Quando si confronta l'intervallo dinamico del sensore, su cosa si basano questi numeri?


14

I veicoli elettrici della gamma dinamica sono banditi tutto il tempo e ho la sensazione che a) non siano sulla stessa "scala" eb) siano fuorvianti in ciò che indicano, quindi spero che qualcuno possa chiarire.

Domanda di scala: i produttori di carrozzerie MF citano spesso i valori di DR nell'intervallo 12-14 EV mentre i numeri per i corpi da 35 mm sono compresi nell'intervallo 5-6 EV, questi ovviamente non possono essere la stessa 'scala' poiché DxO pubblica MF e I corpi da 35 mm hanno valori simili: (12-14 EV) .

Domanda di wtf: Quindi cosa misurano esattamente queste due diverse misurazioni? È questa l'indicazione di dove è possibile trovare dettagli nell'EV più alto e più basso o dove si trovano i dati "utili"? Se ho creato una scena e misurato l'EV più luminoso a +6 e l'EV più basso a -6 sarei in grado di discernere i dettagli nell'intera fotografia o noterei solo dettagli tra +3 e -3?

EDIT: Inoltre, per una fotocamera con una DR di 12 contro una DR di 14, cosa significa esattamente in termini reali?

Risposte:


10

Il problema è che l'intervallo dinamico è soggettivo, poiché la definizione di intervallo dinamico (almeno in termini di sensori) è la differenza tra i dettagli più chiari e più scuri che il sensore può registrare.

Il valore più luminoso che un sensore è in grado di registrare è facilmente individuabile osservando in che punto i fotositi del sensore diventano saturi e quindi non possono registrare ulteriori informazioni. La gamma dinamica, infine, scende fino a che punto tutti i dettagli riconoscibili vengono persi a causa del rumore.

Il marchio DXO del sito di benchmarking definisce la gamma dinamica come la differenza tra la saturazione dei fotositi e il punto in cui il rapporto segnale-rumore raggiunge 1: 1, ovvero dove segnale e rumore sono uguali. È discutibile se qualche dettaglio reale sia visibile quando il SNR è così cattivo, tuttavia è una figura conveniente da usare e facile da misurare. Puoi leggere le loro definizioni e la procedura di test qui:

DPreview misura anche la DR in modo simile trovando il punto di saturazione e quindi scurendo l'immagine fino a quando il rumore raggiunge un certo livello, ma nonostante dedichi un'intera pagina sull'argomento, non menzionano quale figura di rumore considerano il limite della gamma dinamica!

Dato che i loro punteggi DR sono inferiori al segno DXO, suppongo che siano un po 'stenosi e adottino un segnale più basso alla soglia del rumore. Per quanto riguarda il 5-6 EV DR dichiarato per i corpi da 35 mm, quella cifra sarà molto probabilmente una valutazione qualitativa da parte dei fotografi con una visione più conservativa su ciò che è un livello accettabile di dettaglio. È improbabile che la quantità marginale di dettagli ombra rilevabili da un programma per computer sia classificata come "utilizzabile" dai fotografi. Tuttavia, durante l'analisi comparativa di molti sensori, è necessario disporre di una misura quantitativa della perdita di dettaglio del livello di luce, in modo da utilizzare il rapporto segnale-rumore.


Mentre siamo in tema di intervallo dinamico, vale la pena sottolineare che l'intervallo dinamico [misurato] di un sensore in buona luce sarà maggiore dell'intervallo dinamico in scarsa luce. Questo è semplicemente il risultato del fatto che DR è determinato dal rumore dell'ombra, poiché il rumore aumenta DR diminuisce.

Esistono tuttavia più fonti di rumore, il buon rumore della luce nelle ombre è dovuto principalmente all'elettronica, mentre in condizioni di scarsa luminosità il rumore proviene principalmente dalla natura discreta della luce (il cosiddetto rumore dei fotoni). Le fotocamere compatte a sensore piccolo con una buona elettronica avranno quindi una gamma dinamica molto rispettabile in buona luce. È solo quando calano i livelli di luce che la capacità di sensori di grandi dimensioni di catturare più fotoni che dà loro un vantaggio quando si tratta di DR.


Allora, qual è la gamma EV '5-6' che viene spesso utilizzata quando si confrontano telecamere da 35 mm?
Shizam,

1
@Shizam Ho aggiornato la mia risposta, in pratica penso che il risultato del 5-6 EV si basi su una valutazione qualitativa da parte dei fotografi piuttosto che su una misurazione tramite software.
Matt Grum,

1
Penso che sia importante fare una distinzione tra ciò che è fisicamente / matematicamente possibile e ciò che è utilizzabile nel mondo reale. Un sensore può avere una gamma dinamica di 14 EV tra il livello misurabile utile più scuro e il livello più luminoso alla massima saturazione. Con quale frequenza sarai in grado di utilizzare ogni ultimo scarto di quel DR? Nel mondo reale, quando si tiene conto di ISO più elevati, la necessità di un po 'di spazio di manovra e l'imprecisione degli istogrammi nella fotocamera, anche con ETTR, quella fotocamera da 14 EV probabilmente offre 8-10 arresti funzionali e utilizzabili di DR.
jrista

1
@Shizam: Sì, ecco perché penso che la tua domanda sia così importante. Ci sono molte misurazioni "scientifiche" che possiamo fare con sensori digitali che sputeranno un numero come 12 EV. Ma se ciò non è correlato all'uso del mondo reale, tale numero è inutile. Penso che un numero più prezioso sarebbe "fermate del mondo reale della DR". Potrebbe essere un po 'più soggettivo, ma gli umani eccellono nella soggettività. ;)
jrista

1
@jrista, il valore del numero DR dipende dall'uso previsto. Se si desidera confrontare i sensori, un numero, come quello utilizzato da DXO, è appropriato perché privo di soggettività. Questo è ciò che DXO fa, quindi è giusto per loro. Hai ragione nel fatto che noi come fotografi abbiamo bisogno di valori diversi. Evito i bianchi saturi nelle mie foto ed evito il rumore nei neri profondi. Quindi in effetti sto ottenendo un DR inferiore, ma il mio numero sarebbe d'accordo con il tuo?
labnut

4

Jrista ha detto:

Ora, se qualcuno può escogitare un test coerente, ragionevolmente accurato, in grado di fornire ai fotografi del mondo reale un'idea del mondo reale di quanta DR possono effettivamente spiccare dalla loro macchina fotografica.

Il mio post è in risposta alla domanda di Jrista e spero che farà luce sulla domanda originale di Shizam. Questi test rappresentano ciò che puoi effettivamente ottenere in condizioni reali con la tua fotocamera. Ho fatto questi test con ISO 200 poiché quella è la velocità con cui lavoro normalmente.

Puoi farlo da solo in modo abbastanza preciso senza spendere soldi. Le istruzioni seguono sotto il grafico.

Ecco il risultato di un test che ho fatto da solo. Interpreto questo nel senso che, in condizioni pratiche, con la mia fotocamera, a ISO 200, posso utilmente ottenere una gamma dinamica di 8 EV. DxO dà un risultato di 10 EV mentre DPReview dà un risultato di 8,4 EV (tutto a ISO 200).

È utile esaminare anche i livelli di rumore, vedere questa procedura per misurare i livelli di rumore .

inserisci qui la descrizione dell'immagine

La procedura in sintesi è questa:

  • utilizzare come obiettivo un muro bianco uniforme (o superficie simile).
  • metti la fotocamera su un treppiede.
  • scatta una foto per ottenere l'esposizione iniziale. Tutte le tue foto devono essere prese in modalità RAW. Dovresti ottenere un'immagine in grigio medio.
  • ora imposta la fotocamera sull'esposizione manuale.
  • scatta una serie di foto a passi EV decrescenti fino a quando non hai il nero puro, aggiungine uno per una buona misura. Probabilmente avrai bisogno di almeno sei foto.
  • scatta una serie di foto a incrementi di EV fino a quando non hai il bianco puro. Aggiungine uno per buona misura. Probabilmente avrai bisogno di almeno sei foto.

Ora che hai le tue foto le analizzerai come segue

  • apri il primo in Ufraw (o simile convertitore RAW)
  • imposta l'esposizione sul valore predefinito, curva di input su lineare, curva di output su lineare, scegli nessun profilo, scegli bilanciamento del bianco manuale e regola su neutro.
  • Sotto l'istogramma live vedrai i livelli RGB medi per l'intera immagine. Prendi la media dei valori RGB e usala come luminosità media dell'immagine.
  • ripetere per tutte le foto in questo set
  • ora avrai set di valori EV relativi associati a valori di luminosità medi.
  • tracciali su un grafico come ho fatto sopra.
  • questo darà un'indicazione accurata della gamma dinamica.

Le principali limitazioni sull'accuratezza di questa procedura sono l'accuratezza della velocità dell'otturatore e l'apertura. Vedrai questo effetto come piccole deviazioni da una curva ideale. Per una migliore risoluzione è possibile eseguire il test a intervalli di mezzo stop.

Scatta tutte le foto in un tempo abbastanza breve che i cambiamenti nella luce ambientale non hanno alcun effetto.

Il modo standard di testare la gamma dinamica della videocamera è utilizzare il cuneo passo Stouffer .
Puoi vedere il loro listino prezzi qui .


Ah! Grazie mille per la tecnica! Questo è ciò che considero il mondo reale DR e un valore su cui un fotografo può fare affidamento sul campo.
jrista
Utilizzando il nostro sito, riconosci di aver letto e compreso le nostre Informativa sui cookie e Informativa sulla privacy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.