Ao comparar a faixa dinâmica do sensor, em que base esses números?

14

Os EVs de faixa dinâmica são usados ​​constantemente e tenho a sensação de que: a) eles não estão na mesma 'escala' eb) são enganosos no que estão indicando, então espero que alguém possa esclarecer.

Questão de escala: Os fabricantes de carrocerias MF geralmente citam valores de DR na faixa de 12 a 14 EV, enquanto os números de carrocerias de 35 mm estão na faixa de 5-6 EV, obviamente estes não podem ser a mesma 'escala', pois o DxO publica que MF e Os corpos de 35 mm têm valores semelhantes: (12-14 EV) .

Pergunta da wtf: Então, o que exatamente essas duas medidas diferentes estão medindo? É esta a indicação de onde você ainda pode encontrar detalhes no VE mais alto e mais baixo ou onde estão os dados 'úteis'? Se eu criasse uma cena e medisse o EV mais brilhante em +6 e o ​​EV mais baixo em -6, seria capaz de discernir detalhes em toda a fotografia ou só notaria detalhes entre +3 e -3?

EDIT: Além disso, para uma câmera com um DR de 12 vs um DR de 14, o que exatamente isso significa em termos do mundo real?

Shizam
fonte

Respostas:

10

O problema é que a faixa dinâmica é subjetiva, visto que a definição de faixa dinâmica (pelo menos em termos de sensores) é a diferença entre os detalhes mais brilhantes e mais escuros que o sensor pode gravar.

O valor mais brilhante que um sensor pode registrar é facilmente encontrado, observando em que ponto os photosites do sensor ficam saturados e, portanto, não podem registrar nenhuma informação extra. A faixa dinâmica, em última análise, se resume a que ponto todos os detalhes discerníveis são perdidos em ruído.

O site de benchmarking DXO-mark define faixa dinâmica como a diferença entre a saturação dos photosites e o ponto em que a relação sinal / ruído atinge 1: 1, que é onde o sinal e o ruído são iguais. É questionável se algum detalhe real é visível quando o SNR é tão ruim, no entanto, é uma figura conveniente de usar e fácil de medir. Você pode ler sobre suas definições e procedimentos de teste aqui:

O DPreview também mede a DR de maneira semelhante, localizando o ponto de saturação e escurecendo a imagem até que o ruído atinja um determinado nível, mas, apesar de dedicar uma página inteira ao assunto, eles não mencionam qual número de ruído considera ser o limite. da faixa dinâmica!

Dado que suas pontuações de DR são inferiores à marca DXO, presumo que sejam um pouco restritivas e adotem um limiar de sinal para ruído mais baixo. Quanto ao DR de 5-6 EV indicado para corpos de 35 mm, esse número provavelmente será uma avaliação qualitativa por fotógrafos com uma visão mais conservadora do que é um nível aceitável de detalhes. É improvável que a quantidade marginal de detalhes de sombra detectável por um programa de computador seja categorizada como "utilizável" pelos fotógrafos. No entanto, ao comparar muitos sensores, é necessário ter uma medida quantitativa de quais detalhes do nível de luz são perdidos para que a relação sinal / ruído seja usada.


Enquanto estamos no assunto de faixa dinâmica, vale ressaltar que a faixa dinâmica [medida] de um sensor em boa luz será maior que a faixa dinâmica em pouca luz. Isso é simplesmente o resultado do fato de a RD ser determinada pelo ruído da sombra, pois o ruído aumenta.

No entanto, existem várias fontes de ruído, na luz boa, o ruído nas sombras se deve principalmente à eletrônica, enquanto na luz fraca, o ruído se origina principalmente da natureza discreta da luz (o chamado ruído do fóton). As câmeras compactas de sensor pequeno e com boa eletrônica terão, portanto, uma faixa dinâmica muito respeitável com boa luz. Somente quando os níveis de luz caem é que a capacidade de grandes sensores capturarem mais fótons é que lhes dá vantagem quando se trata de DR.

Matt Grum
fonte
Então, qual é a faixa EV '5-6' que é freqüentemente usada na comparação de câmeras de 35 mm?
Shizam
1
@Shizam Atualizei minha resposta, basicamente acho que o resultado de 5-6 EV é baseado em uma avaliação qualitativa dos fotógrafos, em vez de uma medição por software.
precisa saber é o seguinte
1
Eu acho que é importante fazer a distinção entre o que é fisicamente / matematicamente possível e o que é utilizável no mundo real. Um sensor pode ter um intervalo dinâmico de 14EV entre o nível mensurável útil mais escuro e o nível mais brilhante na saturação máxima. Quantas vezes você será capaz de usar cada último recado desse DR? No mundo real, quando você considera um ISO mais alto, a necessidade de algum espaço de manobra e a imprecisão dos histogramas na câmera, mesmo com ETTR, essa câmera 14EV provavelmente oferece 8 a 10 paradas funcionais utilizáveis ​​de DR.
jrista
1
@Shizam: Sim, é por isso que acho que sua pergunta é tão importante. Existem muitas medidas "científicas" que podemos fazer com sensores digitais que emitem um número como 12EV. Mas se isso não se correlaciona com o uso no mundo real, esse número é inútil. Eu acho que um número mais valioso seria "paradas reais de DR". Pode ser um pouco mais subjetivo, mas os humanos se destacam na subjetividade. ;)
jrista
1
@jrista, o valor do número DR depende do uso pretendido. Se você deseja comparar sensores, um número, como o usado pelo DXO, é apropriado porque é livre de subjetividade. Isso é o que o DXO faz, então é certo para eles. Você tem razão em que nós, como fotógrafos, precisamos de valores diferentes. Evito brancos saturados nas minhas fotos e evito o ruído em pretos profundos. Com efeito, estou obtendo um DR mais baixo, mas meu número concorda com o seu?
precisa saber é
4

Jrista disse:

Agora, se alguém puder apresentar um teste consistente e razoavelmente preciso que possa fornecer aos fotógrafos do mundo real uma idéia do mundo real de quanto DR eles podem realmente tirar da câmera.

Minha postagem é uma resposta à pergunta de Jrista e espero que ele ajude a esclarecer a pergunta original de Shizam. Esses testes representam o que você pode realmente alcançar em condições do mundo real com sua câmera. Fiz esses testes na ISO 200, já que é a velocidade com que normalmente trabalho.

Você pode fazê-lo com bastante precisão, sem gastar nenhum dinheiro. As instruções seguem abaixo do gráfico.

Aqui está o resultado de um teste que eu mesmo fiz. Eu interpreto isso como significando que, em condições práticas, com a minha câmera, na ISO 200, posso obter uma faixa dinâmica de 8 EV. O DxO fornece um resultado de 10 EV, enquanto o DPReview fornece um resultado de 8,4 EV (todos na ISO 200).

Também é útil observar os níveis de ruído; consulte este procedimento para medir os níveis de ruído .

insira a descrição da imagem aqui

O procedimento descrito é o seguinte:

  • use uma parede branca uniforme (ou superfície semelhante) como alvo.
  • coloque sua câmera em um tripé.
  • tire uma foto para obter sua exposição inicial. Todas as suas fotos devem ser tiradas no modo RAW. Você deve obter uma imagem em cinza médio.
  • Agora ajuste sua câmera para a exposição manual.
  • tire uma série de fotos em etapas decrescentes de EV até obter um preto puro, adicione uma por uma boa medida. Você provavelmente precisará de pelo menos seis fotos.
  • tire uma série de fotos em paradas crescentes de EV até obter um branco puro. Adicione um para uma boa medida. Você provavelmente precisará de pelo menos seis fotos.

Agora que você tem suas fotos, analisa-as da seguinte maneira

  • abra o primeiro no Ufraw (ou conversor RAW semelhante)
  • defina a exposição como padrão, curva de entrada como linear, curva de saída como linear, escolha nenhum perfil, escolha o balanço de branco manual e ajuste para neutro.
  • No histograma ao vivo, você verá os níveis médios de RGB para a imagem inteira. Pegue a média dos valores RGB e use-a como o brilho médio da imagem.
  • repita para todas as fotos neste conjunto
  • agora você terá conjuntos de valores de EV relativos emparelhados com valores médios de nitidez.
  • plotá-los em um gráfico, como fiz acima.
  • isso fornecerá uma indicação precisa da faixa dinâmica.

As principais limitações da precisão deste procedimento são a precisão da velocidade do obturador e da abertura. Você verá esse efeito como pequenos desvios de uma curva ideal. Para uma melhor resolução, você pode fazer o teste em intervalos de meia parada.

Tire todas as fotos em um curto espaço de tempo para que as mudanças na luz ambiente não surtam efeito.

A maneira padrão de testar o alcance dinâmico da sua câmera é usar a cunha Stouffer .
Você pode ver a lista de preços aqui .

labnut
fonte
Ah! Muito obrigado pela técnica! É isso que considero DR do mundo real e um valor em que um fotógrafo pode confiar em campo.
jrista