...За[др]али придурки...
Фотографическая широта и Динамический диапазон
~~~~~~~~~~
В теории экспозиции часто используют понятия фотографической широты и динамического диапазона. Первое связывают с фотоплёнкой, второе - с матрицей цифрового аппарата. С практической точки зрения речь идёт об одном и том же ...(с)"Потребитель - Фототехника & видеокамеры", №18(24), лето 2006, стр.125.
Ещё одним параметром, играющим заметную роль, является фотоширота матрицы (или динамический диапазон) ...(с)"Потребитель - Фототехника & видеокамеры", №33(25), зима 2006, стр.62.
Некоторые камеры делят гистограмму на пять зон, которые соответствуют динамическому диапазону примерно в пять ступеней экспозиции.(с)"CHIP Foto-Video Digital", №11, 2006, стр.103.
Блевать-блевать!
...Журналы деградируют. Те, которые выжили в конкурентой борьбе. Теперь выживают из ума. В отсутствие конкуренции. Одни недоучки пишут и приносят в редакцию, другие недоучки принимают и печатают. Невозможно ничего, кроме книжек Советского периода, рекомендовать тем, кто только-только начинает учиться фотографировать. Главные учебники нового поколения - инструкция к аппарату и килограммовая пачка бумаги с описаниями фильтров Фотошопа. С переводными учебниками только в туалет ходить. Переводят их те, из кого фотограф как из молотобойца балерина...
~~~~~~~~~~
У кого ещё мозги не совсем заклеены дерьмом из современной нам литературы-макулатуры, запомните:
"Фотографическая широта" -- способность чувствительного материала воспринимать свет разных яркостей. Выражается диапазоном яркостей поступающего на материал света, который этот материал способен одномоментно воспринять без серьёзных искажений.
Другими словами - "широта ворот" на входе системы, в которые могут пролезть вещи разной яркости.
"Динамический диапазон" -- способность чувствительного материала к реакции на принимаемый свет. Выражается разницей между состоянием чувствительного материала при его максимально возможной реакции, и его состоянием без засветки.
Другими словами - "широта реакции", "размах сигнала" внутри системы или на её выходе.
"Чувствительным материалом" может быть и плёнка и фотодиодная матрица, смысл от этого не меняется. Меняются конкретные проявления происходящего.
Плёнка (негативная) в ответ на полученный свет темнеет после проявки. Её полный динамический диапазон - разница между наибольшим возможным потемнением (его оптической плотностью), и минимальным возможным потемнением (его оптической плотностью). Плотность минимального возможного потемнения - это "плотность вуали". Даже совсем незасвеченная негативная плёнка после проявки не может быть совсем прозрачной - собственная непрозрачность её материалов дополняется некоторой реакцией эмульсии и маскирующих компонентов - это и есть "вуаль".
Матрица в ответ на полученный свет отдаёт схеме электрической сигнал. Её полный динамический диапазон - разница между максимальным уровнем сигнала, какой матрица может выдать, и минимальным уровнем сигнала, производимым матрицей в состоянии покоя, без засветки. Даже неосвещаемая матрица генерирует какие-то токи - это её "собственный уровень шума".
В "Графике характеристической кривой", отражающем зависимость между поступлением света на чувствительный материал и реакцией материала, по горизонтальной оси Х отмечается экспозиция, а по вертикальной оси Y отклик (сила реакции) материала.
"Экспозиция" - количество света, пришедшее на светочувствительный материал. Сама по себе ещё не говорит о том, воспримет ли материал этот свет, отреагирует ли, и если отреагирует то как.
Пример графика характеристической кривой:
[461x266]http://referatu.ru/pictures_fail/70/780_1.htm
По большому счёту пофиг - идёт речь о плёнке или матрице - законы физики от этого не меняются. Единственное, на что можно обратить отдельное внимание - в последних плёнках и в матрицах отсутствует эффект соляризации (EF') - характеристическая кривая в области высоких реакций чувствительного материала просто выходит в горизонталь (EF).
Применительно к цифровым аппаратам замените мысленно в этой статье "плотность почернения" на "уровень сигнала матрицы", а "плотность вуали" (и вплоть до точки А на графике) - на "уровень шума".
"Эффективный динамический диапазон" - для плёнок "Эффективный диапазон плотностей" - немного меньше полного. За счёт непропорциональной (нелинейной) реакции плёнки и матрицы в предельных "тенях" и "светах", а также за счёт "шумов"/"вуалирования", создаваемых температурными условиями и неидеальностью электросхем.
На графике характеристической кривой эффективный ДД соответствует разнице между координатами Y тех точек (BC), которые ограничивают линейную (близкую к линейной) часть графика.
Синонимом динамического диапазона в некоторых случаях может выступать термин
"Отношение сигнал-шум" (Signal-to-noice ratio, SNR).
"Эффективная фотоширота" (или, по-старинке, просто "Фотографическая широта") - одно и то же и для плёнок, и для матриц. На графике характеристической кривой соответствует (L) разнице между координатами Х тех точек, которые ограничивают линейную (близкую к линейной) часть графика (BC). Она несколько меньше так называемой "Полезной фотошироты", в которую включаются и нелинейные участки характеристического графика светочувствительного материала.
"Полезная фотоширота" на графике соответствует разнице между координатами Х той точки, в которой чувствительный материал уже перестаёт реагировать на более яркий свет (график переходит в горизонтальную линию), и той точки, в которой материал только-только начинает реагировать на свет (график отрывается от горизонтали)(AE).
Слово "Эффективный" применительно и к фотошироте, и к динамическому диапазону, и к диапазону плотностей, говорит о том, что в этом интервале равным разницам (приращениям) яркостей снимаемого объекта соответствуют равные разницы (приращения) реакции чувстительного материала. То есть в этом интервале картина освещённости объекта может быть воспроизведена достоверно.
"Шумы" -- паразитная полуслучайная "псевдореакция на свет, которого на самом деле нет". Не несёт никакой информации о деталях изображения, и уменьшает фотошироту с динамическим диапазоном.
В случае с плёнкой повышение температуры проявителя ускоряя проявление одновременно приводит к росту вуали, то есть заставляет светочувствительный материал темнеть даже в тех местах, куда никакой свет не поступал. В случае с матрицей к росту шумов приводят её нагрев на длинных выдержках или "разгон" на высоких чувствительностях, когда при усилении сигнала из-за неидеальности и нелинейности усилителей собственные шумы матрицы усиливаются в большей степени, чем полезный сигнал.
Выраженный в вольтах реальный динамический диапазон реальной матрицы может быть практически любым, какой удобнее сделать конструкторам, и имеет фотографический смысл только в своём качестве "соотношения сигнал-шум", которое определяет возможности манипулирования эквивалентными чувствительностями.
В связи с последующими внутрикамерными преобразованиями (и в одну из первых очередей - в связи с алгоритмами квантования, закладываемыми в камеру теми же конструкторами) этот самый динамический диапазон как бы "выносится за скобки" процесса формирования изображения, и не относится к передаваемому диапазону яркостей сцены вообще никаким прямым образом.
P.S.: Динамический диапазон сигнала, формирующий конечный файл изображения, раскладывается по "полочкам"-уровням в соответствии с разрядностью квантования, используемой в формате этого файла.
Для картинок JPEG разрядность квантования составляет 8 бит на цветовой канал при трёх каналах на пиксель. (Число пикселей в кадре, в свою очередь, здесь является аналогом "частоты дискретизации" оцифровываемого изображения.)
Файл JPEG может передать максимум 16,7 миллиона цветов и оттенков, или 256 уровней-градаций яркости ахроматического "серого" изображения (включая "ноль", то есть отсутствие сигнала).
Композитные изображения HDR, представленные в формате JPEG, могут называться "изображениями с расширенным динамическим диапазоном" в той и только в той же мере, в какой "замедленная съёмка" в кино называется на бытовом уровне "замедленной" (хотя на самом деле она как раз ускоренная), то есть по сути своей в HDR->JPEG имеют место процедуры сжатия динамического диапазона съёмочной сцены. И базируются эти процедуры на эмуляции расширения фотографической широты аппарата за счёт использования "обходных путей".
P.P.S.: И ещё раз, для лучшего запоминания:
"Фотографическая широта" есть свойство входа. Величина принимаемого интервала уровней яркости.
"Динамический диапазон" есть свойство выхода. Величина отдаваемого интервала уровней отклика.
■