Я думаю, сегодня пятница, которая поразит вас, потому что у нас есть гостевой пост Илии Борга, человека, стоящего за программным обеспечением RawDigger, которое используется для анализа изображений RAW. У меня была возможность побеседовать с Илией при обсуждении шумовых характеристик Nikon Df, где он не только доказал мою неправоту в моем предположении, что у Df точно такой же сенсор, как и у D4 (оказывается, они похожи, но не совсем то же самое), но также поделился невероятной информацией о процедурах тестирования, анализе данных и других сумасшедших, ошеломляющих вещах! Кривая обучения фотографии никогда не заканчивается, особенно когда вы полностью разбираетесь в сенсоре и конвейере обработки изображений. Однако я должен предупредить наших читателей: приведенная ниже статья носит чисто технический характер и не предназначена для новичков! Надеюсь, тебе понравится! Насим.
Если кто-то снимает в формате RAW, ему может быть интересно узнать, есть ли какая-либо польза от использования промежуточных настроек ISO, таких как ISO 125, 160 и т. д. На этот вопрос нет однозначного ответа, поскольку это зависит от реализации эти промежуточные настройки ISO в конкретной камере. Иногда они реализуются так же, как и основные настройки ISO, а иногда являются результатом определенных манипуляций, например цифрового умножения.
Чтобы продемонстрировать, как это можно определить, мы сначала проанализируем так называемые замаскированные пиксели (часто называемые оптически черной областью или просто OB), которые представляют собой часть датчика, которую мы обычно не видим в наших изображений. Он закрыт от света, поэтому может быть хорошим индикатором минимально возможного шума датчика, а шум - это то, что мы анализируем, чтобы научиться оптимально использовать данный датчик. Мы делаем серию снимков с различными настройками ISO, от самых низких до самых высоких, и, конечно же, используя все доступные промежуточные настройки ISO. Объект съемки может быть любым - можно даже снимать с крышкой объектива.
Далее перенесите первый снимок серии в RawDigger и установите настройки RawDigger так, чтобы отображалась черная рамка (флажок «Параметры отображения», «Маскированные пиксели», установлен) и не вычитать уровень черного (флажок «Обработка данных», «Вычитать черный», флажок снят).).
Здесь у нас есть OB в левой части изображения. Используя «Выделение/Установить выделение по номерам», выделите замаскированные пиксели, оставив несколько пикселей вне выделения со всех четырех сторон - поскольку они могут пропускать свет или иметь технологические недостатки.
Чтобы убедиться в правильности выбора, посмотрите на гистограмму в линейном режиме. Если гистограмма всех четырех каналов очень похожа на колоколообразную кривую, выбор верен.
Преобразовать выделение в образец (Выделение/Преобразовать выделение в образец):
И сохраните данные в виде файла.csv для дальнейшей обработки в электронной таблице. Пожалуйста, установите флажки, как показано на скриншоте ниже:
Откройте следующий файл и установите галочку на «Добавить файл» - чтобы добавить данные в уже существующий файл.csv. Нажмите «Добавить файл», звездочка справа от названия кнопки исчезнет, указывая на то, что данные добавлены.
Обработайте остальную часть серии таким же образом.
Откройте CSV-файл в электронной таблице. Добавьте столбец ISO и заполните его соответствующими значениями. Теперь вы можете построить график шума в зависимости от настроек ISO; значения шума указаны в столбцах стандартного отклонения Rdev, Gdev, Bdev, G2dev. Для камеры Canon 5D Mark II график выглядит так:
На этом графике ось X - настройки ISO, ось Y - шум в логарифмическом масштабе. Вы можете видеть, что сюжеты для всех четырех каналов чрезвычайно близки. Самое интересное - это пилообразная разница между ISO 100 и ISO 1250. Вопреки ожиданиям, шум при ISO 160 самый низкий, а шум при ISO 125 выше, чем при ISO 400. Этого достаточно, чтобы заподозрить, что происходит что-то необычное. Давайте проведем дополнительные расчеты.
Разделив Gdev при ISO 125 (6,8361) на Gdev при ISO 100 (5,4293) мы видим, что шум увеличивается в 1,26 раза (6,8361/5,4293=1,26). Кстати, 1/3 EV равна кубическому корню из 2 (21/3)=1,26.
Давайте посмотрим на следующий наклон, образованный ISO 160 - ISO 200 - ISO 250. Разделив значение шума ISO 200 на значение шума при ISO 160, получим коэффициент 1,24. Разделив значение шума ISO 250 на значение шума при ISO 200, мы получим коэффициент 1.27. При этом значения шума для ISO 100 и ISO 200 очень близки. Это значит, что здесь у нас есть некий дополнительный этап формирования значений данных для промежуточных настроек ISO; они не «родные». Но есть ли от них польза?
Просто взглянув на значения шума, можно сделать вывод, что самое низкое значение шума приходится на ISO 160. Однако нас интересует не только значение шума. Характеристика, которую мы ищем, - это отношение сигнала к -коэффициент шума. В нашем случае довольно легко продемонстрировать, что при значении ISO 160 снижается не только шум, но и сигнал. Мы увидим, что на самом деле соотношение сигнал/шум для ISO 160 и ISO 200 по сути одинаково; особенно если мы смотрим не только на оптически черную область, но и на область изображения, именно здесь задействовано некоторое количество света.
Давайте создадим сцену, состоящую из черной ловушки, по существу отражающей очень мало света обратно в камеру, и небольшого блестящего металлического шарика, который будет источником зеркальных бликов, вызывающих небольшую часть сенсора. достичь максимума насыщения. В Интернете можно найти множество советов, как сделать черную ловушку; здесь мы используем Datacolor Spyder 3D Cube - чрезвычайно компактный и полезный инструмент для настройки экспозиции и баланса белого.
Поместите камеру на штатив и снимите куб на каком-нибудь матовом фоне с одинаковой выдержкой и значением диафрагмы, установив ISO 160 для одного кадра и ISO 200 для другого. Выдержка должна быть такой, чтобы обеспечить небольшую горячую точку на металлическом шарике.
Проверка экспозиции, занесите снимки в RawDigger, включите индикацию передержки (OvExp) и увидите, что у вас на шаре есть одна или две маленькие красные точки. На изображении ниже вы можете видеть два красных «глаза» на шаре. Эти красные области указывают на насыщение сенсора.
Если у вас их нет, сделайте повторную съемку с более длинной выдержкой и проверьте в RawDigger, что шар имеет некоторую передержку. Теперь у вас должно быть два снимка, ISO 160 и ISO 200, сделанных с одинаковой выдержкой, которую вы только что определили, и с одинаковым значением диафрагмы, которые мы собираемся обработать в RawDigger. Давайте разместим два образца на первом снимке - один над черной ловушкой, другой над зеркальным светом:
Вы можете изменить размер сэмплера в настройках RawDigger в разделе «Разные параметры».
Далее мы сохраняем образцы в файл.csv:
Откройте второй кадр. Если между выстрелами не было механического перемещения, корректировать положение отбора пробы нет необходимости. Изменение режима с помощью отметки «Добавить файл» добавляет данные. Теперь - к таблице.
Откройте полученный файл.csv в электронной таблице и посчитайте отношение уровня насыщенности к шуму:
- Для первого кадра насыщенность 12810, шум 6,0901. Соотношение составляет 2103,413737..
- Для второго кадра насыщенность выше 15760, шум также выше 7,334. Тем не менее, соотношение сигнал/шум немного лучше (чем больше, тем лучше) и равно 2149,071372.
Интересно то, что соотношение между насыщенностью при ISO 200 и ISO 160 снова очень близко к 1/3 EV, то есть 1,23. И в этом разгадка - и при ISO 200, и при ISO 160 сенсор работает в одном и том же режиме, поэтому соотношение сигнал/шум практически одинаковое. Экспозиция при ISO 160 на самом деле является результатом экспозиции при ISO 200, но сдвинутой влево на 1/3 EV, или, другими словами, разделенной примерно на 1,25. Другими словами, с точки зрения шума результат экспозиции при ISO 160 эквивалентен экспозиции при ISO 200 с замедленной выдержкой на 1/3 EV или диафрагмой, открытой на 1/3 EV шире. Конечно, из этого следует, что запас по светлым участкам для ISO 160 на 1/3 EV меньше по сравнению с ISO 200.
Это говорит о том, что хотя шум при ISO 160 кажется ниже, чем шум при ISO 200, соотношение сигнал/шум такое же, и нет никакой пользы от использования ISO 160, по крайней мере, если вы снимаете в формате RAW..
Вы можете повторить этот простой анализ для других промежуточных настроек ISO, посмотрев на соотношение сигнал/шум и решить для себя, использовать эти промежуточные настройки ISO или нет.