Esiste un dispositivo di riduzione della gamma dinamica (preferibilmente passivo, ottico)?

Durante l'elaborazione del suono, è possibile utilizzare un compressore per ridurre la gamma dinamica (DR) del segnale. In fotografia, ci imbattiamo spesso nel problema di scene con DR maggiore della capacità di acquisizione del sensore. Ad esempio, sparare a una persona su uno sfondo di neve bianca. Questo porta a che il soggetto sia sottoesposto, la neve sia sovraesposta o entrambi.

Un filtro a densità neutra viene utilizzato per ridurre la quantità di luce ricevuta dal sensore. Tuttavia, un filtro uniforme non riduce (teoricamente) la scena DR. Il filtro ND graduato può essere utile in alcuni casi, ma l'uso è molto specifico.

Esiste un dispositivo (materiale) in grado di ridurre il DR ricevuto? Preferibilmente, un dispositivo passivo (come un filtro per lenti)?

Ovviamente, nell'esempio di compressore del suono sopra, il DR della catena del segnale deve essere in grado di adattarsi al DR originale al fine di prevenire distorsioni e clipping indesiderati. Nella fotografia digitale, ciò equivale a un sensore DR elevato e la compressione stessa equivale alla mappatura dei toni HDR.

dynamic-range

— ysap
fonte

engadget.com/2011/06/25/… : D

— Dreamager

Un filtro non sarebbe in grado di farlo, poiché tutta la luce dell'immagine passa attraverso tutto il filtro. Il dispositivo dovrebbe assomigliare a una "maschera tagliente"; qualcosa che aggiunge una densità neutra variabile a un'immagine focalizzata proprio davanti al sensore. Immagino che si potrebbe immaginare un sistema che focalizzi l'immagine su un elemento di mascheramento (passivo, come occhiali da sole variabili o attivi) che poi si spara, ma poi l'obiettivo primario dovrebbe essere montato su quel dispositivo e un sarebbe necessario un obiettivo tra la fotocamera e il dispositivo. Sembra denaro e peso per me.

Per riferimento, questa domanda photo.stackexchange.com/questions/15363/… tratta del perché un filtro a densità neutra non riduce il DR.

— Sean,

@Dreamager - grazie per avermi ricordato perché odio l'HDR ...

— ysap

@ysap Nessun scherzo: il video inizia mostrandoci come appare "correttamente esposto" per le aree scure e chiare. No, "correttamente esposto" significa che il nero è nero e il bianco è bianco, non grigio medio!

— Evan Krall,

Risposte:

Tiffen ha una linea di filtri che modificano il contrasto che sono stati sviluppati per questo scopo. Nel 1992, hanno ricevuto un Technical Achievement Award dalla Academy of Motion Picture Arts and Sciences per lo sviluppo dei filtri.

— Staale S
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Alcune immagini di esempio che ho trovato: forum.dpreview.com/forums/…

— Sean

Wow, questo è inaspettato e perfetto! Mi chiedo se, a causa della loro affermazione che funziona "diffondendo la luce ambientale in tutta la scena per schiarire tutte le aree d'ombra", non vi è alcun effetto di ammorbidimento dell'immagine (nonostante la loro affermazione). Sfortunatamente, sul loro sito web non sono riuscito a trovare esempi più dettagliati, ma grazie a @Sean per il link al forum.

— Sì

Quindi, esaminando ulteriormente le immagini di esempio, sembra che non si voglia assolutamente usarlo se la scena non è problematica in primo luogo (come la prima immagine). Quindi, usando il filtro dove grandi porzioni dell'immagine includono un soggetto non problematico (come la seconda immagine) non va bene (anche se alcuni dettagli nel cielo vengono recuperati, l'intera immagine viene degradata. L'ultima immagine è un disastro totale.

— Sì

Detto questo, può consentire il recupero di maggiori dettagli in post-elaborazione, in cui giocare con la curva del tono e / o aggiungere il contrasto locale renderà le immagini più piacevoli.

— Sì

Probabilmente potresti ottenere lo stesso effetto a un prezzo molto più basso se acquisti solo il filtro UV / NC più economico che riesci a trovare. In alternativa, respira un po 'sull'obiettivo.

— Evan Krall,

Un filtro polarizzatore lo fa in modo molto limitato. Se la luce forte (punti salienti) è fortemente polarizzata, il filtro polarizzante può ridurre la gamma dinamica.

— kiwidamien
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+1, sebbene, suppongo sia vero solo per situazioni specifiche. Posso immaginare il contrario, dove le ombre sono polarizzate e quindi aumentano la DR.

— Sì

In realtà, potrebbe non essere un problema, sì. Se le ombre sono polarizzate, regola il filtro pola per farli passare direttamente con una perdita di luce minima nel filtro. Le luci non polarizzate sono tagliate di circa 2 stop dalla pola. Riduzione DR istantanea. (So che fanno qualcosa del genere per enfatizzare le riflessioni a volte)

— Staale S

@Staale S - stai dicendo che i 2 stop tagliati nelle alte luci non influenzeranno le ombre? I polarizzatori tagliano l'intensità della luce dell'immagine, ma AFAIK viene fatto uniformemente attraverso lo spettro di intensità. Il filtro di polarizzazione è in cima alla normale perdita di luce.

— Sì

Questo è esattamente quello che sto dicendo, sì. I polarizzatori sono come tapparelle, in sostanza, e tagliano la luce che non è allineata con le lamelle del filtro. Normalmente viene utilizzato per tagliare i riflessi, ruotando il filtro in modo che le lamelle non corrispondano alla polarizzazione dei riflessi. La maggior parte della luce "normale" non corrisponde neanche alle lamelle, il che porta alla perdita di luce a 2 stop. Ma se i riflessi corrispondono alle stecche ... vengono fatti passare quasi senza ostacoli. E i non riflessi vengono comunque tagliati di 2 stop.

— Staale S,

@Staale S - OK, capisco cosa intendi. Ha senso, ma devo afferrarlo ...

— Sì,

Nessuna cosa del genere è stata ancora inventata.

Sebbene Fuji abbia fatto diversi tentativi per risolvere questo problema tra cui il famoso SuperCCD SR utilizzato nell'S5 Pro. La versione di quarta generazione posiziona piccoli fotositi a bassa sensibilità tra quelli a sensibilità standard, essenzialmente catturando contemporaneamente le esposizioni. Quindi il software nella fotocamera fonde questi due in uno.

Successivamente, hanno introdotto il SuperCCD EXR che ha una serie uniforme di pixel a forma di diamante e può leggerne metà durante l'esposizione per catturarli prima che si saturino. La seconda metà dei pixel viene letta alla fine dell'esposizione e miscelata con la prima metà per produrre un'immagine a intervallo dinamico esteso. Come puoi immaginare questa versione, sebbene più facile da fabbricare, impone molte restrizioni sulla sensibilità e sull'uso del flash.

— Itai
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A meno che non mi sbagli, sembra che i dispositivi Fuji stiano tentando di estendere il DR catturabile - non ridurre l'entrata. Qual è la soluzione migliore allo stesso problema, ma non un "dispositivo di riduzione", giusto?

— rfusca,

Bene, dipende dal modo in cui lo guardi. Cattura più DR per comprimerlo proprio come nell'esempio del compressore sonoro, in primo luogo è necessario un componente che possa ospitare l'intera gamma.

— Itai,

+1 Probabilmente l'altro lato della medaglia, ma la mia domanda mirava davvero a una soluzione di tipo filtro, che sorprendentemente esiste.

— Sì

I filtri che riducono il contrasto lo fanno disperdendo una parte della luce da fonti speculari o luminose. Questo schiarisce le aree scure dell'immagine. Tuttavia, ciò introduce il rumore poiché viene aggiunto il rumore dei fotoni (scatto). Ciò differisce, ad esempio, dalla regolazione delle curve in Photoshop per elevare le porzioni di immagini più scure. Quest'ultimo non introduce rumore di ripresa, quindi produce meno rumore nelle parti più scure di un'immagine. L'elaborazione in Post produce risultati migliori a meno che tu non voglia aggiungere rumore e questa è sempre un'opzione anche in Post.

— Doug