Зачем ячейке матрицы цифрозеркала бОльший размер?

Цитата:

от: fotograf
Cпасибо, с "EV" разобрался.
Только еще одно уточнение, если говорить про абсолютные значения EV, они меряются при ISO 100?

Так, я, кажется, подаю дурной пример.

Правильно вот как: освещенность измеряется в LV (Lightness Value), иногда оно обозначается BV (Brightness Value), и говорить об освещеноости улицы в абсолютных EV не слишком правильно (а если ISO не оговорено, то и просто бессмысленно). Для отношения освещенностей тоже правильнее использовать BV/LV, но как-то так сложилось, что удобнее и ее измерять в EV, благо изменение освещенности на 1LV (в два раза, иными словами) требует изменения экспозиции на 1EV (при неизменном ISO, разумеется). Для измерения ISO, кстати, тоже есть своя величина, SV, и для правильной экспозиции EV должно быть равно LV+SV. Вся эта муть называется APEX (Additive Photographic EXposure) system.
Цитата:

от:fotograf
По возвращении к теме о распределении яркостей на матрице, у меня возник такой вопрос: допустим, на улице 13EV, тогда если мы поставим на камере 13EV и сфотографируем среднесерый объект, на какие градации яркости матрицы он придется? Если их всего 4096, то на 2048-ю (плюс-минус)? Вот в этом у меня сомнения, потому что серое тело отражает не 50%, а 18%.

Подробнее

Если экспонометр в камере настроен так, чтобы при установке экспозиции по серой карте не было пересветов на белых предметах (которые отражают 99% того же света, которым освещена серая карта), то на белых предметх мы должны получить 4095, а на среднесерых 4096*0.18=740 - код, полученный с матрицы линейно (более-менее) зависит от попавшего света.
Цитата:

от: fotograf
Но, с другой стороны, когда на выходе я получаю 8-битный битмап, среднесерое тело будет находиться на середине ДД, т.е. занимать область 128 (плюс-минус) градации, правильно?

Нет, не 128. И даже не 256*0.18=46.

В RGB циферки, как правило, описывают яркость не линейно. Если в RAW'е градации распределены по ступеням неравномерно (о чем было сказано выше), то в RGB сделана попытка эту неравномерность уменьшить. Код из RAW возводится в степень 1/гамма и затем приводится к диапазону 0...255. Гамма равна чему-то там около 2, так что можно считать для простоты, что просто берется корень квадратный и умножается на 4 (корень из 4096 - 64, 64*4=256). Наше 740 превратится где-то в 108.

Цитата:

от:miope
Теперь перейдем к цифре. Оптической плотности у нее нет, а вот диапазон от самого яркого до самого темного измерить можно. Матрица выдает 12тибитные значения, прямо пропорциональные освещенности, так что соотношения максимальной и минимальной яркости на первый взгляд равно 4096 (12EV). Но не все так хорошо, как хотелось бы. Дело в том, что эти 4096 градаций яркости, которые способна различить матрица, распределены по ступеням неравномерно. На самую светлую ступнь (то есть диапазон яркостей от "почти пересвет" до "на ступень темнее почти пересвета") приходится 2048 градаций, на следующую (от "на ступень темнее почти пересвета" до "на две ступени темнее его же") - 1024, на следующую - 512:

-0EV: 2048
-1EV: 1024
-2EV: 512
-3EV: 256
-4EV: 128
-5EV: 64
-6EV: 32
-7EV: 16
-8EV: 8
-9EV: 4
-10EV: 2
-11EV: 1
-12 EV: 1

Подробнее

а кто Вам сказал, что соседние биты имеют вдвое отличающиеся веса ? В численных значениях - да, а в яркостных - все, что угодно... Это все от АЦП зависит, что пожелаю, то и сделаю !

Каков, к примеру, в однобитной матрице этот "квази ДД", если 0-черное, а 1-белое ?

кривых ацп неделают.
кривые пиксили делают, у фуджы.
кстати весь этт боян давно есть на www.normankoren.com

шум кстати у зеркалок составляет 1-2 ед. младшего разряда.

Дорвался до камеры (350D), сделал снимок среднесерого потолка.

Коды получились такие: в зеленом канале 600 (14.6% от максимального), в красном - 550 (13.4%), в синем - 350 (8.5%).

И по поводу RGB уточнение: при гамме 2.2 среднесерый должен отображаться как 0.18 в степени 1/2.2 умножить на 256, что равно 117 с половиной. RAW конвертор же выдает где-то в среднем 120.

Но, конечно, перевод из кодов матрицы в sRGB (или какой-нибудь другой) делается гораздо муторнее, чем простое возведение в степень и умножение: в матрице основные цвета одни, а в sRGB другие, плюс еще надо баланс белого крутить.

Да, вот еще что: в DPP есть гистограмма (в разделе Dynamic range ajust), горизонтальная ось которой проградуирована и в кодах, и в ступенях. Причем размечена она следующим образом:
4096 (+3.5)
2048 (+2.5)
1024 (+1.5)
512 (+0.5)
362 (0)
256 (-0.5)
128 (-1.5)
64 (-2.5)
32 (-3.5)
16 (-4.5)
8 (-5.5)
4 (-6.5)
2 (-7.5)
1 (-8.5)
0 (-9.0)

Не очень понятно, почему за 0 выбран уровень яркости, на 3.5 ступени темнее максимального (9% серый).

запас на пережог.
слайды то тоже до 3.5 по експонометру терпят вобщем то
хтя всегда большим запасом никон славился а не кэнон

баланс белого и цветоматрица кстати может до ДВУХ РАЗ накручивать для дневного света, смотря какой родной ББ сенсора..

Цитата:

от: Zap
а кто Вам сказал, что соседние биты имеют вдвое отличающиеся веса ? В численных значениях - да, а в яркостных - все, что угодно... Это все от АЦП зависит, что пожелаю, то и сделаю !

Сделайте ;) Насколько я знаю, будете первым - просто это не нужно никому. Нелинейный АЦП есть смысл использовать тогда, когда нужно огромный диапазон входного сигнала впихнуть в небольшое число разрядов, а это явно не наш случай.

Цитата:

от: Zap
Каков, к примеру, в однобитной матрице этот "квази ДД", если 0-черное, а 1-белое ?

Зависит от того, как устроена эта матрица и для чего используется. У серебра тоже только два состояния - либо ион, либо атом - а ДД вполне себе ничего.

Цитата:

от:L4m3r
запас на пережог.
слайды то тоже до 3.5 по експонометру терпят вобщем то
хтя всегда большим запасом никон славился а не кэнон

баланс белого и цветоматрица кстати может до ДВУХ РАЗ накручивать для дневного света, смотря какой родной ББ сенсора..

Подробнее

О как. А ведь самая яркая ступень - самая сытная, на нее приходится столько же градаций, сколько на все остальные, вместе взятые. Держать ее про запас - глупое расточительство.

есть такая щтука как фотонный шум.
поэтому 1 ступень даёт только ПОЛТОРЫ точнее корень из двух раза выигрышь в сигналшуме. который составляет тагже уж никак не 4000 а около 160.

это дикое кол-во градаций не используется т.к. шум там составляет уже порядка 20 единиц рмс.
т.е. ПО СУЩЕСТВУ от шума цыфрозеркало может отделить порядка 200 градаций. что даёт как раз еле еле видимый в младшем разряде шум в 8 битном представлении.

4000 градаций по существу, т.е. сигналшум 1:4000 это НЕНАУЧНАЯ ФАНТАСТИКА.

кстати это кол во градаций выбиваемое ячейкой весьма прямо пропорцыонально её сабжевому размеру
около чево ходют куча мифов о том что якобы шум и т.д.
но насамм деле шум играет только темновой шум матрицы а ёмкости то складываються вместе с площедями.

Цитата:

от: L4m3r
т.е. ПО СУЩЕСТВУ от шума цыфрозеркало может отделить порядка 200 градаций.

А глаз больше все равно не различит, если я не ошибаюсь. Но это же не повод недоэкспонировать кадр на ступень а потом тянуть яркость в конверторе. Пусть не в два раза, а в корень из двух, да пусть даже это корень четвертой степени, но выигрыш есть. И даже не то важно, что самые светлые детали из диапазона 1000-2000 переедут в 2000-4000, а в том, что темные детали из 32-64 сместятся в 64-128.

ну а кто заставляет то по плёночно мыльничному замеру експонировать, типа.

ещо надо смотреть по каналам отдельно.. можт зелёный например вылетает раньше. на минольте вылетает раньше и получается что последнюю ступень отделывают только красный и синий. а зелёный токо до +2.5.

и кстати плюсминусы ev вообще зависют от баланса белого..

miope
Огромное спасибо за такое подробное и терпеливое разъяснение!
Осталось теперь это все вместе осмыслить :)

Цитата:

от: miope
Цитата:

от:Zap
а кто Вам сказал, что соседние биты имеют вдвое
отличающиеся веса ? В численных значениях - да, а в яркостных -
все, что угодно... Это все от АЦП зависит, что пожелаю, то и сделаю !

Сделайте ;) Насколько я знаю, будете первым - просто это не
нужно никому. Нелинейный АЦП есть смысл использовать тогда, когда
нужно огромный диапазон входного сигнала впихнуть в небольшое число
разрядов, а это явно не наш случай.

Подробнее

угу, наш случай как раз обратный - недостаточный диапазон растянуть на
много разрядов. Разрядность - очень вторична. Первичен динамический
диапазон датчика, у которого есть темновой шум с одной стороны и насыщение с другой...
Все остальное - цифролукавство...

Не забудьте еще, если приличную линейность АЦП для электрического
сигнала обеспечить довольно легко, то для оптического гораздо сложнее...
А уж сделать ее одинаковой для миллионов датчиков, которые составляют
матрицу ??? ведь у каждого из них своя передаточная функция, а
обрабатывает их, скорее всего, один электрический АЦП... Возможно не
один, а группа, но точно, что не миллионы...

Цитата:

от: miope
Цитата:

от:Zap
Каков, к примеру, в однобитной матрице этот "квази
ДД", если 0-черное, а 1-белое ?

Зависит от того, как устроена эта матрица и для чего
используется. У серебра тоже только два состояния - либо ион, либо
атом - а ДД вполне себе ничего.

Подробнее

нет, это не ответ... атом не является
элементом изображения на пленке,... а пиксель матрицы - "вполне себе ничего"

Считаете, что зависит "от того, как устроена эта матрица" ?
Конечно... он может быть и 10 и 100 и 1000, но как это связано с количеством
бит в выходном сигнале, которых, в данном случае, всего один ?

Точно так же, и электрический сигнал сигнал датчика, с уровнем шума
соответствующим освещенности, к примеру, = 0.01 и насышением = 1,
можно растянуть на 32 двоичных разряда...
Неужели Вы поверите в ДД = 9.5.... ?

для оптического линейность преобразования фотоноф в заряд обеспечиваеться по физике.
нелинейность повлекла бы эффект Шварцшильда а он на цыфре если и есть то вообще исчезающе мал.

разницу между пикселями в астрономии тоже калибруют, бывает такое дело

Цитата:

от:Zap
угу, наш случай как раз обратный - недостаточный диапазон растянуть на
много разрядов. Разрядность - очень вторична. Первичен динамический
диапазон датчика, у которого есть темновой шум с одной стороны и насыщение с другой...
Все остальное - цифролукавство...

Подробнее

Да пожалуйста.

По непроверенным данным из ненадежного источника, в Nikon D70 стоит матрица Sony ICX413AQ, у которой:

Well capacity: 25000 e
Readout noise: не больше 12 e
Dark current: 0.02 e/sec на пиксель при +10 градусах Цельсия (При +30 будет, стало быть где-то 0.3 e/sec)

Как видим, на выдержках, обычно использующихся в фотографии, никакой dark current заметен быть не может - он в разы меньше, чем readout noise. Слухи об ужасном темневом шуме распускаются астрономами с их многочасовыми выдержками.

(В матрицах с большим FPS dark noise повыше, и может стать заметнее, кроме того, там есть и другие проблемы, связанные с тем, что матрица все время освещена)

Соотношение сигнал насыщения/шум, таким образом, 2000:1. 2000 - это 11 EV где-то. 12 бит АЦП вполне адекватны способностям сенсора, никакого лукавства. (Могли бы и 15 бит поставить, чтобы каждая 1 в коде АЦП соответствовала отдельному электрону, но поскольку все понимают, что в младших 3 разрядах ничего осмысленного нет, один только readout noise, то этого не делают).
Цитата:

от:Zap
Не забудьте еще, если приличную линейность АЦП для электрического
сигнала обеспечить довольно легко, то для оптического гораздо сложнее...
А уж сделать ее одинаковой для миллионов датчиков, которые составляют
матрицу ??? ведь у каждого из них своя передаточная функция, а
обрабатывает их, скорее всего, один электрический АЦП... Возможно не
один, а группа, но точно, что не миллионы...

Подробнее

В чем сложность-то? Сенсоры все более-менее одинаковые, а если и неодинаковые (и если бы это представляло проблему), то это неодинаковость стабильна, и можно ее один раз измерить и делать поправку. Заряд от пикселя к усилителю переносить с минимальными потерями, вроде бы, научились.
Цитата:

от: Zap
Цитата:

от:miope
Цитата:

от:Zap
Каков, к примеру, в однобитной матрице этот "квази
ДД", если 0-черное, а 1-белое ?

Зависит от того, как устроена эта матрица и для чего
используется. У серебра тоже только два состояния - либо ион, либо
атом - а ДД вполне себе ничего.

Подробнее

нет, это не ответ... атом не является
элементом изображения на пленке,... а пиксель матрицы - "вполне себе ничего"

Подробнее

А что же там, в таком случае, является элементом изображения, если не атомы серебра (в ЧБ)?

Цитата:

от:Zap
Считаете, что зависит "от того, как устроена эта матрица" ?
Конечно... он может быть и 10 и 100 и 1000, но как это связано с количеством
бит в выходном сигнале, которых, в данном случае, всего один ?

Подробнее

Если пикселей настолько много, что вероятность того, что в один и тот же пиксель за время экспозиции два фотона не попадет, пренебрежимо мала (как в пленке - фотонов мало, а ионов серебра много), то такой сенсор зарегистрирует всю информацию, содержащуюся в потоке света.

Цитата:

от:Zap
Точно так же, и электрический сигнал сигнал датчика, с уровнем шума
соответствующим освещенности, к примеру, = 0.01 и насышением = 1,
можно растянуть на 32 двоичных разряда...
Неужели Вы поверите в ДД = 9.5.... ?

Подробнее

Ну, 32 двоичных разряда соответствуют ДД 32 EV - откуда 9.5?. По поводу реальных цифр - см. выше, никакого "растягивания" там нет.

даже при выдержке несколько минут уже отдельные hot pixels полезут в весьма больших количествах.

также есть такая штука как как её там, электролюменисценция.. светит сама матрица при работе, короче. это при выдержках в десятки минут.

а шум квантования ацп должен быть всётаки поменьше readout noise (а у какого нибудь 20D он ещё раза в полтора а то и 2 поменьше будет) иначе он будет фактически уже удваивать и более увеличивать общие помехи. раза так в 3-4 хотя бы поменьше.

Цитата:

от: miope
А что же там, в таком случае, является элементом изображения, если не атомы серебра (в ЧБ)?

кучка атомов - зерно... атом, в силу своих размеров, не в состоянии быть напечатан оптическим способом... не туннельным же микроскопом Вы печатаете...
Цитата:

от: miope
Ну, 32 двоичных разряда соответствуют ДД 32 EV - откуда 9.5?. По поводу реальных цифр - см. выше, никакого "растягивания" там нет.

вроде бы, обычно, ДД в декадах пишут...

Цитата:

от:L4m3r
а шум квантования ацп должен быть всётаки поменьше readout noise (а у какого нибудь 20D он ещё раза в полтора а то и 2 поменьше будет) иначе он будет фактически уже удваивать и более увеличивать общие помехи. раза так в 3-4 хотя бы поменьше.

Подробнее

Ну, так и получается: readout noise составляет 1/2000 от сигнала насыщения, а шум квантования 1/8192.

Цитата:

от: Zap
Цитата:

от:miope
А что же там, в таком случае, является элементом изображения, если не атомы серебра (в ЧБ)?

кучка атомов - зерно... атом, в силу своих размеров, не в состоянии быть напечатан оптическим способом... не туннельным же микроскопом Вы печатаете...

Подробнее

Кучка атомов образуется при проявке, которая выступает в роли усилителя. Если хочется получить от пленки все, на что она способна, то проявлять ее не надо - в фиксаж, а потом сканировать на микроскопе, и проявлять (усиливать сигнал) на компьютере. Разрешение и ДД, которые получатся при таком методе, будут ограничены только квантовой эффективностью.

Цитата:

от: Zap
Цитата:

от: miope
Ну, 32 двоичных разряда соответствуют ДД 32 EV - откуда 9.5?. По поводу реальных цифр - см. выше, никакого "растягивания" там нет.

вроде бы, обычно, ДД в декадах пишут...

Да, пожалуй, Вы правы. Но, хотя все и говорят про ДД, на самом деле всех интересует фотоширота, а ее лучше в ступенях мерять.

Цитата:

от: miope
а шум квантования 1/8192.

хуже. ступенька то 4096.
это на мыльнице где ёмкость под 8000 тогда 12 бит нормально получается и уже не мешает.

Цитата:

от: L4m3r
Цитата:

от: miope
а шум квантования 1/8192.

хуже. ступенька то 4096.

Э-э-э... шум квантования - он как считается? 1/2 деления  LSB, или весь LSB?
Цитата:

от: L4m3r
это на мыльнице где ёмкость под 8000 тогда 12 бит нормально получается и уже не мешает.

Не мешает чему? Readout nois'ом любоваться?