Ноябрь 19th, 2015Наше зрение и матрица фотокамеры реагируют на свет одинаковым образом — фотоны попадают на рецепторы (либо на рецепторы сетчатки глаза, либо на фотоэлементы матрицы), вызывая сигнал, сила которого пропорциональна количеству фотонов, попадающих на рецептор в определенный промежуток времени.
На сетчатку глаза свет воздействует непрерывно, и реакция сетчатки со временем угасает, но в случае с камерой эффект накапливается — открывается затвор, фотоны воздействуют на фотоэлемент некоторое время, а затем затвор закрывается. В этот момент упавшие на матрицу фотоны «подсчитываются)-, и матрица выдает цифровой сигнал, пропорциональный количеству света, полученного за время экспонирования.
Причина, по которой типичная цифровая фотокамера способна запечатлеть диапазон EV от 5 до 9 ступеней, состоит в том, что каждый фотоэлемент на ее матрице обладает определенной емкостью, и когда его емкость исчерпывается. сигнал, снимаемый с фотоэлемента, остается неизменным независимо от того, сколько фотонов достигло фотоэлемента. Другими словами, он подобен ведру: когда оно наполнено водой, долив воды не увеличивает объема воды в ведре. Это важно помнить, поскольку различия в яркости фиксируются лишь в соответствии с различиями в количестве зафиксированных фотонов. Например, если бы емкость каждого фотоэлемента была бы рассчитана максимум на 1024 фотона, то, теоретически, максимальный диапазон, который могла бы зафиксировать камера, составил бы 10 EV (210 уровней). На практике этот теоретический лимит не достижим, поскольку фиксация деталей в самых темных областях изображения неточна из-за цифрового шума, порождаемого матрицами. Ни один аналогово-цифровой преобразователь неточен настолько, чтобы различать отдельные фотоны.
Другая проблема состоит в том. что хотя 12-битный файл Raw теоретически способен содержать максимум 4096 уровней яркости, количество данных, приписанных к разным уровням яркости сюжета, неодинаково, причем половина из них (2048) присваивается самым ярким областям, половина оставшихся 2048 — следующим по яркости областям, половина от оставшихся 1024 — следующим, и так далее, как показано в таблице слева. Получается, что для фиксации деталей более ярких областей изображения используется значительно больше данных. При съемке обычных фотографий это не особенно важно, но если речь идет об HDR-изображении, особенно таком, на котором вам необходимо максимально отобразить детали во всех областях, детали теней становятся гораздо важнее. Если вы не зафиксируете достаточно деталей темных областей, то результатом процесса преобразования, ориентированного на производство «чистого» изображения, станет шум, полосатость или другие цифровые артефакты в темных областях преобразованного изображения.
Полезный совет: Коммерческая и жилая недвижимость на сайте realty-kyiv.com. Покупка, продажа, аренда квартир, домов и офисов.
Коэффициент контрастности других устройств
Можно подумать, будто для съемки сюжетов с широким динамическим диапазоном достаточно просто разработать фотокамеры с матрицами, способными фиксировать более широкий диапазон, однако нужно помнить и о том, как будут демонстрироваться наши фотографии. Фотокамеры способны фиксировать диапазон в районе от 5 до 9 EV. что эквивалентно коэффициентам контрастности от 32:1 до 512:1, но, как отмечалось выше, динамический диапазон реального сюжета порой бывает намного шире; диапазон кадра, содержащего очень яркие света и очень темные тени, может составлять в районе 14 EV — то есть иметь коэффициент контрастности 16 384:1. Даже если бы наша камера могла зафиксировать столько данных, у нас не так уж много возможностей продемонстрировать зафиксированное изображение: коэффициент контрастности фотографического отпечатка обычно составляет примерно 300:1, обычного компьютерного монитора — примерно 500:1. Так что даже если камера была бы способна фиксировать намного более широкий динамический диапазон, большая часть стандартных устройств вывода относятся к устройствам с узким динамическим диапазоном и широкий диапазон отобразить не могут. Есть мониторы с расширенным динамическим диапазоном и заявленным коэффициентом контрастности 200 000:1. однако они невероятно дороги и едва ли в обозримом будущем будут доступны рядовым пользователям.