В чем плюсы Линейно конвертированных RAW?

Ребята, по моему (с точки зрения физики) все просто.
Если без линейных и нелинейных пространств и матричных преодразований :D .
Сигнал с выхода одного пикселя зависит от мощности (яркости) воспринимаемого источника. Глаз же воспринимает яркость пропорционально (приблизительно) логарифму яркости. Поэтому в окончательной картинке введение нелинейной зависимости для правильного визуального восприятия неизбежно, что и делается введением гамма-коррекции.
В то же время, многие физические (оптические) процессы имеют линейную природу. Например, при построении изображения объективом точечного источника в фокальной плоскости распределение яркости будет иметь вид гауссового колокола, или, если объектив идеальный :) , дифракционного колокола. Теперь, если в фотошопе попытаться поднять резкость с помощью аншарп маск, то в случае линейных отсчетов можно компенсировать это размытие практически идеально (в пределах шумов и точности отсчетов конечно) по всему полю кадра, а, если же уже произведена нелинейная обработка, то такую обработку можно выполнить приблизительно и только для определенного диапазона яркостей. Такая же ситуация и при обработке "зайцев" и наличия рассеянной засветки по полю кадра. И с искажениями цветов за счет рассеяния. Не говоря уже о том, что корректная интерполяция баесовской матрицы после нелинейной обработки просто невозможно :D
Поэтому, да здравствует линейная обработка на всех этапах предварительной обработки и введение гамма коррекции только на окончательной этапе.

Цитата:

от:Андрей Якубовский
Ребята, по моему (с точки зрения физики) все просто.
Если без линейных и нелинейных пространств и матричных преодразований :D .
Сигнал с выхода одного пикселя зависит от мощности (яркости) воспринимаемого источника. Глаз же воспринимает яркость пропорционально (приблизительно) логарифму яркости. Поэтому в окончательной картинке введение нелинейной зависимости для правильного визуального восприятия неизбежно, что и делается введением гамма-коррекции.
В то же время, многие физические (оптические) процессы имеют линейную природу. Например, при построении изображения объективом точечного источника в фокальной плоскости распределение яркости будет иметь вид гауссового колокола, или, если объектив идеальный :) , дифракционного колокола. Теперь, если в фотошопе попытаться поднять резкость с помощью аншарп маск, то в случае линейных отсчетов можно компенсировать это размытие практически идеально (в пределах шумов и точности отсчетов конечно) по всему полю кадра, а, если же уже произведена нелинейная обработка, то такую обработку можно выполнить приблизительно и только для определенного диапазона яркостей. Такая же ситуация и при обработке "зайцев" и наличия рассеянной засветки по полю кадра. И с искажениями цветов за счет рассеяния. Не говоря уже о том, что корректная интерполяция баесовской матрицы после нелинейной обработки просто невозможно :D
Поэтому, да здравствует линейная обработка на всех этапах предварительной обработки и введение гамма коррекции только на окончательной этапе.

Подробнее

Упростил, блин...

Цитата:

от:Андрей Якубовский
Глаз же воспринимает яркость пропорционально (приблизительно) логарифму яркости. Поэтому в окончательной картинке введение нелинейной зависимости для правильного визуального восприятия неизбежно, что и делается введением гамма-коррекции.

Подробнее

Не совсем так.
Правильное изображение для глаза - ЛИНЕЙНОЕ!
Потому что вы видите правильное изображение в ЗЕРКАЛЕ например.
Гамма-коррекцию сначала придумали телевизионщики, т.к. это связано с характеристикой ЭЛТ.
Ещё что имеет место - что кол-во информации на 1 линейную единицу при увеличении яркости падает, потому что фотонный шум, который как раз sqrt(x). Тогда при использовании гамма-кривой информация более равномерно распределена по уровням, что удобно для хранения картинок.

Всякие интересные штуки есть на http://www.fdrtools.com/fdrgui/fdrgui_e.php , http://www.ict.usc.edu/graphics/HDRShop/

Цитата:

от:L4m3r
Цитата:

от:Андрей Якубовский
Глаз же воспринимает яркость пропорционально (приблизительно) логарифму яркости. Поэтому в окончательной картинке введение нелинейной зависимости для правильного визуального восприятия неизбежно, что и делается введением гамма-коррекции.

Подробнее

Не совсем так.
Правильное изображение для глаза - ЛИНЕЙНОЕ!
Потому что вы видите правильное изображение в ЗЕРКАЛЕ например.
Гамма-коррекцию сначала придумали телевизионщики, т.к. это связано с характеристикой ЭЛТ.
Ещё что имеет место - что кол-во информации на 1 линейную единицу при увеличении яркости падает, потому что фотонный шум, который как раз sqrt(x). Тогда при использовании гамма-кривой информация более равномерно распределена по уровням, что удобно для хранения картинок.

Подробнее

Ну и каша же у Вас в голове. Смешали божий дар с яичницей, да еще и заправили мухами :D
Ваше представление о глазе упрощенное и абсолютно неверное. Прочтите для начала классику, например Вавилова http://vivovoco.rsl.ru/VV/BOOKS/VAVILOV/VAV04.HTM . А затем задумайтесь - почему во всех справочниках при исследовании кривых почернения или чувствительности фотоэлементов используется логарифмическая шкала яркости?
Да гамма-коррекцию придумали телевизионшики, но не потому, что просто так они захотели. Кстати, яркость свечения люминофора прямо пропориональна току электронной пушки, пока не достигнуто насыщение :) А применили они ее просто потому что без нее работа передатчика с амплитудной модуляцией абсолютно неэффективна. Посмотрите на гистограмму гартинки без гамма коррекции. 90 процентов информации сконцентировано в нижних 10 процентах уровней. Т.е. при таком сигнале передатчик с амплитудной модуляцией используется абсолютно неэффективно. 99 процентов энергии вылетает просто в трубу. КПД почти 0.
А фотонный шум, - это вообще из другой песни. Ни один монитор или принтер не работает при яркостях при которых фотонный шум сколь нибудь заметно сказывается. Это скорее имеет отношение к съемке, и то - только в астрономии или научных приложениях.
Для хранения картинки в цифре абсолютно БЕЗРАЗЛИЧНО как распределены уровни по гистограмме. Это имеет смысл только при разработке алгоритмов сжатия. Например при оцифровке голоса иногда используется экспоненциальное распределение уровней квантования. При этом без заметной потери разборчивости удается снизить информационный поток в разы. При обработке изображений мне эта идея нигде не попадалась. А так только два варианта 8 или 16 бит на канал :) .

Фотонный шум можно разглядеть/измерить без проблем на любом снимке цыфровой камерой. Практически весь шум который там видно - это фотонный шум.
И из-за этого от рекламных 12-14 бит остаются от силы 7-8 точных.
Гамма-кривая используется для хранения RAW в Nikon D70, кажется.

Насчёт глаза - вы в ЗЕРКАЛЕ правильно видите?
передаточная характеристика ЗЕРКАЛА линейна! никакой гамма-коррекции ЗЕРКАЛО не делает!
То же насчёт слайда.
Всё остальное имеет отношение к удобству хранения/передачи, не более.
Чувствительность глаза может быть любой. Но МАСШТАБ изображения должен быть линейным чтобы оно правильно выглядело.

Цитата:

от:L4m3r
Фотонный шум можно разглядеть/измерить без проблем на любом снимке цыфровой камерой. Практически весь шум который там видно - это фотонный шум.
И из-за этого от рекламных 12-14 бит остаются от силы 7-8 точных.
Гамма-кривая используется для хранения RAW в Nikon D70, кажется.

Насчёт глаза - вы в ЗЕРКАЛЕ правильно видите?
передаточная характеристика ЗЕРКАЛА линейна! никакой гамма-коррекции ЗЕРКАЛО не делает!
То же насчёт слайда.
Всё остальное имеет отношение к удобству хранения/передачи, не более.
Чувствительность глаза может быть любой. Но МАСШТАБ изображения должен быть линейным чтобы оно правильно выглядело.

Подробнее

Да не фотонный это шум. Это смесь шумов генерации свободных электронов, аналоговых усилителей, потерь при передачи накопленных электронов к усилителю через линейку, тепловых шумов в полупроводниках, шумов АЦП, электрических наводок на малосигнальные цети, ошибок алгоритмов интерполяции баесовской матрицы и многого, многого другого. К фотонной природе света это не имеет ни малейшего отношения. Они даже описываются совершенно разными статистиками.

А никон Вы для чего привели? Честно - не понял.

Зеркало вообще не производит никакой обработки. Оно просто меняет траекторию лучей. Не более, и к электронным способам получения и обработки изображений не имеет ни малейшего отношения (если не считать зеркала и пентапризмы в зеркалке :) )

В отношении линейности слайда Вы глубоко заблуждаетесь. Посмотрите на его характеристическую кривую (КРИВУЮ - как написано во всех руководствах!). Иначе бы Вам не пришлось вводить экспопоправки.

Что такое масштаб и какое это отношение имеет к глазу - абсолютно не понятно. Вы можете рассматривать слайд при совершенно разной яркости подсветки и разном внешнем освещении и Вы все равно его увидите.

Насчёт шума - измерьте и убедитесь, что это именно фотонный шум. Какова должна быть ёмкость ячейки матрицы, чтобы получить сигнал/шум = 100?
Интерполяция вообще ни при чём, смотрим пока чистый RAW.

Слайд, конечно, кривит, в основном в тенях и светах, но именно то свойство его, что через проектор видно изображение, достаточно похожее на оригинал, и происходит из-за того, что его характеристика достаточно близка к линейной.
Коэфф. пропускания слайда примерно пропорционален кол-ву света, которое на него упало при съёмке.

Nikon к тому, что гамма-кривая используется для того, чтобы не хранить в RAW слишком много незначащего фотонного шума.

"Линейный масштаб" означает, что при воспроизведении изображения нужно создать k*x света, k=const, x=освещённость в оригинале.
тогда оно будет выглядеть правильно, и для глаза в том числе.

Интерполяция при том, что в чистом RAW, если это не Сигма SD9 или SD10, вообще нет цветных пикселей. Есть отдельно зеленые, отдельно красные и синие, но относятся все они к разным точкам пространства. Чтобы привести их к отсчету в одной точке используется интерполяция. Идеально эта процедура выполнена быть не может даже теоретически и при идеальной точности измерений. Ошибки интерполяции воспринимаются как цветовой шум. Объяснил?
В отношении всего остального - извините, но это уже скучно.

Цитата:

от:Андрей Якубовский
Да не фотонный это шум. Это смесь шумов генерации свободных электронов, аналоговых усилителей, потерь при передачи накопленных электронов к усилителю через линейку, тепловых шумов в полупроводниках, шумов АЦП, электрических наводок на малосигнальные цети, ошибок алгоритмов интерполяции баесовской матрицы и многого, многого другого. К фотонной природе света это не имеет ни малейшего отношения.

Подробнее

http://www.kodak.com/global/plugins/acrobat/en/digital/ccd/applicationNotes/noiseSources.pdf

Емкость ячейки CCD у матрицы используемой в Никон D70 порядка 25000 электронов. Т.е. если сделать матрицу идеально, к ней идеальную бесшумную обвязку, охладить все до -60 и снять идеальную белую стену (никакой интерполяции), линейно сконвертировать результат в 8-битный TIFF, то все равно получим шум в последнем разряде. RGB(250,251,249), RGB(251,251,250),RGB(249,249,251) и т.д. Только лишь из-за фотонного шума.

Да не путайте Вы фотонный и электронный шум.

Я только против этого спорю.

То что Вы говорите - шум связанный с дискретностью заряда электрона и возникает из-за флуктуаций количества накопленных в ячейке электронов. И является чисто электронным.

А фотонный шум возникает из-за флуктуаций количества фотонов, пролетающих через единицу площади в единицу времени. И сказывается он только при очень низких интенсивностях света. И не он определяет основную долю шумов в цифровом фотоаппарате :)

Кол-во электронов пропорционально кол-ву фотонов, если оно не слишком мало.
Кол-во фотонов также определяет значение освещённости только с точностью до sqrt(x). только коэффициент будет другой.
Если поставить любую другую систему регистрации фотонов, этот шум останется. Только изменится в sqrt(QE) раз.
Шум заметен невооружённым глазом при сигнал/шум менее 150..200 примерно, что означает не менее 30000 фотонов на ячейку для абсолютно идеального регистратора.
Где взять так много за нещасное время выдержки через мизерную дырочку объектива и тёмные линзы и светофильтры, да ещё на достаточно небольшой площади пикселя, это другой вопрос :))

Если Вы говорите об уровнях, при которых сказывается фотонный шум, то не пропорционально. Это статистический процесс и определяется вероятностью генерации электрона, зависимостью этой вероятности от энергии фотона, вероятностью его рекомбинации с дыркой, вероятностью потери электрона при движении по элементам линейки, Вероятностью миграции электрона в соседнюю ячейку, вероятностью возникновения тепловых электронов, вероятностью отсекания фотона светофильтром и т.д и т.п. Это только вершина айсберга.
В результате - об фотонного шума останутся рожки да ножки. Он просто утонет в электронном. Фотонный шум имеет заметную роль только в ФЭУ и приборах ночного видения. Возьмите справочник по физике и попробуйте посчитать. Вы увидите, что разница в уровнях несколько порядков.