Khi so sánh dải động của cảm biến, những con số đó dựa trên cái gì?


14

Phạm vi động của EV luôn bị băng bó mọi lúc và tôi có cảm giác rằng a) chúng không cùng 'quy mô' và b) chúng gây hiểu lầm trong những gì chúng chỉ ra nên tôi hy vọng ai đó có thể làm rõ.

Câu hỏi về tỷ lệ: Các nhà sản xuất thân máy MF thường trích dẫn các giá trị DR trong phạm vi 12-14 EV trong khi các số cho thân máy 35mm nằm trong phạm vi 5-6 EV, rõ ràng chúng không thể là cùng một 'thang đo' kể từ khi DxO xuất bản rằng MF và Cơ thể 35mm có giá trị tương tự: (12-14 EV) .

Câu hỏi của wtf: Vậy chính xác hai phép đo khác nhau đó là gì? Đây có phải là dấu hiệu nơi bạn có thể tìm thấy chi tiết trong EV cao nhất và thấp nhất hoặc dữ liệu 'hữu ích' ở đâu không? Nếu tôi tạo cảnh và đo EV sáng nhất ở mức +6 và EV thấp nhất ở -6 thì tôi có thể nhận ra chi tiết trong toàn bộ ảnh hay tôi chỉ nhận thấy chi tiết giữa +3 và -3?

EDIT: Ngoài ra, đối với máy ảnh có DR là 12 so với DR là 14, chính xác thì điều đó có nghĩa gì trong điều kiện thực tế?

Câu trả lời:


10

Vấn đề là phạm vi động là chủ quan, xem như định nghĩa của dải động (ít nhất là về cảm biến) là sự khác biệt giữa các chi tiết sáng nhất và tối nhất mà cảm biến có thể ghi lại.

Giá trị sáng nhất mà cảm biến có thể ghi lại có thể dễ dàng tìm thấy bằng cách xem điểm nào mà các cảm biến quang ảnh trở nên bão hòa và do đó không thể ghi lại bất kỳ thông tin bổ sung nào. Sau đó, phạm vi động cuối cùng đi xuống điểm mà tất cả các chi tiết rõ ràng bị mất cho nhiễu.

Trang web điểm chuẩn DXO-mark xác định phạm vi động là sự khác biệt giữa độ bão hòa của các hình ảnh và điểm tại đó tỷ lệ tín hiệu / nhiễu đạt 1: 1, đó là nơi tín hiệu và nhiễu bằng nhau. Người ta nghi ngờ liệu có bất kỳ chi tiết thực sự nào có thể nhìn thấy khi SNR xấu như vậy không, tuy nhiên đó là một con số thuận tiện để sử dụng và dễ đo lường. Bạn có thể đọc về định nghĩa và quy trình kiểm tra của họ ở đây:

DPreview cũng đo DR theo cách tương tự bằng cách tìm điểm bão hòa và sau đó làm tối hình ảnh cho đến khi độ nhiễu đạt đến một mức nhất định, nhưng mặc dù dành toàn bộ một trang về chủ đề này, họ không đề cập đến con số nhiễu mà họ cho là giới hạn của phạm vi năng động!

Do điểm DR của họ thấp hơn điểm DXO, tôi cho rằng họ hơi nghiêm khắc và chấp nhận tín hiệu thấp hơn đến ngưỡng nhiễu. Đối với 5-6 EV DR được nêu cho các thân máy 35mm, con số đó rất có thể sẽ là một đánh giá định tính của các nhiếp ảnh gia với quan điểm bảo thủ hơn về mức độ chi tiết chấp nhận được. Lượng chi tiết bóng tối có thể phát hiện được bởi một chương trình máy tính dường như không được phân loại là "có thể sử dụng" bởi các nhiếp ảnh gia. Tuy nhiên, khi đo điểm chuẩn cho nhiều cảm biến, bạn phải có một phép đo định lượng ở mức độ chi tiết mức độ ánh sáng bị mất để sử dụng tỷ lệ tín hiệu / nhiễu.


Mặc dù chúng ta đang nói về chủ đề của dải động, đáng để chỉ ra rằng dải động [được đo] của cảm biến trong ánh sáng tốt sẽ lớn hơn dải động trong ánh sáng kém. Đây đơn giản là kết quả của thực tế DR được xác định bởi nhiễu bóng, vì nhiễu tăng DR giảm.

Tuy nhiên, có nhiều nguồn nhiễu, trong ánh sáng tốt trong bóng tối hầu hết là do các thiết bị điện tử, trong khi đó, trong ánh sáng kém, hầu hết bắt nguồn từ bản chất rời rạc của ánh sáng (còn gọi là nhiễu photon). Do đó, máy ảnh nhỏ gọn cảm biến với thiết bị điện tử tốt sẽ có dải động rất đáng nể trong điều kiện ánh sáng tốt. Chỉ khi mức độ ánh sáng giảm, khả năng của các cảm biến lớn sẽ thu được nhiều photon hơn giúp chúng có lợi thế hơn khi nói đến DR.


Vậy phạm vi '5-6' EV thường được sử dụng khi so sánh máy ảnh 35mm là gì?
Shizam

1
@Shizam Tôi đã cập nhật câu trả lời của mình, về cơ bản, tôi nghĩ rằng kết quả 5-6 EV dựa trên đánh giá định tính của các nhiếp ảnh gia thay vì đo lường bằng phần mềm.
Matt Grum

1
Tôi nghĩ điều quan trọng là phải phân biệt giữa những gì có thể về mặt vật lý / toán học và những gì có thể sử dụng được trong thế giới thực. Một cảm biến có thể có dải động trị giá 14EV giữa mức có thể đo được hữu ích tối nhất và mức sáng nhất ở mức bão hòa tối đa. Bạn có thường xuyên có thể sử dụng mọi phế liệu cuối cùng của DR đó không? Trong thế giới thực, khi bạn tính đến ISO cao hơn, cần một số phòng ngọ nguậy và sự không chính xác của biểu đồ trong máy ảnh, ngay cả với ETTR, máy ảnh 14EV có thể cung cấp 8-10 điểm dừng chức năng có thể sử dụng được của DR.
jrista

1
@Shizam: Aye, đó là lý do tại sao tôi nghĩ rằng câu hỏi của bạn rất quan trọng. Có rất nhiều phép đo "khoa học" mà chúng ta có thể thực hiện với các cảm biến kỹ thuật số sẽ phun ra một số như 12EV. Nhưng nếu điều đó không tương quan với việc sử dụng trong thế giới thực, thì một con số như vậy là vô ích. Tôi nghĩ rằng một con số có giá trị hơn sẽ là "điểm dừng chân thực của DR". Nó có thể chủ quan hơn một chút, nhưng con người vượt trội về tính chủ quan. ;)
jrista

1
@jrista, giá trị của số DR phụ thuộc vào mục đích sử dụng. Nếu bạn muốn so sánh các cảm biến thì một số, chẳng hạn như số được sử dụng bởi DXO, là phù hợp vì nó không có tính chủ quan. Đây là những gì DXO làm để nó phù hợp với họ. Bạn đúng ở chỗ chúng tôi là nhiếp ảnh gia cần những giá trị khác nhau. Tôi tránh những người da trắng bão hòa trong ảnh của tôi và tránh tiếng ồn trong màu đen sâu. Vì vậy, trong thực tế, tôi đang nhận được DR thấp hơn, nhưng số của tôi có đồng ý với bạn không?
labnut

4

Jrista nói:

Bây giờ, nếu ai đó có thể đưa ra một thử nghiệm phù hợp, chính xác hợp lý có thể cung cấp cho các nhiếp ảnh gia trong thế giới thực ý tưởng về thế giới thực về số lượng DR họ thực sự có thể lấy ra từ máy ảnh của họ.

Bài đăng của tôi là để trả lời câu hỏi của Jrista và tôi hy vọng nó sẽ làm sáng tỏ câu hỏi ban đầu của Shizam. Những thử nghiệm này đại diện cho những gì bạn thực sự có thể đạt được trong điều kiện thực tế với máy ảnh của bạn. Tôi đã thực hiện các thử nghiệm này ở ISO 200 vì đó là tốc độ tôi thường làm việc.

Bạn có thể tự làm nó khá chính xác mà không tốn bất kỳ khoản tiền nào. Hướng dẫn theo bên dưới biểu đồ.

Đây là kết quả của một bài kiểm tra tôi đã tự làm. Tôi hiểu điều này có nghĩa là, trong điều kiện thực tế, với máy ảnh của tôi, ở ISO 200, tôi có thể có được dải động 8 EV một cách hữu ích. DxO cho kết quả là 10 EV trong khi DPReview cho kết quả là 8.4 EV (tất cả đều ở ISO 200).

Cũng rất hữu ích khi xem xét mức độ tiếng ồn, xem quy trình này để đo mức độ tiếng ồn .

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Các thủ tục trong phác thảo là thế này:

  • sử dụng một bức tường trắng đồng nhất (hoặc bề mặt tương tự) làm mục tiêu.
  • đặt máy ảnh của bạn trên một giá ba chân.
  • chụp ảnh để có được tiếp xúc bắt đầu của bạn. Tất cả ảnh của bạn phải được chụp ở chế độ RAW. Bạn sẽ nhận được một hình ảnh giữa màu xám.
  • bây giờ đặt máy ảnh của bạn để phơi sáng thủ công.
  • chụp một loạt ảnh khi giảm các bước EV cho đến khi bạn có màu đen thuần khiết, hãy thêm một bức ảnh để có số đo tốt. Bạn có thể sẽ cần ít nhất sáu bức ảnh.
  • chụp một loạt ảnh khi tăng EV dừng cho đến khi bạn có màu trắng tinh khiết. Thêm một cho các biện pháp tốt. Bạn có thể sẽ cần ít nhất sáu bức ảnh.

Bây giờ bạn có ảnh của bạn, bạn sẽ phân tích chúng như sau

  • mở cái đầu tiên trong Ufraw (hoặc trình chuyển đổi RAW tương tự)
  • đặt phơi sáng thành mặc định, đường cong đầu vào thành tuyến tính, đường cong đầu ra thành tuyến tính, không chọn cấu hình, chọn cân bằng trắng thủ công và điều chỉnh về trung tính.
  • Trong biểu đồ trực tiếp, bạn sẽ thấy các mức RGB trung bình cho toàn bộ hình ảnh. Lấy mức trung bình của các giá trị RGB và sử dụng giá trị đó làm độ sáng trung bình của hình ảnh.
  • lặp lại cho tất cả các bức ảnh trong bộ này
  • bây giờ bạn sẽ có các bộ giá trị EV tương đối được ghép nối với các giá trị độ cao trung bình.
  • vẽ chúng trên đồ thị như tôi đã làm ở trên.
  • điều này sẽ đưa ra một dấu hiệu chính xác của phạm vi động.

Những hạn chế chính về độ chính xác của quy trình này là độ chính xác của tốc độ màn trập và khẩu độ của bạn. Bạn sẽ thấy hiệu ứng này là những sai lệch nhỏ so với một đường cong lý tưởng. Để có độ phân giải tốt hơn, bạn có thể thực hiện kiểm tra trong khoảng thời gian dừng một nửa.

Chụp tất cả các bức ảnh trong một thời gian đủ ngắn mà những thay đổi trong ánh sáng xung quanh không có hiệu lực.

Cách tiêu chuẩn để kiểm tra phạm vi động của máy ảnh của bạn là sử dụng nêm bước Stouffer .
Bạn có thể xem bảng giá của họ ở đây .


Ah! Cảm ơn rất nhiều cho kỹ thuật! Đây là những gì tôi coi là DR trong thế giới thực và là một giá trị mà một nhiếp ảnh gia có thể dựa vào trong lĩnh vực này.
jrista
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.