Зачем настройки ISO в цифровике?

несмотря на кажущуюся идиотичность вопроса, он имеет некий смысл. Дело в том, что введение различных диапазонов чувствительности, исскуственно подогнанных под плёночные, в случае цифровых фотоаппаратов, по сути дела является разбиением динамического диапазона матрицы на несколько кусков. Другими словами, на выходе мы имеем агрегат, потенциально способный нормально разрешать объекты со значительной разницей в освещённости, у которого эта самая способность здорово снижена. По идее, достаточно крупная ПЗС-матрица способна приблизится по динамическому диапазону к человеческому глазу (это я так завираюсь), что открыло бы массу новых возможностей.
Итак, ещё раз, зачем производители цифровой фототехники все как идин этот шикарный динамический диапазон режуть? В угоду привычке фотографов к стандарту? Или это связано с объёмами выходных фйлов и глубиной цвета, необходимой для покрытия слишком широкого дин. диап?
Кто что-нибудь знает, выскажетесь! Полегчает ;) !!!

насколько я понимаю, альтернатива - лишь повысить разрядность ацп. что имеет видимо свои негативные стороны.

кроме того, возможно, скажем следующее объяснение:

если в процессе собственно оцифровки, в какие-нибудь из старших битов картинки прокрался шум этой самой оцифровки (я думаю таковой имеет место быть), то если сама картинка фактически вся лежит в битах младших, этот шум будет яркими белыми точками после того, как все вытянется из рава.

плюс еще следует заметить, что эти самые значения исо - это традиция. фоторафы понимают что значит снимать скажем на исо 200 при определенном освещении. и что если исо повысить до 400, до скажем диафрагму можно прикрыть на один стоп или в два раза уменьшить выдержку.

Цитата:

от:Zlenko Dmitry
По идее, достаточно крупная ПЗС-матрица способна приблизится по динамическому диапазону к человеческому глазу (это я так завираюсь), что открыло бы массу новых возможностей.
Итак, ещё раз, зачем производители цифровой фототехники все как идин этот шикарный динамический диапазон режуть? !!!

Подробнее

А сколько доступно цифровиков с достаточно крупной ПЗС-матрицей? Или вы имеете ввиду астронимические матрицы (по цене в том числе)

а вот кстати мне еще вот что подумалось: чем больше разрядность ацп, тем меньше точность оцифровки сигнала в младших битах. не так? стало быть проще менять коэффициент усиления и оцифровывать меньшим количеством битов именно тот диапазон амплитуд, который интересует на результирующем снимке.

Цитата:

от:KaraNagai
а вот кстати мне еще вот что подумалось: чем больше разрядность ацп, тем меньше точность оцифровки сигнала в младших битах. не так? стало быть проще менять коэффициент усиления и оцифровывать меньшим количеством битов именно тот диапазон амплитуд, который интересует на результирующем снимке.

Подробнее

Именно так.
Теи более у матрицы, скажем, так -- бесконечный ДД вниз, но не вверх. При кол-ве света больше чем можно наступает переполнение, после которого уже нет разницы между М и 2*М. Бесконечный вниз -- есс-но для идеальной матрицы в жидком азоте и до 1 фотона.
Теоретически можно было бы аналоговый сигнал с матрицы подавать на 1 АЦП без усиления, на второй с усилением в 2 раза, на третий в 4 и т.п. А потом цифровой обработкой сжимать ДД до ДД выходного файла.

М.

to KaraNagai, не, точность оцифровки в младших битах при большом ДД будет низкой только при недостаточной разряднорсти этого самого АЦП, а вот мысля по поводу усиления ярких шумовых пятен, это круто, надо подумать, может оно и взаправду в каких-то ситуациях окажется драматическим. Только белыми эти точки вряд ли будут, ибо мало вероятен одинаковый шумовой глюк сразу в трёх битах.

мне даже думается, что при увеличении ДД, на более или менее равномерно освещённой картинке шумы будут несколько сглажены, из-за уменьшения их относительной амплитуды (относительно ДД). Или я неправ?

Sun Master, вы несколько спутываете понятия, речь не идёт об усилении сигнала, я лишь интересовался, зачем, на Ваш, взгляд "програмно" выставлять для пикселя "совершенно белый" при значении тока на АЦП уже в Х, когда матрица спокойно разрешает и 9Х от 10Х? То же самое справедливо и для нижнего рубежа ДД.

Большое спасибо за ответы, приятно было почитать, если ещё чего в голову прийдёт, пишите, буду очень рад!!! :D :D :D

Главным образом для того, чтобы была возможность "играть" с диафрагмой, меняя ГРИП.

нене цсб, тут видите ли, в предложенной идее есть своя красота, а именно:

сейчас вы ставите исо, потом ставите диафрагму и считаете какая выдержка нужна. или ставите выдержку и считаете какая диафрагма (в зависимости от того, что хотите фиксировать - выдержку или глубину резкости).

в предложенной фантастической камере, вы не ставите исо. то есть совсем. но при этом ставите вручную и диафрагму и выдержку. получаете какую-то картинку высокой разрядности. притом скорее всего по яркости эту разрядность не выбирающую совсем. потом берете свою софтину и выбираете какой диапазон яркостей вас интересует на результирующем отпечатке.

то есть возможности поиграться с диафрагмой и выдержкой у вас не убавляется, даже я бы сказал прибавляется.

> точность оцифровки в младших битах при большом ДД
> будет низкой только при недостаточной разряднорсти
> этого самого АЦП

вообще такое ощущение что оба моих тезиса эквивалентны. общая идея: в системе может быть шум, амплитуда которого не пропорциональна амплитуде сигнала. стало быть если сигнал прячется в младших битах, то этот шум его съест.

> Только белыми эти точки вряд ли будут, ибо мало
> вероятен одинаковый шумовой глюк сразу в трёх битах.

они белыми будут на результирующей картинке.

скажем есть у вас некая амплитуда сигнала, оцифрованная как

0000 0000 0000 01010 1100 скажем.

и у нее из-за какого-нить глюка оцифровки выскачил в единичку один битик:

0000 0000 0100 01010 1100

поскольку уровень и белого и черного на результирующем отпечатке вы выбираете произвольный, то вполне вероятно, что чиселко с этим битиком будет белее белого ;)

Цитата:

от:Zlenko Dmitry


Sun Master, вы несколько спутываете понятия, речь не идёт об усилении сигнала, я лишь интересовался, зачем, на Ваш, взгляд "програмно" выставлять для пикселя "совершенно белый" при значении тока на АЦП уже в Х, когда матрица спокойно разрешает и 9Х от 10Х? То же самое справедливо и для нижнего рубежа ДД.

Большое спасибо за ответы, приятно было почитать, если ещё чего в голову прийдёт, пишите, буду очень рад!!! :D :D :D

Подробнее

Хммм... Я конечно не эксперт в матрицах, но по моему если при изменении освещенности от 0 до 10 попугаев матрица выдает в аналоге от 0 до 1В (например), есть некоторый предел, при котором при освещенности 20 попугаев будет все равно 1В.

Так и есть. Посоветовался с коллегами. И у фотодиодов (генерит собственную ЭДС) и у фоторезисторов есть предел, после которого ни ЭДС, ни сопротивление не изменяются, как не свети.

Так что Ваша предпосылка неверна.

М.

To Sun Master: Явовсе не имел в виду, что у матрицы нет верхнего предела, просто он исскуственно занижен.

To KaraNagai пиксель будет не белым, а цветным (хотя при таком выбросе,как в вашем примере - белый будет, факт ;) ). Если шум выше уровня сигнала, то это никак не лечится изменением ДД, просто уровень "совершенно чёрный" надо поднять выше или матрицу в жидкий азот запихать , это раз;
Два: выставляя чувствительность в фотошопе, посредством подгона гистограммы (именно так оно и есть) вы получаете большое преимущество, т.к. имеете возможность, образно говоря, иметь на одном снимке и небо с красивыми облаками и листья на дереве, находящемся на фоне этого самого неба. в то же самое время вы преспокойно сможете, сузив гистограмму, получить нормальный отпечаток для снимка с равномерной освещённостью...
Конечно геммороя многовато, но неплохо получилось бы!
Кстати в современных видеокамерах именно такая настройка и предусмотрена, называется что-то типа "Балланса чёрного", система автоматически определяет и изменяет ДД матрицы, что бы несчастных 8-10 бит цвета хватило на нормально прокрашенную картинку. К слову сказать, такая хитрость с глубиной цвета нужна для того, чтобы электроника успевала записывать видео с приличным разрешением и частотой. Именно из-за большой глубины цвета фотоаппараты пишут такое поганое видео, не успевают на большом разрешении писать.

А вообще, тут, наверное, все сразу сыграло и нажало на экономические рычаги:
1. Фотографы привыкли к плёнке, у неё есть чувствительность.
2. Делать мощный АЦП - дорого, тоже плохо.
3. Получаются заведомо здоровые файлы.

Так вот в жизни бывает, поговоришь с людьми о наболевшем, и сам выводы делать кидаешься!

Больое спасибо! :D :D :D

Цитата:

от: Zlenko Dmitry
To Sun Master: Явовсе не имел в виду, что у матрицы нет верхнего предела, просто он исскуственно занижен.

Минуточку! А что заставляет Вас думать, что верхний предел занижен? Я вот (исходя из кажущегося мне здравым смысла) все время считал, что сигнал с матрицы при минимальном ISO снимается как есть (точнее, с минимальным усилением), повышая же ISO Вы как бы вращаете ручку громкости. Другими словами, никакого программного выставления уровня белого на 1X, о котором Вы упоминаете, нет. С матрицы всегда снимается все, что туда попало, усиливается в соответствии с положением ручки громкости (ISO), затем оцифровывается. Таким образом, в тракте есть два места, в которых сигнал может порезаться сверху (пересвет) - сама матрица (насыщение) и АЦП (разрядность). Но диапазон матрицы всегда используется полностью, никакого искусственного ограничения, разбиения на диапазоны нет.

Вы думаете иначе? Почему?

Цитата:

от: Хулиган
Цитата:

от:Zlenko Dmitry
To Sun Master: Явовсе не имел в виду, что у матрицы нет верхнего предела, просто он исскуственно занижен.

Но диапазон матрицы всегда используется полностью, никакого искусственного ограничения, разбиения на диапазоны нет.

Вы думаете иначе? Почему?

Подробнее

Вот, вот. И я хотел спросить. Почему?

М.

Цитата:

от:SergeSmArt
Что интересно - во всех Каноновских ДСЛР, процесс преобразования ВСЕ равно делается - даже если РАВ выбран - они определенного размера Джипег в тот РАВ запихивают... Я все думал - ну на фига он там нужен-то,

Подробнее

У меня очень сильное ощущение внутри, что он нужен для просмотра файлов. И всяческие смотрелки типа того же ACDSee конвертировать RAW не умеют, а картинка, которую они показывают - это как раз и есть тот самый внедренный Jpeg. Да и всякие конверторы типа С1 скорее всего для предпросмотра тоже используют именно этот Jpeg.

> To KaraNagai пиксель будет не белым, а цветным

ну да, конечно цветным. я имел в виду белым на чернобелом изображении.

> Если шум выше уровня сигнала

э... тут не совсем так имхо. по-моему существует шум оцифровки, который может возникнуть с равной вероятностью в любом из битов. притом вероятность так скажем достаточно низка.

теперь скажем возьмем две картинки - с пикселами с нормальной разрядностью (скажем 12) и с повышенной в "старшую сторону" (скажем 20, но есть вся картинка на самом деле лежит в средних 12 разрядах + младшие 4, старшие четыре во всех пикселах пусты, если бы не шум оцифровки).

какова вероятность, что в результате шума оцифровки возникнет достаточно белый пиксел? ну скажем так достаточно белый - это больший по яркости чем большинство. то есть в случае 12 бит, средняя яркость

0111 1111 1111

а 75% яркости - 1011 1111 1111

стало быть больший чем большинство - ну скажем

1100 0000 0000

то есть чтобы темный пиксел стал почти белым на такой картинке нужно чтобы в двух старших разрядах возник шум оцифровки. вероятность этого - p*p/144, где p - существенно меньшая нуля вероятность возникновения шума оцифровки в данном пикселе.

теперь берем наш 20-разрядный случай.

среднее значение яркости _нашей_ картинки:

0000 0111 1111 1111 1111

75% яркости нашей картинки:

0000 1011 1111 1111 1111

более-менее белый пиксел - любой ярче чем

0000 1100 0000 0000 0000

то есть достаточно возникновения паразитной единички в любом из 4 старших битов. то есть вероятность такого белого пиксела строго больше чем p/5.

теперь давайте сравним p/5 и p*p/144.

если p = 0.1%, например (чиста от балды так сказать ;)

первая вероятность (20-битная оцифровка) = 0.02%, то есть _каждый_ 5000-й пиксел - белый от этого шума, то бишь 1000 белых пикселов на 5мегапиксельную матрицу, вторая = 0.0000007%, то есть в случае 5-мегапиксельной матрицы 1 белый пиксел может появиться на одном из каждых 30 кадров. почувствуйте разницу, так сказать. притом чем меньше p, тем больше эта разница.

поэтому поинт таков: оцифровывать сигнал нужно адекватно. разрядность любая, но максимальное значение пиксела должно представлять в идеале яркость сигнала, чуть большую, чем максимальная якрость на картинке, но только чуть.

> 3. Получаются заведомо здоровые файлы.

я вот подумал - едва ли это - сдерживающий фактор. скажем так, 20 бит оцифровки дают в 64 раза больше градаций якрости, чем 12 бит, а занимают всего на 60% больше места. опять же если не весь диапазон значений задействован, то все это очень просто сжимается.


смарту:

> Существуюет ТОЛЬКО одна реальная чусвтвительность матрицы. У Каноновской CMOS - это ИСО 100

по-моему это - фуфло, вы уж извините ;)
так или иначе перед оцифровкой происходит усиление сигнала с матрицы. и для исо 100 и для исо 400 и для исо 50. просто коэффициенты усиления разные.

> но мы уж точно имеем ВСЕ, на что каждая конкретная модель камеры СПОСОБНА

камеры - да, но не сенсора.

> ну на фига он там нужен-то, да еще среднего размера

я так думаю для превьюхи и зума при ее просмотре он нужен.

Я думаю, что прежде, чем затевать спор о необходимости выбора ISO, надо, чтобы кто-то сообщил численную информацию о ячейках матрицы. Т.е. сколько фотонов максимально может принять матрица не испытывая переполнения, т.е., когда приём дополнительных фотонов ещё даст изменение сигнала на выходе матрицы.
Кроме того, хотелось бы узнать, сколько фотоном реально попадает на каждую ячейку матрицы при яркости объекта, например, 15 EV, выдержке, например, 1/250 и диафрагме 1:8 (или любых других).
Что касаеся шумов, то, вроде, Teddy Bear говорил, что они пропорциональны квадратному корню из числа фотонов.
Потом, IMHO, большую роль играют возможности самого АЦП. И с повышением разрядности будут как увеличиваться цена АЦП, так и уменьшаться его быстродействие.

Цитата:

от: ssj
Цитата:

от:Хулиган
Но диапазон матрицы всегда используется полностью, никакого искусственного ограничения, разбиения на диапазоны нет.
Вы думаете иначе? Почему?

Ограничение есть. Потому что АЦП переполняется раньше матрицы - пересвеченный цвет читается FFF на АЦП.
Насколько оно велико - 5% или 50% - это другой вопрос..

Подробнее

Вообще-то странно. Поставить АЦП с большей битностью - это решение ценой две копейки в базарный день. Сомнительно, что все упирается именно в возможности АЦП.

Цитата:

от:ssj

Наверное тут дело в том, что им просто в лом разбираться с переполнением, посыпятся вопросы а пачему солнце зелёное и т.п.
и проще взять чуть меньший диапазон, зато в нём будет всё строго линейно.

Подробнее

А нафига эта линейность нужна? Главное, чтобы характеристика была постоянной во времени, а уж линейная она или нет - кого это волнует?

Цитата:

от:bc----
Цитата:

от:ssj

Наверное тут дело в том, что им просто в лом разбираться с переполнением, посыпятся вопросы а пачему солнце зелёное и т.п.
и проще взять чуть меньший диапазон, зато в нём будет всё строго линейно.

Подробнее

А нафига эта линейность нужна? Главное, чтобы характеристика была постоянной во времени, а уж линейная она или нет - кого это волнует?

Подробнее

Думаю, что линейность действительно не важна. Но важна одинаковость. А её проще добиться имеенно при линейности. А вот если каналы только в части диапазона будут одинаковыми, то один и тот же объект при разной яркости может иметь разный цвет. И тогда действительно солнце может стать зелёным (или синим), что будет как-то не очень понятно

Вопрос на засыпку - это все теоретизмы или есть конкретные потверждения? :)

Вопрос к Zlenko Dmitry .
Что значит для Вас "Делать мощный АЦП - дорого, тоже плохо." ?

Вопрос к ssj.
Что означает "что АЦП переполняется раньше матрицы - пересвеченный цвет читается FFF на АЦП" .
Это как ?

Вопрос к SergeSmArt.
Как и зачем нужно это делать "в Марк-2, например ИСО50 - искусственное их понижение" , что-то я не понимаю эту
глупость?