Drakon Rider
""""......неа... даже понятие осши для нелинейной амплитудной характеристикой системы уже неоднозначно - в зависимости от уровня (величины) выходного результата будут разные шумы......"""""
Что имелось ввиду под выходным сигналом? Выдержкой и диафрагмой (экспозиция, регулируем число фотонов на ячейку. Т.е. колличество света - одинаково.
Аналоговый сигнал на выходе АЦП (ADC) тоже одинаков.

HMB
""""".....Правильное определение: динамический диапозон это отношение максимального сигнала к минимальному......"
Хм... а что считать минимальным сигналом? Вот мне в руки попала Canon 400D.
Снимок днём. могу выложить и весь полностью. Экспозиция по небу. В тени - см. вложение: 007_noise_shadows.jpg
Снимок при лампах накаливания: 003.jpg
Вот он-то как раз и демонстрирует, какой сигнал, можно считать минимальным. Визуально, по шумам.

Кроме того, поскольку цветовой баланс делается программно, то при "вытягивании" из освещения с экстремальной цв. темп. ( в даном случае как раз и сказывается ДД исходного сигнала).

Собственно мне и требуется вот такой обзорный тест. Две камеры на полчаса. И сразу станет как дальше жить. Интерес у меня чисто практический.

АУ!!!! Владельцы Fuji S5Pro! Кому интересно потестировать?

>Что имелось ввиду под выходным сигналом?

число (числа) выдаваемые (записываемые на карту памяти) фотиком...

>Выдержкой и диафрагмой (экспозиция, регулируем число фотонов на ячейку. Т.е. колличество света - одинаково.
Аналоговый сигнал на выходе АЦП (ADC) тоже одинаков.

рекомендуется начать с зависимости величины выходных чисел от экспозиции какого-нить куска матрицы... затем задаться на ней какой-либо точкой (некоторой окрестностью точки)...

Drakon Rider
Спасибо! Дошло, не с первого разу, но. Поскольку снимать амплитудную характеристику усилителя и ЦАП камеры в дом условиях дело немножко хлопотное... Тем более боле, что производители встраивают неотключаемые шумоподавители, и подозреваю другие регулировки преобразования зависящие от экспозиции, то я ограничиваюсь вот такими ОЦЕНОЧНЫМИ тестами. Для выбора устройства, на мой взгляд вполне достаточно.

dimascc
http://www.afanas.ru/video/photo.htm#matr

Ну да, ну да... Повторение-мать учения!
Скачал тени у afanasа... Закрутил кривые покруче чтобы попытаться поднять эти тени...
Ух ты, тени с зеркалки отлично поднимаются на ИСО100 и даже неплохо на ИСО400.
А с мыльницы даже на ИСО100 такая мура получается, кошмар... Не в шумах даже дело, а просто финиш, нету полезной информации в тенях и все тут... Тут не два стопа, тут пропасть какая то... Очень поучительно для все мыловаров будет. А так по самим теням много не скажешь, если их не вытягивать.

Для большинства оценок достаточно иметь (прозрачную) градиентную фотомишень с ДД, заведомо превышающим ДД фотика, и пару РАВ-файлов для её снимков с разницей в один стоп.

Сами снимки надлежит делать в режиме максимальной расфокусировки - тогда по статистике разностей сигналов одноцветных пикселей-соседей можно будет найти и зависимость ошибки от сигнала.

При сравнении сигналов от одного и того же участка получим "сдвиг" сигнала для удвоенной освещённости. При этом важна не столько градиентность (это - для удобства оценки ошибки), сколько наличие участков с заведомо одинаковой светимостью.

Пока не придумал, как сделать мишень. В голове вертится матовый скотч, наклеенный на окно в разное количество слоёв, то же - из плёнки хоз. сумок Бумага на просвет слишком неоднородна... А если плёнку для затемнения стёкол машины?

Исправлено: nikvic, 21.04.2007 10:43

nikvic
Пока не придумал, как сделать мишень. В голове вертится матовый скотч, наклеенный на окно в разное количество слоёв, то же - из плёнки хоз. сумок
Прозрачной и многослойной Вы мишень хотите сделать, чтобы уметь считать ее относительную яркость? Если так, то напрасно - нужно учитывать отражения, но непонятно как.
Если нет, объясните, пожалуйста.

Мишень, напечатанная на принтере, будет иметь отражательную способность разных участков, различающуюся максимум в 200 раз. А хотелось бы такую, яркости отдельных частей которой различны раз в 1000.

Да, можно напечатанную освещать хитрым светом, но проще, пожалуй мишень, освещаемую с противоположной стороны - количество проходящего света регулируется количеством слоёв, толщиной лака, экспонированием эмульсии и т.п.
Ближайший аналог - рентгеновский снимок, просматриваемый на светящемся экране
В идеале такой снимок выглядит как градиентная заливка с известной зависимостью коэфф. пропускания от участка. Размер может быть от 10см до ширины окна. Источник света - диффузный.

Любопытно... но вот подумалось... Практически все ведущие
фирмы как фото так и видео упорно встраивают в обработку
сигнала по ББ алгоритмы "со всевозможными искусственными
источниками света"... После пары проб на своей первой
видеокамере (с ручными настройками сабж естественно) -
я все эти "люмы"... и т.д. больше никогда нигде не
выставлял в настройках. Даже не имел больше желания
бороться с этими "мертвячными тОнами"...

Интересно, в фото никто не пробовал серьёзно
исследовать ДД в этих режимах ББ фотокамер?
Для чего эти режимы там вооЩЕ!?

Мда, просто сравнив число возможных зарядов сенсоров мыльниц - от 1 до 8тыс и более приличных матриц - от 1 до 60тыс - уже можно представить себе разницу их максимальных ДД.

А вычислить?

nikvic
Что вычислять ? Все равно получим результат, далекий от фактического ДД. Разве что идеальные максимумы узнаем - 8 и 60 тыс. Это намного больше, чем реальные значения... Интереснее их соотношение для разных размеров сенсоров.

Вы о чём? РАВ количество отловленных электронов не пишет...

nikvic

А вычислить?

Не так давно, помнится, считали (только не помнится кто), получилось что на больше чем 11 бесшумных бит у ЦЗ даже надеятся нечего. Кстати, на ISO1600 шаг АЦП у тех же ЦЗ примерно равен одному электрону, так что если с РАВом не мухлевать, то количество отловленых электронов не такая уж большая тайна.

Иван Трифонов: Если ДД - это главное - то дорога - обратно на плёнку... Уж там ДД
как был - так и никуда не делся

Alex_C1234: Это точно там ДД до 6 бывает. Это как винил и CD. Динамика у винила заметно ниже но звук бывает заметно лучше.
Смотря какой винил и CD.

Это я к тому, что часто говорилось о том, что трудно определить разницу ДД матриц размеров, например, 1/1,8" и 1/2,5". Хотя просто рассмотрение емкостей сенсоров показывает, что разница эта существенна.

Ёмкость сама по себе мало причастна к ДД и шумам (а это - непременно в одном флаконе) - дело в площади элементов и количестве фотонов. Имея 100 фотонов на элемент за время выдержки, в принципе невозможно получить подробности, которые глаз с мозгом высматривают "в тенях" за пару минут. Ни плёнке, ни матрице - разницы между ними уже почти нет.

nikvic
Да это все понятно.
Тем не менее, емкость потенциальной ямы сенсора четко определяет предел возможностей по ДД конкретной матрицы (больше 8000 или, скажем, 60 тыс. зарядов в яму не втиснешь, как ни освещай сенсор), 1 заряд - нижний предел. Ноль - тоже в деле. ДД=8001, или около 12 разрядов. Фантастика

Неправильная фантастика. Ваш подсчёт годится только для объекта из больших совершенно опически однородных "кусков", да и то - если их форма не играет роли
Да и по поводу ёмкости - "видимый" фотон вполне солидный кусок энергии, 3.6Е-19 Дж.
Проверьте рассчётами -
- Лампа в 100вт на расстоянии 1м, КПД=2% (освещённость - более 100лм),
- идеально отражающая диффузная поверхность,
- диафрагма 4, матрица 35кв.мм (1/1.8"), 10Мп, идеальный объектив.

У меня получается всего 12000 фотонов на элемент в секунду, и это без учёта потерь при отражении, в объективе, при RGB-фильтрации, доли площади элементов...

Исправлено: nikvic, 25.04.2007 09:08

nikvic
Так я с этим и не спорю. Я говорю об электрическом, максимально возможном ДД сенсора (можно сказать, что он прямо пропорционален диапазону освещенности сенсора). А он ничем иным не определяется, кроме электрической емкости. Максимальное число зарядов, выбиваемых фотонами, не может быть больше этой емкости. Экспозиция выбирается исходя из этого. Ее превышение приводит к насыщению сенсора. Число фотонов, которое для этого требуется - вопрос второй, и он решается разработчиками на основании имеющихся у них данных о КПД объектива, фильтров, сенсоров (и их относительной площади с учетов линз) и т.д. У меня этих данных нет , да и откуда им взяться ?

Шумовые заряды, образующиеся в цепи от сенсора до выхода АЦП, естественно, снижают результирующий ДД. Всего два заряда уменьшают максимальный ДД на 1 бит (говоря о сенсоре с 8000-м пределом), 16 шумовых зарядов - до 8 бит. Это уже, увы, не фантастика... При освещенности меньше максимальной в 2 раза - ДД (если так назвать отношение полезного заряда к приведенному шумовому заряду) падает в 2 раза, на 1 бит уменьшая разрешение выходного сигнала. Освещенность сенсоров в кадре может отличаться в сотни - тысячи раз раз. Можно представить, каков ДД при минимальном свете...

Это при линейном преобразовании сигнала матрицы в итоговое изображение. Конечно, на самом деле преобразование нелинейно, и возможно, что нелинейность начинается уже на уровне АЦП. Да много там разных фичей, не мне о них говорить.

Однако никакие последующий обработки не добавят ДД по диапазону воспринимаемых входных яркостей. Сенсор не пропустит...

Кажется, понял... Вы думаете, что фотон может выбить много электронов - так вот, не более одного, а многие гибнут втуне .

Фотику "хотелось бы" считать именно фотоны, так вот, поди ж ты, их не хватает для точного измерения освещённости пиксела в широком диапазоне с приемлимыми шумами - при классической конструкции с одинаковым временем экспозиции для всех пикселей.

Физика ставит явные ограничения, не зависящие от типа сенсора - матрица ли, плёнка ли.

nikvic

Фотику "хотелось бы" считать именно фотоны, так вот, поди ж ты, их не хватает для точного измерения освещённости пиксела в широком диапазоне с приемлимыми шумами

Ну это ежику понятно, а какое это имеет отношение к неспособности сенсора иметь больше состояний, чем в него помещается электронов (о чем, собственно, Kraft толкует)?

Крафт полагает, что число состояний ограничивается максимальным числом накапливаемых электронов. В действительности это число вполне достаточно, но не хватает фотонов - бессмысленно строить большой загон, если для него заведомо не хватит баранов.

nikvic
В действительности это число вполне достаточно, но не хватает фотонов - бессмысленно строить большой загон, если для него заведомо не хватит баранов.

фотонов хватает, достаточно увеличить выдержку, просто некоторые пиксели получат очень мало фотонов, или вообще ни дного, в то время как другие захлебнуться от пересвета.
Для это нужна большая емкость сенсора, чтобы не было неустранимого пересвета, пока плохо освещенные части кадра прорабатываются.

Выдержка известным образом ограничивается смазом движущихся объектов - особенно на вечеринке

nikvic
Выдержка известным образом ограничивается смазом движущихся объектов - особенно на вечеринке

Или мощный источник света

Андрей Зубец Хм... а что считать минимальным сигналом?
Я не знаю что тут можно сказать. В общем случае вопрос это непростой. Чтобы разобраться нужно читать большие умные книги, если есть такое желание.
В камере 400D нет никаких манипуляций с расширением ДД и чувствительностью пикселов, так что наверное можно считать ДД=ОСШ.
В случае с S5 pro всё непросто. У неё шумят в основном мелкие R-пикселы, которые работают с большими сигналами (в светах). В тенях работают большие S-пикселы у которых ОСШ значительно лучше. Получается, что если просто по картинке померить усреднённый шум, то он будет по сравнению с той же 5D довольно большой. В то-же время в тенях он непропорционально маленький.

Все формулы в треде есть. Как и то, что отношение сигнал/шум зависит от сигнала (и выдержки) - уменьшение сигнала в 4 раза уменьшает СКВ в 2 (для сигналов >>1).

Где талию будем делать?

nikvic
Верное замечание сделал misha_v.

Вы думаете, что фотон может выбить много электронов - так вот, не более одного, а многие гибнут втуне.
Это известно. Я это и имел в виду под КПД сенсора.

Фотику "хотелось бы" считать именно фотоны, так вот, поди ж ты, их не хватает для точного измерения освещённости пиксела в широком диапазоне с приемлемыми шумами
Фотонов, при хорошей освещенности, хватает даже при коротких выдержках. Другое дело, что лишь часть сенсоров получает максимально допустимое число фотонов (а при неверной экспопаре фотонов может быть и слишком много) . Остальные "голодают" .

+++Теперь - под лампочкой, абсолютно белую бумагу, мыльницей (35кв.мм, А=4, 10Мп).
Те же рассчёты дадут чуть более 12000 фотонов в секунду на пиксел. Попытка обойтись без вспышки и смаза на вечеринке (выдержка - 1/100) даст уже только 40 фотонов на пиксел для самых светлых лиц (делим на 3 - результат RGB фильтрации).+++
Посчитайте и убедитесь или опровергните. При 100% выходе электронов на сигнал в 5-6 бит будет 4-5 бит "липы".