядом и освещенные
одинаково. Вот эти самые 4000 фотонов
в среднем на каждое из зерен.
Вспоминаем теперь о
фотонном шуме. У потока 4000 фотонов на пиксель будет дисперсия те же 4000 (в силу природы), то бишь сигма = 63.
То есть при
одинаковом освещении, на одно зерно попадет, к примеру, 4063, а на соседнее 3937 фотонов (ну и они с какой-то вероятностью еще образуют собственно серебро при проявлении, но на суммарную картинку это не влияет, еще один биномиальный член в произведении).
Теперь вот представим себе два соседних зерна. Одно зарегистрировало 4050 фотонов (среднее + ~80% от сигмы), второе - 3050 фотонов (среднее минус 80% от сигмы).
Образуют ли они "деталь" или же зарегистрированное ими - это одно значение, просто лежащее в пределах естественного разброса?
Банальная статистика говорит нам, что в разброс +-сигма будут попадать 68%
пикселов зерен галогенида (при отсутствии деталей, равномерный сигнал), в две сигмы - 98%, ну и так далее.
Что получается? Получается что уровни 4050 фотонов (на квадратный пиксель) и 4000 фотонов - в практическом смысле неразличимы.
Где провести талию, по одной сигме, двум, трем (или половинке) - не слишком принципиально. Ну вот по сигме - более-менее нормально, по двум сигмам - вообще хорошо.
Но если проведем по двум сигмам, то в светах у нас один уровень - 4000, а следующий
значимо от него отличающийся - уже в районе 3880. А всего различимых уровней - соответственно не 4000 а во много раз меньше.
Идем в полутени, на ~5 стопов ниже наших 4000 фотонов на зерно. Средний уровень 100 (сигма = 10), он будет тогда отличаться (на уровне 2 сигмы) от уровня 80. А уровни 80 и 88 - на практике станут неразличимы.
Это все тот же обычный размен детализации на число градаций. Если возьмем 36 квадратных микрон (как пиксель у DSLR), то туда попадает 120 килофотонов (при том же уровне освещения), сигма - 346.
Бессмысленность 20-битного АЦП на этом фоне становится еще более понятной.