Дд фото: Что такое динамический диапазон камеры, и в чем может быть выгода для фотографа?

Что такое динамический диапазон камеры, и в чем может быть выгода для фотографа?

by Cal Redback

Динамический диапазон является одним из многих параметров, на которые обращают внимание все, кто покупает или обсуждает фотокамеру. В различных обзорах часто используется этот термин наряду с параметрами шума и разрешения матрицы. Что же обозначает этот термин?

Не должно быть секретом, что динамический диапазон фотоаппарата – это способность камеры к распознаванию и одновременной передаче светлых и темных деталей снимаемой сцены.

Если говорить более детально, то динамический диапазон камеры – это охват тех тонов, которые она может распознать между черным и белым. Чем больше динамический диапазон, тем больше этих тонов могут быть записаны и тем больше деталей может быть извлечено из темных и светлых участков снимаемой сцены.

Динамический диапазон обычно измеряется в значениях экспозиции, или стопах. Хотя вроде бы и очевидно, что важным является возможность захватить наибольшее, насколько это возможно, число тонов, для большинства фотографов приоритетной остается цель – попытаться создать приятный образ. А это как раз не означает, что необходимо, чтобы была видна каждая деталь изображения. Например, если темные и светлые детали изображения будут разбавлены серыми полутонами, а не черными или белыми, то вся картинка будет иметь очень низкую контрастность и выглядеть довольно скучно и нудно. Ключевыми являются границы динамического диапазона фотокамеры и понимание как можно использовать его для создания фотографий с хорошим уровнем контрастности и без т.н. провалов в светах и тенях.

Что видит камера?

Каждый пиксель в изображении представляет один фотодиод на сенсоре камеры. Фотодиоды собирают фотоны света и превращают их в электрический заряд, который затем преобразуется в цифровые данные. Чем больше фотонов, которые собираются, тем больше электрический сигнал и тем ярче будет в изображении пиксель. Если фотодиод не собирает никаких фотонов света, то никакой электрический сигнал не будет создан и пиксель будет черным.

датчик 1 дюйм

датчик APS-C

Тем не менее, датчики бывают различных размеров и разрешений, а также при их производстве используются различные технологии, которые влияют на размер фотодиодов каждого датчика.

Если рассматривать фотодиоды как ячейки, то можно провести аналогию с наполнением. Пустой фотодиод будет воспроизводить черный пиксель, в то время как 50% от полного покажет серый цвет и заполненный на 100% будет белым.

Скажем, мобильные телефоны и компактные камеры имеют очень маленькие датчики изображения по сравнению с DSLR. Это означает, что они также имеют гораздо меньшие фотодиоды на датчике. Таким образом, даже при том, что и компактная камера, и DSLR может иметь датчик 16-миллионов пикселей, динамический диапазон будет отличаться.

Чем больше фотодиод, тем больше его способность хранить фотонов света по сравнению с меньшим размером фотодиода в меньшем датчике. Это означает, что чем больше физический размер, тем диод может лучше записывать данные в светлых и темных областях

Наиболее распространена аналогия, что каждый фотодиод похож на ведро, которое собирает свет. Представьте себе, что 16 миллионов ведер занимаются сбором света по сравнению с 16 млн. чашек. Ведра имеют больший объем, за счет которого способны собрать большее количество света. Чашки гораздо меньшей емкости, поэтому при наполнении могут передать фотодиоду гораздо меньший по мощности импульс, соответственно пиксель может воспроизводиться с гораздо меньшим количеством световых фотонов, чем получается от более крупных фотодиодов.

Что это означает на практике? Камеры с меньшими размерами датчиков, такие как в смартфонах или потребительские компакты, имеют меньший динамический диапазон, чем даже самый компактный фотоаппарат из системных камер или зеркалок, которые используют большие датчики. Тем не менее, важно помнить, что влияет на ваши изображения общий уровень контраста в сцене, которую вы фотографируете.

В сцене с очень низкой контрастностью разница в тональном диапазоне, захваченном камерой мобильного телефона и DSLR, может быть мала или вообще не различима. Датчики обеих камер способны захватывать полный диапазон тонов сцены, если свет выставлен правильно. Зато при съемке высококонтрастных сцен будет очевидным, что, чем больше динамический диапазон, тем большее количество полутонов он способен передать. И так как более крупные фотодиоды имеют лучшую способность при записи более широкого диапазона тонов, следовательно, и имеют больший динамический диапазон.

Давайте посмотрим разницу на примере. На фотографиях ниже можно наблюдать отличия в передаче полутонов камерами с разным динамическим диапазоном при одинаковых условиях высокой контрастности освещения.

Что такое разрядность изображения?

Разрядность тесно связана с динамическим диапазоном и диктует камере какое количество тонов может быть воспроизведено в изображении. Хотя цифровые снимки полноцветные по умолчанию, и они не могут быть сняты не цветными, датчик камеры на самом деле не записывает непосредственно цвет, он просто записывает цифровое значение для количества света. Например, 1-битное изображение содержит самую простую «инструкцию» для каждого пикселя, поэтому в данном случае есть только два возможных конечных результата: черный или белый пиксель.

-битное изображение состоит уже из четырех различных уровней (2×2). Если оба бита равны – это белый пиксель, если оба выключены, то это черный. Есть также возможность иметь два варианта, что на изображении будет соответственное отражение еще двух тонов. Двухбитное изображение дает черно-белый цвет плюс два оттенка серого.

Если изображение 4-битное, соответственно существует 16 возможных комбинаций в получении различных результатов (2x2x2x2).

Когда дело доходит до обсуждения цифровых изображений и датчиков, чаще всего можно услышать о 12, 14 и 16-битных датчиках, каждый из которых способен записывать 4096, 16384 и 65536 различных тонов соответственно. Чем больше битовая глубина, тем большее количество значений яркости или тона может быть записано с помощью датчика.

Но и тут кроется подвох. Не все камеры способны воспроизводить файлы с такой глубиной цвета, которую может позволить создать датчик. Например, на некоторых камерах Nikon исходные файлы могут быть как 12 бит, так и 14 бит. Дополнительные данные в 14-битных изображениях означают, что в файлах, как правило, больше деталей в светлых и темных областях. Так как размер файла больше, то и времени на обработку и сохранение тратится больше. Сохранение необработанных изображений 12-битных файлов происходит быстрее, но тональный диапазон изображения из-за этого сжимается. Это означает, что некоторые очень темные серые пиксели будут отображаться как черные, а некоторые светлые тона могут выглядеть как полноценный белый цвет.

Когда происходит съемка в формате JPEG, файлы сжимаются еще больше. Изображения JPEG являются 8-разрядными файлами, состоящими из 256 различных значений яркости, поэтому многие из мелких деталей, доступных для редактирования в исходных файлах, снятых в RAW-формате, полностью теряются в файле JPEG.

Таким образом, если у фотографа имеется возможность получить наиболее полную отдачу от всего возможного динамического диапазона фотокамеры, то лучше сохранять исходники в «сыром» виде – с максимально возможной битовой глубиной. Это означает, что снимки будут хранить наибольшее количество информации о светлых и темных областях, когда дело коснется редактирования.

Чем понимание динамического диапазона фотокамеры важно для фотографа? Исходя из имеющейся информации, можно сформулировать несколько прикладных правил, придерживаясь которых, повышается вероятность получения хороших и качественных изображений в трудных условиях для фотосъемки и избегать серьезных ошибок и недочетов.

• Лучше снимок сделать более светлым, чем перетемнить его. Детали в светах «вытягиваются» проще, потому что они не такие шумные, как детали в тени. Безусловно, что правило действует при условиях более-менее правильно выставленной экспозиции.
• При замере экспозиции по темным областям лучше жертвовать детализацией в тенях, более тщательно проработав света.
• При большой разнице в яркости отдельных участках снимаемой композиции экспозицию следует замерять по темной части. При этом желательно выравнивать по возможности общую яркость поверхности изображения.
• Оптимальное время для съемки считается утреннее или вечернее, когда свет распределяется равномерней, чем в полдень.
• Портретная съемка пройдет лучше и легче, если использовать дополнительное освещение с помощью выносных вспышек для фотокамеры (например, купить современные накамерные вспышки http://photogora.ru/cameraflash/incameraflash ).
• При прочих равных следует пользоваться наименьшим из возможных значением ISO. 

Динамический диапазон / Просто о фото / G-Foto.

ДД фотокамеры — это предел, в котором она ещё может снимать без искажений.

Ограничен он снизу (в тенях) шумом самой матрицы фотоаппарата, когда шум выше сигнала получаемого извне на матрицу, тогда просто фотоаппарат показывает этот шум, то есть тёмное изображение по всему объёму, а не то, что фотографируем.

А сверху (в светах), ограничен перенасыщением сигнала, получаемого извне на матрицу, то есть когда света поступает так много, что он просто становится одинаковым на всех частях матрицы. В этом случае, так же фотаппарат показывает не то что фотографируем, а белую засвеченную массу.

Динамический диапазон принято выражать в (EV), то есть в единицах освещённости.

• В два раза светлее: 2 (EV)
• В три раза светлее: 3 (EV)
• в четыре раза светлее: 4 (EV)

В разделе HDR диапозон мы рассматривали, что такое ДД (динамический диапазон), например, у человека он равен 14(EV).

Посмотрим чему он равен у фотоаппаратов.

Есть расхожее мнение, что он зависит, от того в какой битности файлами мы будем снимать, в 12бит, 14бит или 16бит. Некоторые считают, что ДД равен именно этим цифрам, то есть снимаем 12бит RAW, значит ДД будет 12 стопов (12EV). Это не так. И ДД вообще не зависит от того в каких мы снимаем форматах. ДД фотоаппарата — это предел самой техники.

Чем же определяется этот предел? Он определяется тремя параметрами:

• Размером пикселя, чем больше Пиксель матрицы, тем больше на него попадает СВЕТА, а значит тем больше можно извлечь из этого информации.
• Размером матрицы, чем больше сама Матрица фотоаппарата, тем больше на неё попадает света, а значит тем больше можно извлечь из этого информации.
• Процессором фотоаппарата, чем лучше конструкторы поставили на аппарат процессор, тем он круче обработает то, что дали ему каждый Пиксель матрицы и сама Матрица.

Из практики так же мы знаем, что ДД фотоаппаратов на данный момент не ниже, чем 6 и не выше чем 15. То есть, самая плохая мыльница снимает с ДД равным 6 стопов (6EV), а самые крутые Среднеформатные камеры с ДД равным 15 стопов (15EV).

Nikon D1H	12.2 микрона
Canon 1D	11.1 микрона
Canon D30	10.3 микрона
…	…
Smart Huawei P20 pro	0.7 микрона
Smart Xiaomi 12T	0.6 микрона

Мы привели лучшие и худшие камеры по параматру размер пикселя. Он равен у лучших 9. 7 микрона, а худшие камеры из нашей базы имеют размер пикселя 1.2 микрон. Посмотреть, как мы находили размер пикселя камеры можно на страничке Предел дифракции.

1. Размер пикселя

Итак, попробуем определить ДД камеры лишь по Размеру Пикселя. Возьмём обычную зеркалку 20 Мп и будем снимать в 14-ти битном RAW.

Тогда, выведем формулу для нахождения ДД такой фотокамеры, это будет нелинейная формула, в которой самые плохие фотоаппараты не могут иметь ДД ниже, чем 6EV, а самые крутые не выше 12EV. Для этих камер это предельная величина.

Это функция — арктангенс, кому интересно может сам её посмотреть, мы же приводим саму функцию. $F — это переменная размер пикселя камеры. $DD — это полученный из формулы Динамический диапазон матрицы фотоаппарата.

$x1	= 1.2	худший размер пикселя
$y1	= 6	худший Динамический Диапазон
$x2	= 9.7	лучший размер пикселя
$y2	= 12	лучший Динамический Диапазон
$pi	= 3. 14	Пи
$Ky	= ($y2-$y1)/$pi	Коэфф увеличения по Y
$Noll_x	= ($x2+$x1)/2	Ноль отсчет по X
$F	= $F-$Noll_x	Скорректированный $F
$DD	= арктангенс($F)	Подставляем его в формулу
$DD	= $y1+ ($Ky*($DD+($pi/2)))	находим ДД камеры

Ниже из таблицы видны возможные значения ДД фотокамеры. Видно, что самые худшие не могут стать хуже, чем 6 стопов, а лучшие 12 стопов, худшая камера в нашей базе имела размер пикселя 1.2 микрон, а лучшая 9.7 микрон.

X Close

График функции ДД камер

Получилась нелинейная функция для фотоаппаратов с размером матрицы 20Мп и 14бит RAW, в котрой ДД зависит от размера Пикселя.

Что можно сказать, поглядев на график? При размере пикселя до 5 мкм ничего не меняется и ДД камеры остаётся минимальным (6EV).

С шести до восьми микрон ДД камеры вырастает резко, почти до 11EV, а с рамера пикселя 11 микрон и далее ДД камеры остаётся на уровне 12EV.

Выкладки сделаны для камер с размером матрицы 20Мп и 14бит RAW. Если снимки будем делать в 12бит RAW они непеременно приведут к потере Динамического Диапазона.

Тогда в функцию, приведённую выше внесём поправку на битность:

• для 16бит RAW арктангенс($F-0)
• для 14бит RAW арктангенс($F-1)
• для 12бит RAW арктангенс($F-3)
• для 10бит RAW арктангенс($F-4)
• для 8 бит JPEG арктангенс($F-6)

То есть, ДД будет меньше на выходе в тех камерах, которые снимают в худших по битности форматах. 12бит — минус 3 пункта, 8-битный JPEG, вообще минус 6.

2. Размер матрицы

Есть матрицы 100Мп. На такую попадает света в 5 раз больше, чем на 20Мп обычную матрицу. Конечно, Динамический Диапазон таких камер выше.

Производители таких камер пишут в спецификации чему равен ДД фотоаппарата, потому как, это почти основной параметр, по котрому такие камеры покупают.

Мы сразу знаем ДД такой камеры. 100 Мп — 15EV.

Тогда, в нашу формулу добавим одну строку
Поправка = 3 + ( (Матрица — 20) / 18 )

если матрица 20 Мп — добавка +3
если матрица 100 Мп — добавка +7.4

Взято импирическим путём. При таких формулах у камер 100 МП, динамический диапазон получается 15EV, у остальных увеливается на 3EV, учитывая RAW, что из него как минмум три ступени можно вытянуть.

3. Процессор фотоаппарата

Невозможно учесть работу процессора, посчитать то, что придумали вчера и придумают изобретатели завтра, а потому можно просто сказать, что чем новее фотоаппарат, тем при других равных условиях у него будет Динамический Диапазон выше.

4. Выводы

ТО есть, мы никак не можем учесть последний параметр в своих формулах. И, зачастую, результат ниших формул будет отличаться сильно от реальности. Однако, по болшинству камер их ДД РЕАЛЬНЫЙ, данные мы взяли на нескольких сайтах, которые утверждают, что провели испытания по определению ДД этих камер.

Формулы, приведённые выше, УЧИТЫВАЮТ реальные данные и можно спокойно сранвивать фотокамеры по параметру ДД на этом сайте.

Итак, осталось лишь определить ДД вашего фотоаппарата. Посмотреть какой у вашего аппарата ДД можно в общем списке, столбец ДД камеры.

Лучшие фотоаппараты приведём в следующем списке.

Посмотреть лучшие фотаппараты по критерию «Динамический диапазон».

Предыдущая Следующая

 

Добавить сообщение

 

 

Пейзажный и природный фотограф — Derek Dammann Photography

Супер Сити

Вишневый Каскад

Субатомный

Огонь в небе

Голова Фанад

Тенегрив

Фестиваль огней

Маяк Нейст-Пойнт

Бруарфосс

Край Ирландии

Осеннее спокойствие

Через холмы

Сонная Лощина

Тауэрский мост

Малин Хед

Объятия тигра

Призрачный лабиринт

Лучшие друзья

Люпины в туманном лесу

Темные изгороди

Исландская лошадь

Скалы Мохер

Замок Эйлен-Донан

Юные любовники в лесу

Литл Парк

Котенок в цветах

Пурпурный дракон Ламиум

Силуэт Цинциннати

Мельница Глэйд-Крик

Интенсивность

Хайленд Корова

Пасмурный вечер в Музейном центре

Фабио

Туманные люпины

Святилище

Одинокое дерево

Персеиды

Дорога гигантов

Корова и Дзен

Голова Фанад

Мюзик-холл

14-й и Приятный

Бруарфосс

Озеро Гриннелл

Медвежья семья

Ферма

Грандиозное открытие

Замок Килчурн

Львиный взгляд

Полночь на озере Уотертон

Млечный Путь над ущельем Красной реки

Маленькая голубиная река

Махо Бэй

Нейст Пойнт

Река Чикаго

Фиолетовый вербейник в Музейном центре

Квирейн

Следы Дэниела Буна

3 часа ночи в Исландии

Звездная палитра

Грот

Йосемитская долина

Сан-Франциско

Восход луны над церковью Иммакулата

Фонтаны в Moerlein Lager House

Садоводы округа Уитмен

Пирс Данкин

На повороте

После игры

Одиночество для гусей

Весна в зоопарке Цинциннати

Кровавая луна над терминалом Союза

Площадь Фонтанов

Гений воды

Кровавая луна над мюзик-холлом

Дымоходная луна

DD Отдел фотографии — Художественный отдел Южного Ньютона

Фотография Главная | Главная страница фотоблока | Задания   | How-To

С помощью этого модуля вы познакомитесь с качествами, которые делают хорошую фотографию, качествами хорошей критики и обсудите фотографии с классом. Вы узнаете, как использовать камеру с ручными настройками, чтобы понять, как она работает и какие настройки лучше всего подходят для различных ситуаций. Всем классом мы отправимся на экскурсию, чтобы сделать ваши собственные фотографии, а затем проанализируем и обработаем эти фотографии, чтобы сдать их. Наконец, мы обсудим фотографии в ходе обсуждения в классе.

Содержание курса

1. Журнал фотографии в течение года

2. Советы по фотографии, критические советы и видео

3. Photoshop или Lightroom

   2 2 практических руководства и знакомство с камерой

4. Съемка, обработка и выполнение фотозадания

5. Дополнительные задания — отчет подкаста, обзор документального фильма

История полевых поездок

• 2022 — 2023 —

• 2021 — Экскурсия по студии и презентация в Портреты Лори в Дельфах, Лафайет — Спичечный коробок и Зал Дункана для архитектуры, Сельдерейное болото, Парк садоводства, Счастливая лощина, Школьная парковка в вечер для световой живописи со светодиодной подсветкой и стальной ватой.

• 2020 — COVID

• 2019 — Зоопарк Колумбия Парк, Озера Фэрфилд, Уайлдкэт Крик с собаками, Лес Молтера, Мост Мейхью, Зоопарк Индианаполиса, Площадь Фонтанов, Кафе Nine Lives Cat, Idle Park.

• 2018 — собственность миссис ВанДуйн, Семейный развлекательный центр Crown Point Go-Kart Racing (Адам вызвал большую аварию), Лафайет Профетстаун (Ашанти испачкала лицо зефиром), Центр города, Хэппи Холлоу (Иеремия улетел с веселой -круг), С.Н. Элементарная задняя стоянка — цветная пудра, скейтборды, велосипеды, светопокраска светодиодами и стальной ватой.

• 2017 — Свалка выбоин и жуков в Уильямспорте, Лафайет — Автостоянка, Indian Motorcycle, McGuire Music

• 2016 — Зона рыб и дикой природы Джаспер/Пуласки, Скейт-парк Лафайет, Общество защиты животных почти дома, Собаки посещают поле для софтбола , Имущество Гербрахта, Лошади на ярмарке округа Ньютон с мисс Грувер.

• 2014 — Чайна-таун Чикаго, наклон окна здания Джона Хэнкока с Чадом Грином (Рокки потерялся), военно-морской пирс, парк штата Типпекано-Ривер с ночевкой и Форт-Нокс Пейнтбол

• 2013 — Выбоины Уильямспорта, Свалка Beetle’s Salvage yard, Badlands, Reynolds Junkyard, France Park

• 2012 — Сельская местность округа Бентон — Ферма Фрая (Шаффер и Сперлок на вершине бункера) и ферма Лама 7 904 011 — Downtown Crownpoint & Family Fun Center Go-Kart Racing, Horses at Newton County Fairgrounds with Ms.